Brevet FR2563369A3 — publié le 19851025

FR 2563369 A3 19851025 FR 8419395 A 19841213 "Condensateur électrique à film plastique métallisé La présente invention concerne un condensateur électrique à film plastique metallisé incorporant un dis- positif de sauvegarde contre une explosion. Ainsi que cela est connu, les condensateurs élec- triques à film plastique métallisé subissent avec le temps une détérioration progressive de leurs caractéristiques électriques dues à des surtensions instantanées provoquant la perforation du diélectrique, ou au vieillissement du diélectrique, ou à d'autres causes. Quand ces causes ren- dent la capacité de régénération du condensateur ineffi- cace, commence alors un processus de détérioration irré- versible accompagné par le dégagement de gaz et une aug- mentation considérable de la pression interne, pouvant avoir pour résultat l'explosion du condensateur, avec de sérieux dégâts en résultant pour l'équipement environnant et constituant un danger pour les personnes se trouvant à proximité immédiate. En outre, il peut arriver que la rupture du con- densateur, du fait de l'admission de l'oxygène de l'air, déclenche un processus de combustion conduisant à des situations évidemment sérieuses. Pour essayer de remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé des condensateurs conçus de manière que le boîtier extérieur soit formé par une coquille métallique plissée sous forme d'ondulations annulaires de manière que la coquille puisse se dilater axialement dans le cas d'une augmentation excessive de la pression interne dans le con- densateur. Cette dilatation est utilisée pour mettre sous tension, et en conséquence rompre, au moins l'un des deux conducteurs reliés aux plaques du condensateur, ce qui coupe l'alimentation en courant et arrête le dégagement de gaz. Cependant, les condensateurs classiques présentent des inconvénients non négligeables pouvant avoir principa- lement pour origine la complexité de la construction de la coquille et la manière dont sont réalisées les connexions. Le but technique poursuivi par la présente inven- tion est donc de proposer un condensateur électrique incorporant un dispositif de sauvegarde qui, lorsqu'on le compare aux condensateurs classiques, soit facile à fabri- quer et économique, tout en étant très fiable par son fonctionnement. Ce but est atteint au moyen d'un condensateur électrique caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier comprenant un prolongement dans lequel est guidé un piston pouvant coulisser de façon étanche à l'interieur de la surface du boîtier et auquel sont reliées les extrémités des conducteurs connectés aux plaques du condensateur, le piston étant apte, quand la pression interne du condensa- teur dépasse un niveau prédéterminé, à se déplacer sur une distance axiale qui rompt ou déconnecte électriquement lesdits conducteurs. D'autres caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels: Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un condensateur selon I'invention, Figure 2 est une vue en coupe passant par la partie supérieure de ce condensateur, dans un plan tourné de 90 par rapport à celui de figure 1; Figure 3 est une vue en coupe de la partie supé- rieure d'un mode de réalisation modifié de ce condensa- teur; Figure 4 est une vue en coupe du condensateur de figure 3, dans un plan tourné de 90". Ce condensateur comprendun enroulement cylindri- que (1) constitué par des films plastiques métallisés dis- poses de manière à laisser les côtés métallisés (plaques) accessibles à partir des extrémités opposées de l'enroule- ment. En fait, on peut envisager qu'une couche conductrice reliant les spires de chaque film soit appliquée sur les- dites extrémités. La couche métallisée supérieure est indiquée en (2) et la couche inférieure en (3). Les extrémités respec- tives des conducteurs (4) et (5) sont soudées à ces cou- ches de manière à établir la connexion électrique du con- densateur. En particulier, pour être relié à la couche inférieure (3), le conducteur (5) passe dans un petit tube (6) qui est disposé axialement dans l'enroulement (1) et sur lequel ce dernier est enroulé. L'enroulement (1) est logé dans un boîtier cylindrique (7) et centré à l'inté- rieur de ce dernier au moyen d'une paire de tétons (8) et (9) insérés dans les extrémités opposées du petit tube (6). Le téton (8) s'étend vers le haut à partir du fond (9) du boîtier (7), et il comprend une découpe pour permet- tre le passage du conducteur (5). Le téton (9) s'étend vers le bas à partir d'un disque centré dans le boîtier (7) et dans lequel sont constituées deux ouvertures (11) et (12) pour le passage des conducteurs (4) et (5). Le boîtier (7) est moulé en une matière plastique appropriée et comprend une partie (13) s'étendant au-delà du disque (10). Deux segments cylindriques (14,15) font saillie axialement à partir du disque (10) dans la partie (13), les segments présentant des dents externes (16) à leur partie supérieure. Entre les segments tubulaires (14, 15) et la partie (13) est défini un espace dans lequel est disposé un manchon (17) faisant partie intégrante d'un piston (18) en forme de cuvette inversée prévu pour fer- mer la partie supérieure du boîtier (7). Le manchon (17) comprend,à son extrémité inférieure, un rebord annulaire interne (19) et une nervure externe (20) en contact étan- che avec la surface interne du manchon. Le piston en forme de cuvette (18) comprend un couvercle (21) auquel sont fixés deux rivets (22,23) destinés à former deux bornes de connexion (24,25) auxquelles sont reliés, par exemple par soudage, les deux conducteurs (4,5). Le piston (18) est fixé à l'intérieur de la partie tubulaire (13) au moyen d'une nervure périphérique (26) prévue sur le manchon (17) et venant s'engager dans une gorge de forme concor- dante (27) pratiquée dans la partie (13). De même, pour retenir axialement le disque (10), on prévoit un épaulement interne (28) dans le boîtier (7) qui empêche le disque de sortir quand il a été enfoncé à force dans le boîtier (7) au-delà de cet épaulement. Avantageusement, pour faciliter l'insertion du piston en forme de cuvette (18)-et du disque (10), on cons- titue des biseaux d'introduction (29) et (30) sur les bords internes du boîtier (7) et du disque (10). Si du gaz se dégage à la suite d'un court-circuit dans un condensateur tel que décrit ci-dessus, la pression interne augmente progressivement et agit sur le piston (18). Le piston (18) reste-fixe jusqu'à ce qu'il soit poussé hors du boîtier quand est dépassé un niveau criti- que déterminé par la nervure (26) venant buter contre la gorge (27) et par la résistance mécanique du conducteur (4) provoquant la séparation des conducteurs et la coupure de l'alimentation en courant du condensateur. Ainsi,tout court-circuit est interrompu quand il y a dégagement de gaz, ce qui évite l'explosion du condensateur. On notera que l'éjection du piston (18) du boîtier s'arrête quand le rebord annulaire (19) vient en contact avec les dents (16) des segments cylindriques (14,15). Un aspect particulier de l'invention consiste dans le fait que lorsque la pression interne augmente, la ner- vure (20) est sollicitée contre la surface interne de la partie (13), ce qui évite des fuites de gaz pouvant mettre en danger la capacité de la force en traction nécessaire pour provoquer la séparation des conducteurs. Dans l'exemple montré, il est envisagé que l'éjec- tion du piston provoque la déconnexion du conducteur (4) de la plaque (2). Mais on peut également prévoir dans le cadre du même concept inventif, la séparation des deux conducteurs (4) et (5), ou la rupture de ces derniers. Pour faciliter la rupture des conducteurs, on peut y pra- tiquer des encoches d'affaiblissement, ou en variante, les aménager pour qu'ils soient en contact avec des arê- tes aiguës capables d'y provoquer des indentations pendant l'étape de tension. Pour arrêter le piston (18), on peut prévoir à la place du rebord annulaire (19) et des dents (16) des crochets (31) venant s'engager dans des fentes (32) prévues dans les segments (14,15). - REVENDICATIONS - 1.- Condensateur électrique à film plastique métallisé, du type comprenant des plaques (2,3) de con- densateur (1) auxquelles sont fixées les extrémités des conducteurs (4,5), caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier cylindrique (7) et un piston (18), le boîtier cylindrique (7) comportant un prolongement (13), le pis- ton (18) étant guidé de façon étanche dans le prolonge- ment (13) du boîtier cylindrique (7), les extrémités des conducteurs (4,5) non reliées aux plaques (2,3) du con- densateur (1) étant reliées au piston (18), les plaques du condensateur (1) étant fixées au boîtier cylindrique (7) et le piston (18) étant apte à se déplacer sur une distance axiale susceptible de provoquer la rupture ou la déconnexion électrique des conducteurs (4,5) quand la pression interne régnant dans le condensateur électrique (1) à film plastique métallisé dépasse un niveau prédé- terminé. 2.- Condensateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le piston (18) a la configuration d'une cuvette et comprend une partie en forme de manchon (17), cette dernière présentant une nervure extérieure (20), cette partie en forme de manchon (17) comprenant, en outre, un rebord annulaire interne (19), la nervure extérieure (20) étant apte à s'appliquer de façon étanche contre la surface interne du prolongement (13) du boîtier cylindri- que (7), le piston comprenant, en outre, un fond (21), le condensateur électrique à film plastique métallisé compre- nant également des bornes de connexion (24,25) qui sont fixées au fond (21). 3.- Condensateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le piston (18) comprend une nervure péri- phérique (26), en ce que le prolongement (13) du boîtier cylindrique (7) comprend, en outre, une gorge annulaire (27) ayant un diamètre correspondant au diamètre de la nervure périphérique (26) et étant apte à venir en enga- gement avec cette dernière. 4.- Condensateur selon la revendication 3, carac- térisé en ce qu'il comprend, en outre, un enroulement (1) et un disque (10), qui présente une première face et une seconde face, qui est adapté pour fixer l'enroulement (1) à l'intérieur du boîtier cylindrique (7), qui est inséré dans le boîtier cylindrique (7) et qui comporte, sur sa première face, un téton de centrage (9) venant en engage- ment axial avec l'enroulement (1), ce disque définissant, sur sa seconde face, deux segments cylindriques (14,15) comprenant des dents (167, ménagées à l'extérieur des deux segments cylindriques et aptes à servir de butée au rebord annulaire intérieur (19) de la partie enforme de manchon (17) du piston (18) quand ce dernier est poussé hors du boîtier cylindrique (7). 5.- Condensateur selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la partie en forme de manchon (17) du piston (18) comprend des dents (31), et les deux segments cylindriques (14,15) présentent des fentes (32) s'étendant axialement, et aptes à venir en engagement avec les dents (31) formées sur la partie en forme de manchon (17) du piston (18). 6.- Condensateur selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le boîtier cylindrique (17) comporte un épaulement interne (28) étant apte à maintenir le disque (10) en direction axiale. 7.- Condensateur selon la revendication 1, com- prenant en outre des bornes de connexion (24,25), carac- térisé en ce que les conducteurs (4,5) qui sont reliés aux plaques (2,3) du condensateur (1) sont en outre reliées à leurs autres extrémités, aux bornes (24,25), ces conduc- teurs (4,5) comportant des encoches d'affaiblissement.