Brevet FR2641911A1 — publié le 19900720

"Transformateur capacitif" L'invention présente concerne un transforma- teur capacitif, se composant d'un diviseur de tension capacitif dont le point de division est relié à une bobine de self de résonance et un transformateur intermédiaire, pour le moins l'enroulement de haute tension du transformateur intermédiaire étant scellé dans de la résine moulée.. Un transformateur capacitif de ce type est connu par le document DE-AS 12 41 908, dans lequel les enroulements du transformateur intermédiaire, et à savoir en particulier son enroulement haute tension, sont enrobés dans la résine moulée. Ce corps de résine moulée possède, à sa partie supérieure, un flasque, avec lequel il s'appuie, d'une part, sur le bâti mis à la terre et sur lequel, d'autre part, est fixé le diviseur de tension capacitif au moyen d'un isolateur en porcelaine enveloppant le diviseur de tension capacitif. Comme agent d'imprégnation et de saturation pour le diviseur de tension capacitif est prévue de l'huile isolante. Un transformateur capacitif d'un autre type est connu d'après DE 15 41 800. Dans ce cas, la bobine de self de résonance est insérée entre le point-- de répartition du condensateur diviseur côté haute et basse tension du diviseur de tension capacitif et le transformateur intermédiaire et est mise à un potentiel de haute tension, de l'ordre de grandeur de kV. Le transformateur intermédiaire est branché - comme d'habitude - en série avec la bobine de self de résonance. La présente invention se propose de réaliser un transformateur capacitif du type ci-dessus permettant une fabrication rationnelle de toutes les parties du transformateur. En particulier, on doit rendre possible une forme de construction fiable et en même temps extrêmement compacte de tous les éléments particuliers, donc du diviseur de tension, de la bobine de self de résonance et du transformateur intermédiaire. A cet effet, l'invention concerne un convertisseur de tension du type cidessus, caractérisé en ce que au point de division du diviseur de tension capacitif est relié d'abord l'enroulement de haute tension du transformateur intermédiaire et ensuite est branché en série avec au moins une partie de l'enroulement de haute tension du transformateur intermédiaire, l'enroulement de haute tension de la bobine de self de résonance, en ce que le transformateur intermédiaire avec toutes les parties d'enroulement et de noyau est enrobé dans un bloc de résine moulée résistant à l'air libre, et en ce que le bloc de résine moulée supporte le diviseur de tension et est réuni avec lui par bride. La présente invention se caractérise en ce que le transformateur intermédiaire constitue un élément de construction stable à l'air libre, intégrant complètement ses parties actives (enroulements et noyau en fer) et qui peut être connecté directement avec le diviseur de tension capacitif. Le transformateur intermédiaire est non seulement relié électriquement au point de division du diviseur de tension capacitif, mais est aussi - en opposition à la solution précédemment connue d'après DE-AS 12 41 908 - retiré du bâti-métallique mis à la terre. Le transformateur intermédiaire constitue donc un élément original électriquement et mécaniquement, qui est construit indépendamment, essayé, et il peut être finalement connecté de façon simple avec les autres éléments du transformateur capacitif selon l'invention, à savoir avec le diviseur de tension capacitif et avec le bâti métallique pour la bobine de self de résonance. Suivant une autre caractéristique de l'invention, en-dessous du bloc de résine moulée, est prévu un espace libre délimité par un bâti métallique, dans lequel est placée la bobine de self de résonance. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la surface du bloc de résine moulée est garnie d'une métallisation, reliée électriquement avec le logement métallique mis à la terre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les condensateurs diviseurs du diviseur de tension capacitif, imprégnés de gaz ou de liquide, sont entourés complètement par une enveloppe de résine moulée, réalisée par coulée en source avec refoulement de l'agent isolant gazeux ou liquide se trouvant dans le moule. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'enveloppe de résine moulée du diviseur de tension porte des nervures, qui forment avec l'enveloppe de résine moulée un seul corps homogène ou bien elles sont reliées séparément- avec l'enveloppe de résine moulée. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la liaison électrique entre le diviseur de tension capacitif et l'enroulement haute tension du transformateur intermédiaire se fait par une fiche de contact. L'invention est décrite en détail à l'aide d'un exemple de réalisation illustré par les dessins dans lesquels: - la figure 1 montre une vue de côté en coupe d'un transformateur capacitif selon l'invention, - la figure 2 montre une vue de dessus de ce transfor- mateur capacitif, et - la figure 3 montre le montage électrique propre de ce transformateur capacitif. Le transformateur capacitif suivant l'invention 1 se compose des deux condensateurs diviseurs 3, 4 formant un diviseur de tension capaci- tif 2 et disposés de façon connue l'un au dessus de l'autre et bridés ensemble. Ces condensateurs diviseurs 3, 4 sont fixés sur un bloc de résine moulée 5 de façon étanche aux gaz et aux liquides, en particulier, ils sont vissés en assurant l'étanchéité. Le bloc 5 en résine moulée stable à l'air libre, en particulier en résine cycloaliphatique enveloppe complètement les parties actives, donc les enroulements haute et basse tension 7 non représentés séparément, y compris le noyau en fer propre 8 du transformateur intermédiaire 6. Un bâti métallique 9 mis à la terre est prévu en dessous du bloc de résine moulée 5. Ce bâti entoure un espace libre 10, dans lequel est logée la bobine de self de résonance 11 nécessaire pour le transformateur capacitif. Cette bobine de self de résonance est reliée par une des ses extrémités d'enroulement à la masse ou à la terre, comme cela résulte du schéma électrique de la figure 3. Toute la 2 6 4 1 9 1 1 bobine de self de résonance est, par conséquent, au potentiel de basse tension ou à la terre. Les surfaces du bloc de résine moulée 5, à savoir les surfaces latérales 5a, 5b et la surface frontale supérieure 5c sont.munies d'un revêtement 12 conducteur mis à la terre; il s'agit, de préférence, d'une métallisation conductrice de l'électricité, qui est reliée électriquement au bâti métallique 9 lui- même à la terre. Les condensateurs diviseurs 3, 4 du diviseur de' tension capacitif 2 se composent chacun d'enrou- lements ou d'une pile de bobines, imbibées ou imprégnées d'un agent isolant, de préférence un gaz isolant ou de l'huile isolante. Une enveloppe de résine moulée 13 est prévue comme enrobage de ces condensateurs diviseurs 3, 4. Celle-ci est réalisée, le cas échéant, dans un moule perdu par le fait que les condensateurs diviseurs 3, 4 dans le moule sont imprégnés d'agent isolant (liquide ou gazeux) et qu'ensuite la résine moulée est introduite dans le moule par en dessous. Cette résine moulée ainsi introduite, monte dans le moule et refoule l'agent imbibant ou imprégnant dans la mesure o celui-ci n'est pas nécessaire pour l'imprégnation. Par cette coulée à refoulement connue en elle-même, on économise dans le diviseur de tension 2 fini, c'est-à-dire dans les condensateurs diviseurs 3, 4, une quantité considérable d'agent imbibant ou imprégnant. Des nervures 14 sont prévues à l'extérieur de l'enveloppe de résine moulée 13 d'une façon connue en soi. Celles-ci peuvent être formées également pendant la préparation de l'enveloppe de résine moulée 13, de façon que l'enveloppe et les nervures 14 forment un corps unique de matériau homogène. Toutefois, les nervures 14 peuvent aussi être ultérieurement ajoutées à l'enveloppe de résine moulée 13 des deux condensateurs diviseurs 3, 4, en particulier être formées en utilisant de la résine silicone. L'avantage particulier de l'utilisation de la coulée, dite de refoulement, consiste à réduire au minimum l'agent d'imprégnation, pour l'imprégnation des condensateurs diviseurs 3, 4, de sorte que le diviseur de tension capacitif 2 ou bien n'a pas besoin de vase d'expansion ou nécessite un vase d'expansion de volume minimum. Le cas échéant, un anneau de blindage creux, conducteur électrique qui est normalement bridé entre les deux condensateurs diviseurs 3, 4 convient particulièrement pour cela. La figure 2 montre, en vue de dessus, le transformateur capacitif 1 décrit précédemment dans cette représentation la disposition des pieds d'appui , de la boîte de connexion 16, ainsi que d'un raccordement - haute tension à fréquence nominale 17 - sont particulièrement bien visibles. Du reste, les parties différentes de la figure 2 sont pourvues des mêmes chiffres de référence que dans la figure 1. La figure 3 montre un branchement possible du transformateur capacitif selon l'invention en schéma de principe. Dans cette figure, le diviseur de tension capacitif désigné à nouveau par 2, comprend les condensateurs diviseurs 3, 4. La prise de tension pour la liaison directe du transformateur intermédiaire 6 au diviseur de tension capacitif 2 est désigné par TP. Le transformateur intermédiaire électriquement relié directement à la prise de tension TP comprend ici deux bobinages de haute tension 7 et deux bobinages de mesure 18, 19, alors que la bobine self de résonance 11, branchée en série avec le transformateur intermédiaire 6 comprend un bobinage de mesure ou de commande. La liaison électrique entre le diviseur de tension capacitif 2 et le transformateur intermédiaire 6 se fait par une fiche de contact 21, le cas échéant par une fiche à contact multiple de réalisation connue. La figure 1 montre en plus sous la référence 22 une conduite électrique, qui applique au transformateur intermédiaire 6 le potentiel de 20 kV, normalement au point de division TP entre les condensateurs diviseurs 3, 4. A la figure 1, une autre conduite électrique 23, relie le revêtement conducteur 12 du bloc de résine moulée 5 à l'extrémité mise à la terre du condensateur diviseur 4. Le revêtement de résine moulée 13 des condensateurs diviseurs 3, 4, se compose, de préférence, de résine moulée élastique, en particulier de polyuréthane qui peut aborder les dilatations thermiques de l'agent d'imprégnation présent en quantité extrêmement faible dans les condensateurs diviseurs 3, 4, sans nécessiter un vase d'expansion additionnel. Eventuellement, on peut aussi prévoir - comme déjà indiqué brièvement - un vase d'expansion de faible volume, en particulier comme électrode de blindage à l'endroit de la liaison entre les condensateurs diviseurs 3 et 4. Le transformateur capacitif selon l'invention se distingue en particulier par le fait, que toutes les parties essentielles, à savoir le diviseur de tension capacitif 2, le transformateur intermédiaire 6 et la bobine de self de résonance 11 peuvent être fabriqués séparément, essayés et après passage du test être montés ensemble de façon très simple. La technique des résines moulées utilisées pour le diviseur de tension 2 ou le transformateur intermédiaire 6 est techniquement très développée, de sorte que les quotes de niveau de défauts d'origine sont très faibles et peuvent être encore réduites par la préfabrication de ces éléments. Avec les techniques de résine moulées utilisées, les tailles du diviseur de tension 2 et du transformateur intermédiaire 6 peuvent être ramenées à des valeurs optimales. A cela s'ajoute, qu'en intercalant à la suite, la self de résonance 11 et en la plaçant dans le bâti métallique 9, on peut réduire au minium les dimensions de la self de résonance 11. En outre, le transformateur capacitif selon l'invention se distingue non seulement par une grande sécurité de fonctionnement, mais aussi par une forme de réalisation compacte, et extrêmement serrée. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1') Transformateur capacitif, se composant d'un diviseur de tension capacitif dont le point de division est relié à une bobine de self de résonance et un transformateur intermédiaire, pour le moins l'enroulement de haute tension du transformateur intermédiaire étant scellé dans de la résine moulée, caractérisé en ce que le point de division (TP) du diviseur de tension capacitif (2) est relié à l'enroulement de haute tension (7) du transformateur intermédiaire (6) et en série avec au moins une partie de l'enroulement de haute tension (7) du transformateur intermédiaire (6), avec en aval l'enroulement de haute tension de la bobine de self de résonance (11), en ce que le transformateur intermédiaire (6) avec toutes les parties d'enroulement et de noyau (7, 8) est enrobé dans un bloc de résine moulée (5) résistant à l'air libre, le bloc de résine moulée (5) supportant le diviseur de tension (2) auquel il est réuni par bridage. 2') Transformateur capacitif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en- dessous du bloc de résine moulée (5), un espace libre (10) délimité par un bâti métallique (9), recevant la bobine de self de résonance (11). 3*) Transformateur capacitif selon l'une ou l'autre revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface du bloc de résine moulée (5) est garnie d'une métallisation (12), reliée électriquement au logement métallique (9) mis à la terre. 4') Transformateur capacitif selon une quelconque des revendications 1 à 3,-caractérisé en ce que les condensateurs diviseurs (3, 4) du diviseur de tension capacitif (2), imprégnés de gaz ou de liquide, sont entourés complètement par une enveloppe de résine moulée (13), réalisée par coulée en source avec refoulement de l'agent isolant gazeux ou liquide se trouvant dans le moule. ) Transformateur capacitif selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enveloppe de résine moulée (13) du diviseur de tension (2) porte des nervures (14), qui forment avec l'enveloppe de résine moulée (13) un seul corps homogène ou bien sont reliés séparément avec l'enveloppe de résine moulée (13). 6-) Transformateur capacitif selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la liaison électrique entre le diviseur de tension capacitif (2) et l'enroulement haute tension (7) du transformateur intermédiaire (6) se fait par une fiche de contact (21).