Brevet FR2489054A1 — publié le 19820226

L'invention concerne un barreau formé de conducteurs pour des machines électriques fonctionnant sous une tension élevée et comportant respectivement deux paquets, disposés côte à côte, formés de conducteurs partiels isolés les uns par rapport aux autres et qui sont entrelacés réciproquement de telle manière que chaque conducteur partiel prend à l'intérieur du barreau respectivement au moins une fois toute position spatiale possible, et comportant un manchon isolant et une couche semiconductrice installée sur le manchon iso- lant et une autre couche semiconductrice disposée entre les paquets de conducteurs partiels et le manchon isolant, le conducteur partiel situé sur le petit côté étant bordé au niveau d'un croisement, sur ses deux côtés, par des couches de mastic approximativement de même hauteur et remplissant le barreau formé de conducteurs sur le reste de sa largeur. Un tel barreau formé de conducteurs est connu par exemple d'après le brevet allemand t 164 562. Une génératrice électrique de grande taille est à elle seule aujourd'hui à même d'assurer l'alimentation de villes d'un demi-million d'habitants. C'est pourquoi des exigences maximales concernant la sécurité de service sont imposées à de telles machines. Ces machines doivent en général rester en service de façon permanente sans interrup- tion entre deux intervalles de révision, et ce pendant plusieurs années. La durée de vie de l'enroulement est alors d'une importance décisive. Les endommagements de l'enroulement du stator apparaissent la plupart du temps lorsqu'il existe, en certains endroits dans l'isolant du barreau formé de conducteurs, des espaces vides dans lesquels il se produit, par suite de décharges par effluves, des gaz nitreux qui détruisent l'isolant et peuvent conduire au cours de l'année à une perforation depuis le barreau formé de conducteurs en direction du fer. Les parties du barreau formé de conduc- teurs sont particulièrement fortement endommagées au niveau de la face supérieure et de la face inférieure, étant donné qu'en ces endroits seul est présent un conducteur partiel et que la largeur du paquet de conducteurs doit être complé- tée par la masse de remplissage. Il est connu d'empêcher dans une large mesure cette action de décharge par effluves par des dispositifs de protection contre les décharges par effluves du type mentionné précédemment. Par détermination du facteur de pertes diélectriques, on peut tirer certaines conclusions concernant la qualité de l'isolant. Selon le procédé connu pour fabriquer de tels bar- reaux formés de conducteurs, on réalise un polissage des intersections de la partie du barreau réalisée par entrela- cement selon le système Roebel, pour l'établissement du contact avec le dispositif de protection contre des déchar- ges internes par effluves électriques, et on établit une liaison galvanique avec une couche conductrice servant de protection contre les décharges par effluves. En outre,une phase opératoire supplémentaire est nécessaire pour le dépôt. Dans un autre barreau connu formé de conducteurs (demande de brevet allemand DOS NO 2 755 050) chaque paquet de conducteurs est entouré par un bobinage hélicoïdal d'une bande semiconductrice du point de vue élec- trique, ou bien est entouré par bobinage d'un matériau semi- conducteur large sous la forme d'un enroulement fermé, ladite bande ou ledit matériau étant articulé à l'un des conducteurs individuels cintrés uniquement en un emplacement qui se trans- forme en une articulation ohmique dans le cas d'essai en haute tension, avec apparition d'un claquage électrique d'un conducteur individuel vers le dispositif de protection contre les décharges internes par effluves. Dans le cas de ce dis- positif connu, un inconvénient est en outre le besoin supplé- mentaire en place, suivant la largeur de la rainure. Pour la compensation, il serait par exemple nécessaire d'accroî- tre l'induction au niveau de la dent. La présente invention a pour but de réduire les coûts de fabrication d'un dispositif de protection contre les décharges intérieures par effluves fonctionnant parfai- tement et d'une façon tout à fait performante. Ce problème est résolu conformément à l'invention dans un barreau formé de conducteurs, du type mentionné plus haut, grâce au fait que la couche de mastic durcissable s'étend sur toute la partie rectiligne du barreau formé de conducteurs, sur les petits côtés respectifs des paquets de conducteurs partiels, et qu'il est prévu sur cette couche des bandes conductrices, par exemple des bandes de stratifié de verre électriquement conducteur et que les bandes conduc- trices et les isolants, situés au-dessous de ces bandes, des conducteurs partiels sont munis de perçages traversants, qui sont remplis par un mastic conducteur. Selon une variante de l'invention, à la place de la bande de mastic et de la bande conductrice, on prévoit une feuille préimprégnée sandwich, qui est constituée par une bande de mastic et par une bande conductrice. Lors de la fabrication, on peut faire alors l'économie d'une phase opé- ratoire. De cette manière on obtient une liaison de faible valeur ohmique entre les conducteurs partiels et les couches conductrices. Dans le cas de l'aménagement de ces perçages, il faut veiller soigneusement, dans le cas de barreaux formés de conducteurs comportant des guides d'ondes, en installant par exemple des dispositifs correspondants,à ce que la cavité du conducteur ne soit pas perforée, afin d'éviter une sortie du fluide de refroidissement. Les dispositions indiquées ci-dessus sont prévues conformément à l'invention dans l'ensemble de la zone cintrée située dans la partie rectiligne du barreau formé de conduc- teurs. De façon appropriée, le diamètre d'un tel perçage est égal approximativement à la largeur d'un conducteur partiel. Un procédé pour fabriquer un barreau formé de conduc- teurs conforme à l'invention est caractérisé par les phases opératoires suivantes connues en soi partiellement: a) Après cintrage et réunion des paquets de conduc- teurs partiels, on dépose sur la face supérieure ou sur la face inférieure du faisceau du barreau formé de conducteurs, des bandes de mastic non durcies, par exemple des bandes de mastic en époxy Samica, b) on dépose, sur les bandes de mastic, des bandes conductrices constituées par exemple par des bandes conduc- trices de stratifié de verre, c) on consolide la partie rectiligne du barreau dans une presse à chaud, d) on perfore ensuite, à l'aide d'un taraud à trou borgne, les bandes conductrices ainsi que l'isolant des con- ducteurs partiels jusqu'à ce que, en cet emplacement, le conducteur partiel possède une surface nue, e) on remplit les trous de perforation avec un mastic conducteur. Lors de l'obtention du barreau formé de conducteurs par pressage dans la presse à chaud, ce dernier est consolidé ou renforcé et le mastic durcissable remplit simultanément les cavités situées dans la zone de cintrage et, en commun avec la bande conductrice, constitue une unité avec le barreau formé de conducteurs. La bande de mastic pénètre alors également dans les espaces vides présents au niveau des points d'intersection et les remplit. De-façon appropriée, à la suite de la phase opé- ratoire b, on entoure le faisceau de conducteurs par la bande de séparation (par exemple une feuille de Tedlar) et l'on enlève cette bande, après l'exécution de la phase opé- ratoire c. Les bandes mentionnées de stratifié de verre peuvent être également constituées par l'assemblage de plusieurs bandes. Au lieu des bandes mentionnées de stratifié de verre, on peut également prévoir une bande de tissu conduc- teur ou bien une feuille conductrice. D'autres détails et formes de réalisation avantageu- ses de l'invention ressortiront de la description donnée ci- après considérée en liaison avec les dessins annexés. La figure 1 représente une coupe d'un barreau formé de conducteurs conforme à l'invention, prise au niveau d'une intersection. La figure 2 représente une vue en élévation latérale d'un tel barreau formé de conducteurs. La figure 3 représente une vue en plan d'un tel barreau formé de conducteurs. Dans le cas du barreau formé de conducteurs repré- senté, le manchon isolant extérieur ainsi que l'isolant des conducteurs partiels ne sont pas représentés. Le barreau 1 formé de conducteurs est constitué par des paquets 10 et 11 de conducteurs partiels. Les paquets 10 et 11 de conducteurs partiels sont séparés l'un de l'autre par une couche isolante 14. Chaque paquet de conducteurs partiels contient un certain nombre de conducteurs partiels 101 et 102... et 111, 112 etc. qui sont entrelacés réci- proquement de façon connue selon le système Roebel. Les conducteurs situés sur les petits côtés, c'est-à-dire les conducteurs qui passent, au niveau de la zone d'intersec- tion, sur le petit côté d'un paquet de conducteurs partiels dans l'autre paquet de conducteurs partiels, sont désignés par la référence 12. Des deux côtés de chaque conducteur 12 situé sur le petit côté est prévue respectivement une couche de mastic 21 constituée par exemple par un mastic époxy-mica possédant approximativement la hauteur du conducteur 12 situé sur le petit côté, et qui complète les contours irréguliers du barreau formé de conducteurs pour former une section trans- versale rectangulaire. Sur le petit côté du barreau formé de conducteurs est installée une bande de mastic durcissable 21 s'étendant sur toute la longueur de la partie rectiligne. Une bande conduc- trice 22 est disposée sur cette couche conductrice 21. Au lieu de cette bande de mastic 21 et d'une couche conductrice 22, on peut également prévoir une feuille préimprégnée sand- wich constituée par une bande de mastic et une bande conduc- trice. Dans la couche supérieure, des perçages 23 sont ménagés respectivement dans la zone des conducteurs partiels des petits côtés. Ces perçages sont prévus à une distance telle qu'au moins un perçage est présent au moins dans la zone de chaque bande conductrice. Ce perçage est suffisamment profond pour pénétrer encore précisément dans le conducteur partiel du petit côté. Le perçage ne doit pas être trop pro- fond lorsque le conducteur partiel situé sur le petit côté est un guide d'ondes, afin d'empêcher de façon sûre un défaut d'étanchéité. Les perçages 23 sont remplis par un mastic conduc- teur, ce qui garantit que le potentiel de la couche conduc- 2489054' trice entre le manchon isolant et le paquet de conducteurs correspond à celui des conducteurs. De cette manière il est possible d'éviter, d'une manière très sûre, des phénomènes de décharge par effluves ou par effet couronne dans des espaces vides éventuellement présents lors de la fabrication. La fabrication d'un tel conducteur s'effectue de la manière suivante: après cintrage et assemblage en faisceau des paquets de conducteurs partiels, on appose les bandes de mastic non durcies 21 mentionnées ou les feuilles préimpré- gnées sandwich mentionnées sur la face supérieure ou sur la face inférieure du barreau formé de conducteurs. Sur ces bandes de mastic 21,'on dispose ensuite des bandes conductri- ces 22, puis on entoure le faisceau de conducteurs avec une bande de séparation 24 constituée par exemple par une feuille de Tedlar. Ensuiteon consolide la partie rectiligne du barreau dans une presse à chaud. La bande conductrice est alors fixée par collage à la bande de mastic et forme une unité rigide, la bande de mastic pénétrant dans les espaces vides présents au niveau des points d'intersection et remplissant ces der- - niers. Ensuite, à l'aide d'un taraud à trou borgne, on per- fore les bandes conductrices ainsi que l'isolant des conduc- teurs partiels et l'on perfore les conducteurs partiels en veillant à ce que, dans le cas de l'utilisation de guides d'ondes, la cavité de guide d'ondes ne soit pas percée. On remplit ensuite les trous de perçage avec un mastic conduc- teur, ce qui établit une laison conductrice de faible valeur ohmique entre les conducteurs partiels et la couche conduc- trice du dispositif de protection contre les décharges intérieures par effluves. 2489C54 R E V E N D I C A T I O N S 1. Barreau formé de conducteurs pour une machine électrique fonctionnant sous une tension élevée, comportant respectivement deux ou plusieurs paquets (10,11) disposés côte à côte, formés de conducteurs partiels (101, 102... 111,112...) isolés les uns par rapport aux autres et en- trelacés réciproquement,de sorte que chaque conducteur par- tiel prend à l'intérieur du barreau respectivement au moins une fois toute position spatiale possible, et comportant un manchon isolant et une couche semiconductrice installée sur le manchon isolant et une autre couche semiconductrice disposée entre les paquets de conducteurs partiels et le manchon isolant, les conducteurs partiels (12) situés sur les petits côtés étant bordésiau niveau d'une intersection, de masses de mastic (13,21) d'une hauteur approximativement identique et remplissant la largeur résiduelle du barreau formé de conducteurs, caractérisé en ce que sur chaque petit côté des paquets dé conducteurs partiels (10,11), la couche de mastic durcissable s'étend sur toute la partie rectiligne du barreau formé de conducteurs et qu'il est prévu sur cette couche des bandes conductrices, par exemple des bandes de stratifié de verre électriquement conducteur, et que les bandes conductrices (22) et les isolants des conducteurs partiels, situés au-dessous de ces bandes, sont munis de perçages traversais (23) qui sont remplis par un mastic conducteur. 2. Barreau formé de conducteurs selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les bandes conductrices (22> recouvrent l'ensemble de la partie rectiligne du barreau formé de conducteurs (1). 3. Barreau formé de conducteurs selon l'une des revendications l et 2, caractérisé en ce que la couche de mastic (21) et la couche conductrice (22) sont réunies pour former une feuille préimprégnée sandwich. 4. Barreau formé de conducteurs selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le diamètre des perçages (23) correspond approximativement à la largeur d'un conducteur partiel (101,...). 2489C54 5. Procédé pour fabriquer un barreau formé de con- ducteurs selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires sui- vantes connues en soi partiellement a) après cintrage et réunion en un faisceau des paquets de conducteurs partiels, on appose sur la face supé- rieure et/ou sur la face inférieure du faisceau constituant le barreau formé de conducteurs, des bandes de mastic non durcies (21), par exemple des bandes de mastic époxy Samica, b) on met en place des bandes conductrices de stra- tifié de verre (22) sur les bandes de mastic (21), c) on renforce la partie rectiligne du barreau dans une presse à chaud, d) on perfore ensuite, à l'aide d'un taraud à trou borgne, les bandes conductrices (22) ainsi que les bandes de mastic et l'isolant des conducteurs partiels et on per- fore le conducteur partiel(12), e) on remplit les trous de perçage (23) avec un mastic conducteur. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, lors des phases opératoires a) et b), au lieu des bandes de mastic (21) et des bandes conductrices (22), on met en place une feuille préimprégnée sandwich constituée par une couche de mastic et une bande conductrice sur la face supérieure ou sur la face inférieure du faisceau constituant le barreau formé de conducteurs. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications et 6, caractérisé en ce que, après exécution de la phase opératoire b), on entoure le faisceau de conducteurs avec une bande de séparation (par exemple formée d'une feuille de Tedlar) et on enlève cette bande de séparation après exécution de la phase opératoire c).