Brevet FR2485248A1 — publié le 19811224

La présente invention porte sur un isolant plat pour appareils à haute tension et appareils- analogues comportant des canaux de refroidissement longitudinaux, formés par des parties saillantes et s'étendant dans une première direction particulier des parties conductrices du noyau porteur d'ap- pareils à haute tension ou appareils analogues. Les isolants plats de ce type à canaux longitudinaux ou axiaux servent à isoler les appareils électriques à haute tension et appareils analogues, donc en particulier les transformateurs et les inductances, un espace parcouru dans la direction longitudinale par un liquide de refroidis- sement devant, dans le cas par exemple d'un transformateur, rester libre entre le noyau et les enroulements. Dans le cas des isolants connus du type prêcité, cela se fait par exemple avec un presspahn ondulé dont la forme d'onde a été réalisée par formation par estampage- de gorges transversales trapézoïdales ou sinuso!dales. Il est égale- ment classique d'utiliser des bandes à baguettes sur les- quelles des canaux de refroidissement sont formés par colla- ge sur un support isolant en presspahn ou en papier- de ba- guettes de presspahn ou de bois orientées en direction lon- gitudinale et disposées à une certaine distance les unes des autres en direction transversale ou tangentielle du -,5 transformateur. On sait également coller des baguettes de presspahn directement sur le cylindre support des enroule- ments, par exemple le noyau de transformateur, ou bien insé- rer, après montage, des bobines des baguettes de presspahn entre le cylindre support et les enroulements. L'agent de refroidissement, en particulier de l'huile, ne peut alors circuler entre les baguettes ou dans les gorges transversa- les qu'en direction longitudinale ou axiale pour évacuer la chaleur produite durant le fonctionnement de l'appareil électrique à haute tension. Ainsi, on n'obtient pas un re- froidissement optimal des appareils, car l'huile nécessaire au refroidissement ne peut forcément circuler qu'en direc- tion axiale da'ns les canaux longitudinaux. Il en résulte une vitesse de circulation relativement grande et ainsi une trop courte durée de contact de l'huile avec les surfaces à refroidir. L'invention a pour but de supprimer les inconvénients précités et de fournir un isolant permettant une meilleure évacuation de la chaleur. L'invention atteint ce but avec un isolant plat du type indiqué plus haut gràce au fait que les canaux longi- tudinaux communiquent entre eux par des passages transver- saux formés par des interruptions, espacés en direction longitudinale, des parties saillantes et s'étendant dans une deuxième direction (direction transversale). L'invention permet donc une meilleure évacuation de la chaleur grice à- la possibilité d'équilibrage transversal des courants d'huile voisins. L'huile peut ainsi, en circulant, mieux se répartir en-passant par les passages transversaux entre les canaux longitudinaux. Pour une dimension longitu- dinale donnée de l'isolant, on a aussi une plus faible vi- tesse de circulation de l'huile d'o résulte un contact avec les surfaces à refroidir plus long qui favorise l'é- vacuation de la chaleur. Une forme de réalisation préférée de l'invention se caractérise par le fait que les parties saillantes sont dé- calées en direction transversale. Ainsi, il ne se produit pas d'étranglement des canaux d'huile par les enroulements radiaux mrêe sous l'action des forces élevées qui apparais- sent par exemple lors du fonctionnement d'un transformateur. Selon une autre forme de réalisation préférée,-les par- ties saillantes, isolées, sont formées par estampage en laissant des intervalles qui servent de canaux longitudinaux et de passages transversaux, cette forme de réalisation étant avantageuse en particulier quand on utilise comme isolant du presspahn. Selon une autre forme de réalisation, les parties sail- lantes sont des calottes qui sont réalisées avec des creux au dos par estampage à chaud ou à froid par matrice et poinçon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention- -3 2485248 ressortent de la description suivante, dans laquelle un exemple de réalisation est expliqué en détail à 1'aide du dessin, sur lequel: - la figure 1 montre, en él4vation latérale, un exem- ple de réalisation de l'isolant plat de l'invention pour l'isolation d'un transformateur et - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. Sur le dessin, un morceau d'isolant o10 en presspahn 0 conforme à l'inventiîn est placé autour d'un nOyau de transo formateur 12. Des enroulements de transformateur 14 enroulés autour de 1'isolant 10 sont indiqués dans la partie sup& rieure de la flgure 1, L'isolant 10 eot pourvu de parties estampées saillantes -16 en forme de calotteo Les saillies des calottes 16 sont dirigées vers le noyEy de transformateur 129 c'est=-dire vers l'intérieur. Les calottes 16 sont alignées en direction longitudinale ou axiale du noyau 12 mais décalées en dlirec tion circonférentielle. Ii y a ainsi à c8té de chaque caloto te 16 d'une rangée longitudinale un passage libre dans la rangêe voisine avant qu'on retrouve dans la rangée suivante une calotte 16 à la même hauteur que dans la premiera irangda. Les calottes 16 s'appuient fermememnt conrtre le noyau de transformateur et maintiennent ainsi les parties restantes de l'isolant 10 écartées du noyau 12. Du c6té intérieur de l'isolant 10 sont ainsi formés entre ce dernier et le noyau 12 des canaux longitudinaux 18 de circulation d'un liquide de refroidissement qui communiquent entre eux par des passa- ges transversaux 20. Quand le transformateur est en service, un liquide de refroidissement, par exemple de l'huile, est-envoyé en di- rection longitudinale ou axiale du transformateur entre le noyau 12 et l'isolant 10, de sorte qu'il se forme un courant d'huile 22 dans les canaux longitudinaux 18. Le long des calottes 16, l'huile en circulation est déviée lateralement par rapport au courant longitudinal 22, de sorte quail se forme des courants tangentiels 24, I 'huile en circulation pouvant en particulier passer d'un canal longitudinal 18 au canal longitudinal voisin. Il en résulte un refroidissement très amélioré. L'isolant de transformateur-10 représenté est en presspahn, dans lequel sont estampées les calottes 16. Les centres des calottes 16 de chaque rangée longitudinale sont espacés de 50 am. Les axes des rangées longitudinales de ca- lottes sont de r&me espacés de 50 ma. Les calottes 16 de deux rangées voisines sont décalées de 25 mm en direction longitu- dinale. Le rayon de courbure des calottes 16 est de 30 mm et les calottes elles-mres ont un diamètre également d'envi- ron 30 mmA, ce qui donne une hauteur de calotte d'environ 4 am. Dans 1 'exemple de réalisation représenté, la plaque de presspahn utilisée a-une épaisseur de 0,8 am. 24-85248 R E V E N DI C AT I 0 ONS 1.- Isolant plat pour appareils à haute tension et appareils analogues comportant des canaux de refroidissement longitudinaux formés par des parties saillantes et s eéten- dant dans une première direction (direction longitudinale), utilisable pour l'écartement en particulier des parties conductrices du noyau porteur d'appareils à haute tension et appareils analogues, caractérisé par le fait que les canauc longitudinaux (18) communiquent entre eux par des passages transversaux (20) formés par des interruptions, espacés en direction longitudinale, des parties sailIlantes (16) et s'é- tendant dans une deuxième direction (direction transversale)0 2.- Isolant selon la revendication 1s dans lequel les parties saillantes (16) sont décalées en direction transver- sale. 3.- Isolant selon l'une des revendications 1 e 2; dans lequel les parties saillantes (16) se trouvent d'un seul c8té de son plan. 4.- Isolant selon l'une des revendications l et 2, dans- lequel les parties saillantes (16) se trouvent des deux c8tés de son plan. 5.- Isolant selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les parties saillantes (16) isolées, sont formées par estampage en laissant des intervalles qui servent de ca- naux longitudinaux (18) et de passages transversaux, (20). 6.- Isolant selon l'une des revendications 1 à 4e dans lequel, sur une matière isolante plate et plane, sont placées, comme parties saillantes (16) des entretoises saillantes, sé- parées, en matériau isolant. 7.- Isolant selon l'une des revendications 5 et 6, et qui est en totalité, ou dont la matière isolante, est en fi- bre vulcanisée. 8.- Isolant selon l'une des revendications 5 et 6, qui est lui-msme, ou dont lt matière isolante est, en presspahn. 9.- Isolant selon la revendication 6, dans lequel la matière isolante est du papier. 10.- Isolant selon la revendication 6, dans lequel la matière isolante est constituée de feuille de plastique. 11.- Isolant selon la revendication 6 ou l'une des revendications 8 à 10 et la revendication 6, dans lequel les entretoises sont en presspahn, et sont collées sur la matlè- re isolante. 12.- Isolant selon la revendication 6, ou l'une des revendications 8 à 10 et la revendication 6, dans lequel les entretoises sont en matière plastique. 13.- Isolant selon la revendication 12, dans lequel les entretoises sont collées sur la matière isolante. 14.- Isolant selon les revendications 6 et 7, ou l'une des revendications 10 à 12, dans lequel les entretoises sont soudées à la matière isolante. 15. 15.- Isolant selon l'une des revendications 1 b 44, dans lequel les parties saillantes (16) ont une surface de base circulaire. 16.- Isolant selon l'une des revendications l à 15, dans lequel les parties saillantes sont des calottes (16)' 17.- Isolant selon l'une des revendications 1. à 15" dans lequel les parties saillantes (16) sont sensiblement cylindriques. 18.- Isolant selon l'une des revendications 1 à 15, dans lequel les parties saillantes (16) sont tronconiques. 19.- Isolant selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel les parties saillantes (16) ont une base polygonale. 20.- Isolant selon la revendication 19, dans lequel les parties saillantes (16) ont une base trapézoldale, 21.- Isolant selon la revendication 19, dans lequel les parties saillantes (16) ont une base allongée en direction longitudinale. 22.- Isolant selon l'une des revendications 19 à 21, dans lequel les parties saillantes (16) ont des parois la- térales sensiblement verticales. 23.- Isolant selon l'une des revendications 19 à 21, dans lequel les parties saillantes (16) sont en forme de tronc de pyramide.