Brevet FR2536204A1 — publié le 19840518

CONDENSATEUR ELECTRIQUE IN PRENNE La présente invention concerne un condensateur électrique imprégné ayant une bonne tenue en tension et en puissance. Elle concerne plus particulièrement un condensateur électrique bobiné du type comportant d'une part un premier film diélectrique métallisé sur ses deux faces constituant une première armature du condensateur et un deuxième film diélectrique métallisé sur ses deux faces constituant une seconde armature du condensateur et des connexions électriques, leune reliée aux couches métallisées du premier film et l'autre aux couches métallisées du deuxième film, et d'autre part un film diélectrique de polypropylène séparant les premier et deuxième films diélectriques métallisés, le condensateur ainsi formé étant imprégné par une huile diélectrique De tels condensateurs généralement bobinés sont connus par exemple du brevet français 1 541 684. Compte tenu de ses excellente s propriétés, le polypropylène est habituellement utilisé dans ce type de condensateur compte tenu des applications envisagées. Dans tous ces condensateurs devant supporter des tensions élevées, se pose généralement le problème de l'élimination de l'air entre les différentes couches de celui-ci afin d'augmenter sa tenue en tension. Pour cela, on réalise généralement une irnprégnation dudit condensateur à l'aide d'une huile diélectrique de forte permittivité. Dans le brevet français mentionné ci-dessus, le problème est résolu en utilisant en tant qu'armature du papier métallisé sur ses deux faces séparé par un diélectrique en polypropylène, capable de subir un certain gonflement sous l'action d'une huile diélectrique. De cette manière, I'huile diélectrique imprègne le condensateur par l'intermédiaire du papier puis diffuse dans le diélectrique poreux capable d'un gonflement, ce dernier entraînant la disparition de l'air dans le condensateur, chassé par tuile diélectrique. Toutefois, une telle solution nécessite l'utilisation de papier métallisé en tant qu'armature afin de permettre la diffusion de l'huile diélectrique dans le condensateur Or, pour différentes raisons (tenue mécanique, performance, coQt, encombrement, etc...), l'homme de métier préférerait utiliser un film de matière plastique métallisé comme armature de ce type de condensateur. Toutefois, aucune solution satIsfaisante n'a été trouvée jusqu'à présent en utilisant ce type d'armature du fait de l'absence d'imprégnation possible par une huile diélectrique des films de matière plastique métallisée et en particulier le plus courant d'entre eux, le polytérephtalate d'éthylène métallisé (et les polyesters métallisés en général). Le condensateur selon l'invention permet de résoudre le problème ainsi posé. Il est caractérisé en ce que le film diélectrique de polypropylène est un film de rugosité comprise entre 0,3 micron et 1 micron, tandis que les premier et deuxième films diélectriques métallisés sont en matière plastique non poreuse métallisée. Contrairement à l'art antérieur dans lequel on cherchait généralement à réduire les possibilités de présence d'air dans ces condensateurs en diminuant la rugosité des films utilisés ou en faisant subir un traitement thermique particulier aux condensateurs, la solution de l'invention consiste à créer un certain nombre d'intervalles entre le diélectrique proprement dit et les armatures de manière à permettre une diffusion des huiles diélectriques dans tout le condensateur afin de chasser l'air présent dans celui-ci, sachant que cette diffusion ne pourra s'effectuer par l'intermédiaire du support diélectrique des armatures métallisées.On constate de plus que le fait d'utiliser un film de polypropylène rugueux améliore la capacité d'autoicatrisation de ces condensateurs, un tel avantage, inattendu, permettant d'utiliser ce type de condensateurs aux me mes tensions que ceux utilisant pour armatures des films métallisés de résistivité superficielle deux fois plus importante. On constate par exernple une tenue en tension sensiblement identique pour des condensateurs non imprégnés comportant toutes choses égales par ailleurs les uns des armatures en polyester métallisé sur les deux faces de résistivité 1,5 Ohm par carre associé à un film de polyprowlène- de rugosité de l'ordre de 0,45 et des condensateurs utilisant des armatures constituées du même polyester métallisé de résistivité 4 Ohms par carré et de polypropylène non rugueux. La rugosité telle que définie ci-dessus correspond à la rugosite arithmétique moyenne selon la norme AFNOR AF NFE OS - 015. Pour les armatures, on utilisera de préférence un film de polyester métallisé sur ses deux faces et plus particulièrement de polytérephtalate d'éthylène métallisé sur ses deux faces. L'épaísseur de la métallisation, de préférence en aluminium ou en zinc, sera relativement faible de manière à obtenir-une résistance par carré de l'ordre de 1,5 Ohm par carre. La rugosité du polypropylène utilisé sera comprise entre 0,3 micron et 1 micron et de préférence de l'ordre de 0,45 micron environ (à t 6,15 micron près). L'épaisseur des différents diélectriques sera celle habituellement utilisée dans Je même type d'application Concernant les huiles susceptibles d'imprégner convenablement de tels condensateurs, on peut citer à titre d'exemple l'huile de ricin, les huiles minérales, les huiles silicones, les diarylalkanes, le polybutylène, les dioctyldibutylphtalates, etc... ainsi que les différentes huiles citées dans le brevet. français mentionné cidessus. Quant aux procédés de fabrication de ces condensateurs, ils sont ceux habituellement utilisés dans la technique, csest-à-dire généralement le bobinage simultané des trois films (deux films de polyester métallisés sur les deux faces et un film de polypropylène rugueux les séparant) (voir par exemple le BF 1 502 221 pour la fabrication de ce type de condensateurs). Toutefois, on préférera généralement réaliser les connexions électriques du condensateur sous la forme de schoopages réalisés sur les flancs latéraux du condensateur après bobinage. Ces schoopages sont généralement suffisamment poreux pour permettre le passage de l'huile d'imprégnation qui diffuse ainsi dans tout le condensateur. Si ce n'est pas le cas, on peut réaliser une "épargne" sur toute la largeur du conden sateur ou une partie seulement permettant la diffusion de l'huile d'imprégnation. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la figure unique cijointe montrant une vue partielle éclatée d'un condensateur selon l'invention. Ce condensateur comporte une première série d'armatures constituées par le film de polyester 1 métallisé sur chacune de ses faces en 3 et 4, et une deuxième série d'armatures constituées par le film de polyester 2 métallisé sur chacune de ses faces 5 et 6. Le condensateur comporte en réalité une pluralité d'armatures 1 et 2, les armatures de me me parité étant reliées entre elles par des connexions électriques latérales non représentées sur la figure du type schoopage. Dans ce but, les couches métallisées sont moins larges que le support diélectrique correspondant qui comporte ainsi des zones non métallisées telles que 12 et 13 pour le diélectrique 1 et 14 et 15 pour le diélectrîque 2. Entre ces armatures, sont disposées des couches diélectriques telles que les couches 7 et 8 des films de polypropylène dont la rugosité telle que définie ci-avant est telle qu'elle permet la diffusion d'une huile isolante diélectrique dans les zones telles que 9, 10 et 11.Ces films vus en coupe sur la figure unique sont bobinés simultanément sur un mandrin, de manière connue en soi. Ils sont ensuite imprégnés et mis généralement dans des boîtiers ou enrobés dans une résine REVENDICATIONS 1. Condensateur électrique bobiné du type comportant d'une part un premier film diélectrique métallisé sur ses deux faces (1, 3s 4) constituant une première armature du condensateur et un deuxième film métallisé sur ses deux faces (2, 59 6) constituant une seconde armature du condensateur et des connexions électriques, l'une reliée aux couches métallisées (3, 4) du premier film et l'autre aux couches métallisées du deuxième film (5, 6), et d'autre part un film diélectrique (7) de polypropylène séparant les premier et deuxième films diélectriques métallisés, le condensateur ainsi formé étant imprégné par une huile diélectrique, caractérisé en ce que le film diélectrique de polypropylène (7) a une rugosité comprise entre 0,3 micron et 1 micron tandis que les premier (1, 3, 4) et deuxième (2, 5, 6) films dielectriques métallisés sont en matière plastique non poreuse métallisée. 2. Condensateur électrique imprégné selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rugosité du film de polypropylène est de l'ordre de 0,45. 3. Condensateur électrique imprégné selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les premier (1, 3, 4) et deuxième (2, 5, 6) films diélectriques métallisés sont constitués par des films de polyester métallisés à l'aluminium ou au zinc. 4. Condensateur électrique imprégné selon la revendication 3, caractérisé en ce que le film diélectrique est en polytérephtalate d'éthylène. 5. Condensateur électrique imprégné selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ses connexions électriques sont réalisées par schoopage.