Brevet FR2644283A1 — publié le 19900914

"Convertisseur d'intensité et de tension combiné isolé dans un gaz" L'invention concerne un convertisseur d'intensité et de tension combiné, isolé dans un gaz, à enveloppe isolante, avec un isolant étanche à la pression qui entoure complètement l'enroulement à haute et à basse tension ainsi que le noyau de fer du convertisseur de tension, délimité de manière étanche aux gaz en partie basse au moyen d'un socle et pourvu en partie haute d'une bride support. Par le DE-GM 18 89 457, on connaît un convertisseur d'intensité et de tension combiné, isolé dans un gaz, de ce type, dans-lequel le convertisseur d'intensité est disposé sous forme de tête au-dessus de l'isolant, sur la bride support. Ce convertisseur d'intensité est entouré par un boîtier métallique qui présente une forme compliquée et qui doit être relié à la bride support de manière étanche aux gaz, afin de recevoir avec sécurité le gaz isolant sous pression. Les passages isolés servant au conducteur primaire du convertisseur d'intensité doivent également être rendus étanches aux gaz de manière correspondante. Par le DE-OS 14 88 279, on connaît un convertisseur d'intensité et de tension combiné, isolé dans de l'huile, avec un récipient d'isolation commun, en forme de colonne, pour les parties actives, disposées les unes au-dessus des autres, du convertisseur de tension et du convertisseur d'intensité. Du fait du remplissage du récipient d'isolation par de l'huile isolante, l'extrémité supérieure du récipient d'isolation ne peut être rendue étanche de manière hermétique, et elle est au contraire reliée de manière connue à un vase d'expansion de l'huile. L'invention a pour but de créer un convertisseur d'intensité et de tension combiné, du type indiqué au début, qui évite, d'une part, que le boîtier du convertisseur d'intensité n4it une forme compliquée et qui permet, d'autre part, d'arriver au but recherché avec un nombre d'endroits exposés à la pression aussi petit que possible, afin de diminuer les coûts de fabrication et d'augmenter la sécurité de fonctionnement de ce convertisseur d'intensité et de tension combiné. Ce problème est résolu, selon l'invention, en ce que les enroulements primaires et secondaires et le ou les noyaux (x) de fer du convertisseur d'intensité sont également disposés zomplètement à l'intérieur de l'isolant et en ce que 12 bride support délimite également l'isolant en partie haute, de manière étanche aux gaz sur toute sa surface et constitue simultanément le support pour leF raccordements de primaire et le ou les passages (s) étanche (s) aux gaz pour les raccordements haute tension du convertisseur d'intensité et de tension. Les avantages obtenus avec l'invention résident en particulier dans le fait que le convertisseur, comme on le sait, présente la forme d'un cylindre qui se compose essentiellement d'un isolant tubulaire, dont l'orifice supérieur est rendu complètement étanche au moyen d'une bride support en forme de disque et dont l'orifice inférieur est rendu étanche au moyen d'un socle en forme de disque, tous les passages servant aux liaisons électriques étant passés uniquement à travers la bride support et à travers le socle. On obtient de cette manière une construction compacte de hauteur plus faible, ce qui augmente la stabilité et permet une utilisation de ce convertisseur d'intensité et de tension dans des zones à activité sismique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les enroulements secondaires y compris ceux du ou des noyau (x) de fer du convertisseur d'intensité s'appuient sur un socle qui est relié au socle. Suivant une autre caractéristique de l'invention l'enroulement primaire , réalisé sous la forme d'un conducteur primaire, du convertisseur d'intensité est en forme de U, dont la branche horizontale traverse coaxialement l'orifice du ou des noyau (x) de fer et les enroulements secondaires du convertisseur d'intensité , et dont les branches verticales sont relevées vers la bride support et reliées électriquement aux raccordements haute tension. Suivant une autre caractéristique de l'invention le noyau en fer ainsi que les enroulements à haute tension et à basse tension du convertisseur de tension sont fixés sur la bride support, au-dessus du convertisseur d'intensité. Suivant une autre caractéristique de l'invention le convertisseur de tension est disposé entre les branches verticales -du conducteur primaire du convertisseur de tension. Suivant une autre caractéristique de l'invention une électrode d'isolation du convertisseur de tension, qui est placée au potentiel de la basse tension, est reliée électriquement à une gaine enveloppe métallique ou métallisée, située au potentiel de basse tension, des enroulements secondaires du convertisseur d'intensité. Suivant une autre caractéristique de l'invention les conducteurs de sorties du secondaire du convertisseur de tension et d'intensité sont guidés en commun, par un tube de sortie du conducteur, à une boîte à bornes située à l'extérieur du socle de 1' isolant. Suivant une autre caractéristique de l'invention les enroulements secondaires, y compris ceux du ou des noyau (x) de fer du convertisseur d'intensité reposent sur le socle, composé de trois ou quatre appuis métalliques qui sont disposés en triangle ou en carré sur le socle et sont reliés mécaniquement entre eux en partie haute au moyen d'une plaque métallique. Suivant une autre caractéristique de l'invention la liaison entre le point de sortie de conducteur sur la face inférieure du système secondaire et le 'tube de sortie de conducteur est réalisée mécaniquement sous forme d'une liaison à enfichage déplaçable longitudinalement. Enfin, suivant une autre caractéristique de l'invention l'extrémité supérieure du tube de sortie de conducteur est entourée coaxialement et maintenue élastiquement à la manière d'un siège coulissant par un ou plusieurs ressorts de contact, par exemple sous la forme de ressorts annulaires de contact disposés dans la bague située autour du tube de sortie de conducteur, de préférence sous forme de collerette à plusieurs fentes. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide de la description suivante faite en liaison avec les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente, vu de côté et en coupe longitudinale, un convertisseur d'intensité et de tension combiné, selon l'invention. - la figure 2 représente en vue de dessus le convertisseur combiné selon la figure 1, - la figure 3 représenté une vue du convertisseur d'intensité suivant une coupe III-III selon la figure 1. On désigne par 1 un convertisseur d'intensité et de tension combiné, placé sous la surpression habituelle d'un gaz isolant inerte, tel que par exemple de l'hexafluorure de soufre. Ce convertisseur se compose essentiellement d'un isolant 7 cylindrique en porcelaine, résine époxy ou en un matériau composite formé d'un tube en GFK avec des nervures de silice apportées par moulage, d'un socle 12 délimitant de manière étanche aux gaz l'isolant 7 et portant, par l'intermédiaire d'un socle 11, le système secondaire 5, 6 du convertisseur d'intensité 3, et d'une bride support 8 délimitant en partie haute l'isolant 7 et portant la totalité du convertisseur d'intensité 2, le conducteur primaire 4 du convertisseur de tension. 3, des passages 10 servant aux raccordements à haute tension du convertisseur d'intensité et de tension 3, 2 et les raccordements primaires 2. A l'intérieur du socle 11 est disposé un tube de sortie de conducteur 22 à travers lequel passent les lignes secondaires 21 du convertisseur d'intensité et de tension 3, 2, allant vers une boîte à bornes 23 prévue au-dessous du socle 12. Le tube de sortie de conducteur 22 est enfiché dans un système secondaire du convertisseur d'intensité 3, qui se compose de préférence de plusieurs noyaux annulaires 5 portant des enroulements secondaires 6 respectifs et une enveloppe en résine coulée formant une bague. Ce système secondaire repose sur un socle 11 construit à partir de quatre appuis métalliques 36 disposés en carré, reliés mécaniquement ensemble du côté supérieur au moyen d'une plaque métallique 33. En principe, on pourrait également prévoir trois appuis métalliques 36 disposés en triangle. Afin de compenser toute différence de dilatation pouvant survenir sur les appuis métalliques 36 du socle 11 et du tube de sortie de conducteur 22, et également de simplifier le montage du système secondaire 5, 6 du convertisseur d'intensité 3 sur le tube de sortie de conducteur 22, la liaison entre le point de sortie de conducteur 34 sur la face inférieure du système secondaire 5, 6 et le tube de sortie de conducteur 22 et réalisée mécaniquement sous forme de liaison enfichable déplaçable longitudinalement. L'extrémité supérieure du tube de sortie 22 de conducteur est entourée coaxialement et maintenue de manière élastique, à la manière d'un siège coulissant, par un ou plusieurs ressorts de contact 35, par exemple sous forme de ressorts annulaires de contacts disposés en anneau autour du tube de sortie 22 de conducteur, de préférence sous la forme d'une collerette à plusieurs fentes. Le conducteur primaire 4 du convertisseur d'intensité 3 est en forme de U, sa branche horizontale 13 traversant cnaxialement l'orifice 14 des noyaux de fer 5 et les enroulements secondaires 6, et ses branches verticales 15 étant relevées vers la bride support 8 et fixées à celle-ci. Le conducteur primaire 4 se compose d'au moins deux torons parallèles, isolés entre eux, qui peuvent être connectés à volonté, à l'extérieur du boîtier du convertisseur, en parallèle ou en série. La figure 2 montre, en vue de dessus, la manière selon laquelle un conducteur primaire 4 se composant de quatre torons isolés entre eux est connecté par exemple en série, à l'extérieur du boîtier du convertisseur, à savoir par montage correspondant d'attaches de contact 27, 28, 29 en faisant intervenir deux conducteurs de retour 30 en forme de demi cercle comme conducteurs de liaison entre les torons. Deux cornières 31 vissées sur la bride support 8 présentent chacune un oeillet servant à accrocher des crochets de grue, à l'aide desquels lors du montage on peut lever et abaisser la bride support 8 avec toutes les parties du convertisseur qui lui sont fixées. La bride support 8 porte en outre, la totalité du convertisseur de tension 2, qui est disposé entre les branches verticales 15 du conducteur primaire 4 du convertisseur d'intensité 3. Une électrode d'isolation 18, placée au potentiel de basse tension, entourant les enroulements à haute tension et à basse tension 17, 18 du convertisseur de tension 2, est reliée électriquement à une gaine enveloppe 20 des enroulements secondaires 6 du convertisseur d'intensité 3, enveloppe métallique ou métallisée qui est placée au potentiel de basse tension. Afin de simplifier le montage, le convertisseur de tension 2 présente en partie inférieure, donc dans le sens du convertisseur d'intensité 3, une prise 24 d'un dispositif à prises multiples ( figure 3), à laquelle sont raccordées ses lignes secondaires, alors qu'un accouplement 25 correspondant du dispositif à prises multiples est disposé au-dessus du convertisseur d'intensité 3. Il est, de ce fait, possible que l'enfichage de la liaison à enfichage 24, 25 s'effectue automatiquement lors de l'application de la bride support 8 sur l'isolant 7. Afin de compenser d'éventuelles variations axiales de longueur imputables à la température et/ou à la pression, la liaison enfichable 24, 25 présente un jeu axial correspondant. Les sorties de conducteur secondaires 21 allant de l'accouplement 25 au tube de sortie 22 de conducteur sont passées vers le bas, le long d'une enveloppe en résine coulée entourant le système secondaire 5, 6 du convertisseur 3, ou formées dans l'enveloppe de résine coulée. La prise 24 est montée ou formée sur un corps en résine coulée entourant le système secondaire 17, 18 du convertisseur d'intensité 2. Le noyau de fer 16 du convertisseur de tension 2 est réalisé sous la forme d'un noyau d'enveloppe et disposé dans un plan horizontal. I1 en résulte entre autres, une construction de faible hauteur. La fixation du noyau~de fer 16 s'effectue directement, ou indirectement par l'intermédiaire de pièces d'angle, sur la bride support 8. Des écrans 26, bombés extérieurement vers le bas à l'extrémité tournée vers le convertisseur d'intensité 3, sont réalisés sur toutes les faces intérieures du noyau de fer 16. Afin que, lors de l'application du convertisseur de tension 2, la liaison enfichable 24, 25 puisse être enfichée darus la position angulaire exacte sans peine, dans le sens de rotation, des éléments codés sont appliqués ourla prise 24 et sur l'accouplement 25, comme on le voir à la figure 3, par exemple sous forme de gorges et ressorts ou de tiges et de trous. Le noyau de fer 5 du convertisseur d'intensité 3 se compose de plusieurs noyaux annulaires, disposés les uns à côté des autres, pourvus d'enroulements secondaires, dont un ou plusieurs sont utilisables comme noyaux de mesure ou dans des buts de protection. Afin d'obtenir une distribution avantageuse du champ, le noyau de fer 16 et le début de la couche la plus basse de l'enroulement à haute tension 17 du convertisseur de tension 2 sont placés au potentiel à haute tension, de sorte que le potentiel des couches individuelles de l'enroulement à haute tension 17 décroît jusqu'à zéro, à la fin de la couche supérieure. En outre, l'enroulement secondaire 18 qui est pourvu de l'électrode d'isolation 19 est disposée au-dessus de la couche supérieure de l'enroulement à haute tension 17. Afin de protéger la totalité du convertisseur 1 contre tout risque d'une explosion par surpression intempestive dans l'espace intérieur isolée de manière étanche aux gaz de l'isolant 7, il est monté sur la bride support 8, un disque d'éclatement 32 qui isole de manière étanche aux gaz un alésage 38 prévu dans la bride support 8. Cet alésage 38 sert également, à accéder à l'espace intérieur pendant le montage, afin de pouvoir par exemple éliminer d'éventuels échafaudages de montage une fois terminé le montage du convertisseur. REVENDICATIONS 1.- Convertisseur d'intensité et de tension combiné, isolé dans un gaz, à enveloppe isolante, avec un isolant étanche à la pression qui entoure complètement l'enroulement à haute et à basse tension ainsi que le noyau de fer du convertisseur de tension, délimité de manière étanche aux gaz en partie basse au moyen d'un socle et pourvu en partie haute d'une bride support, caractérisé en ce que les enroulements primaire et secondaires (4, 6) et le ou les noyau (x) de fer (5) du convertisseur d'intensité (3) sont également disposés complètement à l'intérieur de l'isolant (7) et en ce que la bride support (8) délimite également l'isolant (7) en partie haute, de manière étanche aux gaz sur toute sa surface et constitue simultanément le support pour les raccordements de primaire (9) et le ou les passage (s) (10) étanche (s) aux gaz pour les raccordements haute tension du convertisseur d'intensité et de tension (3, 2). 2.- Convertisseur combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce que les enroulements secondaires (6) y compris ceux du ou des noyau (x) de fer (5) du convertisseur d'intensité (3) s'appuient sur un socle (11) qui est relié au socle (12). 3.- Convertisseur combiné selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enroulement primaire (4), réalisé sous la forme d'un conducteur primaire, du convertisseur dtintensité (3) est en forme de U, dont la branche horizontale (13) traverse coai;ialement l'orifice (14) du ou des noyau (x) de fer (5) et les enroulements secondaires (6) du convertisseur d'intensité (3), et dont les branches verticales (15) sont relevées vers la bride support (8) et reliées électriquement aux raccordements haute tension. 4.- Convertisseur combiné selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le noyau en fer (16) ainsi que les enroulements à haute tension et à basse tension (17, 18) du convertisseur de tension (2) sont fixés sur la bride support (8), au-dessus du convertisseur d'intensité (3). 5.- Convertisseur combiné selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le convertisseur de tension (2) est disposé entre les branches verticales (15) du conducteur primaire (4) du convertisseur de tension (3). 6.- Convertisseur combiné selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une électrode d'isolation (13) du convertisseur de tension (2), qui est placée au potentiel de la basse tension, est reliée électriquement à une gaine enveloppe (20) métallique ou métallisée, située au potentiel de basse tension, des enroulements secondaires (6) du convertisseur d'intensité (3). 7.- Convertisseur combiné selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les conducteurs de sorties (21) du secondaire du convertisseur de tension et d'intensité (2, 3) sont guidés en commun, par un tube de sortie (22) du conducteur, à une boîte à bornes (23) située à l'extérieur du socle (12) de l'isolant (7). 8.- Convertisseur combiné selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les enroulements secondaires (6), y compris ceux du ou des noyau (x) de fer (5) du convertisseur d'intensité (3) reposent sur le socle (11), composé de trois ou quatre appuis métalliques (36) qui sont disposés en triangle ou en carré sur le socle (12) et sont reliés mécaniquement entre eux en partie haute au moyen d'une plaque métallique- (33). 9.- ConVertisseur combiné selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la liaison entre le point de sortie de conducteur (34) sur la face inférieure du système secondaire (5, 6) et le tube de sortie de conducteur (22) est réalisée mécaniquement sous forme d'une liaison à enfichage déplaçable longitudinalement. 10.- Convertisseur combiné selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du tube de sortie de conducteur (22) est entourée coaxialement et maintenue élastiquement à la manière d'un siège coulissant par un ou plusieurs ressorts de contact (35), par exemple sous la forme de ressorts annulaires de contact disposés dans la bague située autour du tube de sortie (22) de conducteur, de préférence sous forme de collerette à plusieurs fente-s.