<Desc/Clms Page number 1>
Organe de traversée à haute tensionà répartition positive du potentiel entre les deux pôles.
On connait déjà des condensateurs électriques ou des appa- reils , action analogue à celle d'un condensateur,comportant des couches intermédiaires conductrices dans les diélectrique avec un développement latéral différent,dans le but de faire varier le champ électrique à l'intérieur du diélectrique et sur sa surface non garnie, c'est à dire des traversées ou des appuis de condensateur de Nagel Dans de semblables bornes de traversée on peut encore entourer la surface diélectrique, pour la proté- ger des actions de 1 Atmosphère d'une enveloppe en une substance résistant aux intempéries (porcelaineou matière analogue)
On connait en outre un isolement de conducteurs électriques supportant une haute tension,
isolement qui est caractérisé par l'enroulement,autour du conducteur,d'un ruban isolant
<Desc/Clms Page number 2>
continu qui est pourvu avantageusement d'un coté,d'une garniture métallique décomposée en petits tronçons de surface. Sur le ruban isolant ou le ruban de papier il reste libres des deux côtés des bords sur la garniture métallique fortement subdivisée Cette disposition donne une répartition du potentiel qui est déterminée d'une part par l'influence réciproque des spires successives du ruban isolant, tandis que comme dans la borne de Nagel il se produit une graduation de tension d'une couche à l'autre,
et d'autre part par les particules élémentaires s'influ encant réciproquement de la garniture métallique dans le secs des spires sur tout le ruban.La séparation des particules l'une de l'autre empêche que la haute tension puisse se décharger dire rectement par l'intermédiaire de la, garniture métallique vers l' e xt éri eur .
Il a en outre été proposéde construire un condensateur qui est équipé à la manière d'un transformateur électrique avec ou sans noyau de fer et avec enroulements,condensateur dans lequel en'face de l'enroulement primaire on a disposé des groupes de bobines secondaires alternativement enroulées à gauche et à droite,séparées l'une de l'autre par une matière
EMI2.1
d,' i so1 ement.
On a déjà proposé également la disposition en gradin des couches intermédiaires conductrices ou des garnitures intérieu- res ainsi que des bandes de matière isolante,de nombreuses façons.
La présente invention utilise les mesures connues pour la fabrication de traversées de condensateur ou d'appuisde con- densateur. Dans ceux-ci la répartition du potentiel radialement et le long de la surface est produite par des armatures de capacité incorporées,convenablement étagées. Toute variation de la couche intermédiaire diélectrique produit une variation de la répartition du champ. Il en est de même des condensa- teurs dans lesquels l'armature métallique est formée non pas par des feuilles métalliques ou des revêtements métalli-
<Desc/Clms Page number 3>
ques interrompus mais par des armatures enroulées en fil métalli- que ou en ruban.
Suivant la présente invention,il est proposé de disposer un enroulement continu.croissant radialement par couche,dont le commencement est relié au pôle de haute tension et dont la fin est reliée à l'autre pôle,par exemple à la terre ou vic-vers.a Cette disposition a l'avantage que la graduation de tension se fait suivant la résistance ohmique des bobines ou leur selfinduction ,indépendamment de l'état du diélectrique ou de celui des couches individuelles montées l'une derrière 1,)
autre entre les différentes armatures.La selfinduction peut être augmentée par un noyau de fer ouvert ou fermé introduit dans la caisse à bobine et l'on peut par conséquent faire une économie de spireso Comme l'enroulement pas couche représente en quelque sorte une bobine d'impédance,on peut faire des rac- cordements en des points appropriés et soutirer un débit corres- pondant,tandis que la tension soutirée ne dépend pas,comme dans la méthode de mesure connue sous le nom de mesure C,de l'état du diélectrique.
Au lieu de prendre la tension de 1,enroulement mentionné, on peut disposer un enroulement secondaire séparé et faire ainsi de la traversée un transformateur de traversée qui convient spécialement pour des mes res de tension comme tout transformateur dit de tension, tandis que le noyau de fer ou une tige située parallèlement à celui-ci sert de conducteur de courant.
Quqlques exemples de réalisation de l'invention sont dé- crits ci-après et sont représentés au dessine
Sur la fig. 1 on a désigné par 1 la tige de traversée et par 2 la bride. La tige de traversée i est maintenue par l'en- roulement 3 croissant radialement vers l'extérieur,placé de champ et fait en une matière conductrice. Le ruban d'enroule- ment est isolé devance ou bien enroulé en spirale avec inter- calation de matière isolante 4, conformémentà la tension se produisant dans les spires.
<Desc/Clms Page number 4>
Suivant la fig. 2 la tige de traversée 1 est remplacée par le noyau de fer 5 pour augmenter la self induction de la bobine 3 qui a ici la forme d'un cône.
La fig. 3 montre une autre disposition d'enroulement dans laquelle 1 enroulement 3 ne s'étend pas radialement en une seule spirale ,mais en vue du placement d'un plus grand nombre de spires s'étend dans le sens axial en plusieurs spires sur la longueur de la tige ou la longueur du noyau de fer, et est disposé en plusieurs couches dans le même sens d'enroulement radialement l'une au-des- sus de l'autre. A proximité de la bride on a muni un certain nom- bre de spires d'un soutirage 6 en vue de la prise d'Une tension pour des applications de mesure, tandis qu'à la fig. 4 on a prévu à cet effet un enroulement secondaire spécial 7 ainsi qu'à la place de la simple tige de traversée un noyau de fer 5.
Dans les deux figures,les spires consistant en des fils de dynamo normaux, ronds ou plats, ou en des bandes isolantes avec une couche conduc trice superposée,sont disposées dans un corps isolant 8.
A la fig. 5,1 'enroulement de basse tension .7 sur le noyau de fer 5 est entouré par l'enroulement de haute tension 3 ou le corps isolant 8. Contrairemnet aux figures précédentes, le moyau de fer 5 est ici au potentiel de terre et de même le commencement de l'enroulement à haute tension,tandis que sa fin est amenée à une borne 10.
On a représenté à la fig. 6-)le mode d'enroulement déjà connu dans les traversées de condensateur. En même temps que se fait l'enroulement de la bande 11 en matière isolante on enroule sur un mandrin 13 l'enroulement 12 en ruban par exemple , avec dépla- cement longitudinal dans le sens de la flèche. Lorsqu'on a obtenu une certaine largeur d'enroulement,il se produit un renversement du déplacement longitudinal de la bande de sorte quon obtient le corps enroulé 8 représenté en coupe à la fig. 7 avec un enroule- ment de couches continu dont les raccordements inférieurs et extérieurs ont été désignés par 9 et 10.
<Desc/Clms Page number 5>
Dans le cas de la fig. 8 la garniture conductrice 12 est placée de telle façon que le ruban isol'ant qu'il se forme des deux côtés des bords isolants laissés libres pour l'isolement des spires juxtaposées.
Suivant les fig. 8-10,le procédé d'enroulement est le suivant. Après l'enroulement en commun de quelques couches de matière isolante 11 avec le conducteur en forme de ruban 12, la bande isolante 11 est tranchée àl'endroit 15 et l'on continue seulement 1'enroulemeht du conducteur en ruban 12 jusqu'à ce qu'une couche longitudinale soit complétée Par l'intercalation d'Une nouvelle bande dematière isolante :16,éventuellement plus étroite,on continue à enrouler le conducteur 12 en commun avec la bande 16, avec déplacement lomgitudinal du conducteur, jusque ce que de nouveau un sectionnement de la bande isolante soit nécessaire pour le placement d'une nouvelle couche continue d'enroulement.
On peut fabriquer de cette manière un corps enroulé représenté en coupe aux igo 9 et 10 et comportant par exemple quatre couches 17,18,19,20. Si la bande de matière isolante et également le conducteur ou l'un des deux,est enduit de résine artificielle,on peut les agglomérer d'une manière connue,après l'enroulement, en un corps d'une pièce Au lieu de faire le corps de bandes enroulées on peut le composer aussi de couches de laque qui sont produites sur les spires par immersion ou par projection. Les différentes spires ou assises sont alors isolées l'une de l'autre par ces couches.
A la fig. 11 se trouve représenté comme à la fig. 5,l'emploi de la traversée 8 dans un noyau à deux branches 5-21. Le commen cement 9 du corps enroulé est relié au noyau 5 et l'extrémité 10 est conformée en borne de raccordement. Pour diminuer la dis- tance entre la culasse de retour du flux 21 et la. bobine 8 on place éventuellement par-dessus une traverséede condensateur 22.
<Desc/Clms Page number 6>
La fig. 12 montre une vue de dessus et la fig. 13 le montage de l'appareil suivant la fig. 11.
A la place du corps isolant 27 sur la culasse de retour du flux 26 on peut également placer un second corps d'enroulement suivant la présente invention de façon qu,il règne entre les rac- cordements extérieurs 18 des deux corps enroulés une tension double de celle régnant dans le transformateur ordinaire ou le transformateur de mesure représenté aux fig. 8 et 10.
A la fig. 14,,le noyau de fer 6 est de nouveau entouré par le corps d'enroulement 8 sur lequel se trouve l'enroulement secondaire 7 qui est de son côté soutenu par une bride 23. Le commencement 9 de l'enroulement de tension supérieure est relié de nouveau au noyau de fer 5 et son extrémité 10 à la bride de traversée mise à la terre 23- De ce fait le noyau 5 se trouve au potentiel de haute tension et peut être utilisé comme tige de traversée. En cas de plus grandes intensités de courant à faire passer dans le corps enroulé on peut monter en parallèle par rap- port au noyau de fer 5-21 des conducteurs 24 parcourus par le courant .
La fig. 15 montre la coupe A-A de la fig. 18.
La fig. 16 montre le schéma de montage du transformateur de tension à traversée; sur la culasse de retour du flux on a monté en vue d'augmenter le débit,à la place d'une traversée de conden- sateur 22 un second corps de haute et de basse tension en paral- lèle par'rapport au premier.
Suivant la fig. 17 le corps 8 établi conformément à la présente invention est porté par le noyau de fer 26 maintenu au moyen d'isolateurs 25. Si deux corps enroulés semblables 8,k27 sont disposés sur les branches d'un noyau de fer fermé,on peut produire un échelonnement de la tension dans un des montages connus suivant le schéma de la fig. 18, dans lequel de nouveau on a représenté par 7 l'enroulement secondaire et par 28 l'un des enroulements à haute tension dans le corp enroulé 8 et par @
<Desc/Clms Page number 7>
29 l'enroulement de haute tension dans le corps enroulé 27' Les commencements 9 des enroulements sont reliés par le noyau de fer 26 et les enroulements de poussée 50,31 transmettent la puissance.
Le raccordement extérieur 10 du corps d'enroule- ment 8 est mis à la terre et celui du corps enroulé 27 porte le potentiel de haute tension.
A la fige 19,des appareils suivant les fige 17,18 sont dis- posés l'un au-dessus de l'autre avec intercalation d'isolateurs 32. Un semblable groupe est représenté à la fig. 20 en vue de dessus tandis que la fig. 21 représente le schéma des connexions de la disposition suivant la fige 19. Les différents corps en- roulés 8,27 sont en outre entourés,à l'exception du système inférieur et du systéne supérieur,par des enroulements de sur- couplage 33 et des bobines reliées par ceux-ci sont ramenées l'une à loutre.
@ on a représenté à la fig. 22,1 Application du corps enroulé 8 suivant la présente invention pour un transformateur 34 à cinq branches; les corps enroulés sont disposés sur les branches du milieu du noyau de fer et les branches extérieures portant les enroulements auxiliaires sont enveloppées de simples tubes isolants analogues à des condensateurs 35 en vue de diminuer la distance disolemento
Suivant la fig. 23,on peut employer,dans le cas de courant triphasé,le transformateur de tension à traversée décrit aux fig. 4,14,pour alimenter à partir des enroulements secondaires 7 de celui-ci un petit transformateur normal 36 à basse tension et à cinq branches.
Pour la protection contre les actions de l'atomsphère ,les corps enroulés ou en couches peuvent encore être entourés d'Une enveloppe connue en elle-même en des substan ces résistant aux intempéries (porcelaine,revêtement de laque, etc) tandis que l'espace existant entre le corps,enroulé et l'enveloppe est pourvu d'un remplissage.
<Desc / Clms Page number 1>
High voltage feedthrough device with positive distribution of potential between the two poles.
We already know electric capacitors or devices, action similar to that of a capacitor, comprising conductive intermediate layers in the dielectric with a different lateral development, in order to vary the electric field inside the dielectric. and on its unfinished surface, that is to say through the bushings or the bearings of a Nagel capacitor. In similar bushing terminals, the dielectric surface can still be surrounded, to protect it from the actions of the Atmosphere with an envelope in a weather-resistant substance (porcelain or similar material)
We also know an insulation of electrical conductors supporting a high voltage,
insulation which is characterized by wrapping an insulating tape around the conductor
<Desc / Clms Page number 2>
continuous which is advantageously provided on one side with a metallic lining broken down into small surface sections. On the insulating tape or the paper tape it remains free on both sides of the edges on the strongly subdivided metal lining This arrangement gives a distribution of the potential which is determined on the one hand by the reciprocal influence of the successive turns of the insulating tape, while that as in the Nagel terminal there is a voltage graduation from one layer to another,
and on the other hand by the elementary particles influencing each other reciprocally by the metal lining in the dryness of the turns over the entire strip. The separation of the particles from one another prevents the high voltage from being discharged directly by through the, metal trim towards the outside.
It has also been proposed to construct a capacitor which is equipped in the manner of an electric transformer with or without an iron core and with windings, a capacitor in which, in front of the primary winding, groups of secondary coils have been arranged alternately. wound on the left and right, separated from each other by a material
EMI2.1
d, i so1 ement.
It has also already been proposed to arrange the intermediate conductive layers or inner linings as well as the strips of insulating material in a number of ways.
The present invention uses the known measurements for the manufacture of capacitor bushings or capacitor sockets. In these the distribution of the potential radially and along the surface is produced by incorporated capacitance reinforcements, suitably stepped. Any variation in the dielectric intermediate layer produces a variation in the distribution of the field. The same applies to capacitors in which the metal frame is formed not by metal foils or metal coatings.
<Desc / Clms Page number 3>
only interrupted but by reinforcements wound in metallic wire or in ribbon.
According to the present invention, it is proposed to have a continuous winding which increases radially in layers, the beginning of which is connected to the high voltage pole and the end of which is connected to the other pole, for example to earth or vic-vers .a This arrangement has the advantage that the voltage graduation is done according to the ohmic resistance of the coils or their self-induction, independently of the state of the dielectric or that of the individual layers mounted one behind 1,)
The selfinduction can be increased by an open or closed iron core introduced into the coil box and therefore it is possible to save turnso As the layer winding represents a sort of coil of impedance, one can make connections at suitable points and draw off a corresponding flow, while the voltage drawn off does not depend, as in the measuring method known as measurement C, on the state of the dielectric.
Instead of taking the voltage of 1, mentioned winding, we can have a separate secondary winding and thus make the bushing a bushing transformer which is suitable especially for voltage measurements like any so-called voltage transformer, while the core of iron or a rod located parallel to it serves as a current conductor.
Some embodiments of the invention are described below and are shown in the drawing.
In fig. 1 is designated by 1 the through rod and by 2 the flange. The through rod i is held by the radially outwardly growing coil 3, field-placed and made of a conductive material. The winding tape is insulated ahead of time or else wound in a spiral with an insulating material interposed 4, in accordance with the tension occurring in the turns.
<Desc / Clms Page number 4>
According to fig. 2 the feed-through rod 1 is replaced by the iron core 5 to increase the self-induction of the coil 3 which here has the shape of a cone.
Fig. 3 shows another winding arrangement in which the winding 3 does not extend radially in a single spiral, but with a view to placing a greater number of turns extends axially in several turns along the length of the rod or the length of the iron core, and is arranged in several layers in the same direction of winding radially one above the other. Near the flange a number of turns have been provided with a draw-off 6 for the purpose of taking a voltage for measuring applications, while in FIG. 4 a special secondary winding 7 is provided for this purpose, as well as an iron core 5 in place of the simple feed-through rod.
In the two figures, the turns consisting of normal, round or flat dynamo wires, or of insulating strips with a superimposed conducting layer, are arranged in an insulating body 8.
In fig. 5.1 The low-voltage winding .7 on the iron core 5 is surrounded by the high-voltage winding 3 or the insulating body 8. Contrary to the previous figures, the iron hub 5 is here at earth and earth potential. even the beginning of the high voltage winding, while its end is brought to a terminal 10.
There is shown in FIG. 6-) the winding mode already known in the capacitor bushings. At the same time as the winding of the strip 11 of insulating material is wound on a mandrel 13 the winding 12 in tape, for example, with longitudinal displacement in the direction of the arrow. When a certain winding width has been obtained, there is a reversal of the longitudinal movement of the strip so that the wound body 8 shown in section in FIG. 7 with a continuous winding of layers, the bottom and outer connections of which have been designated 9 and 10.
<Desc / Clms Page number 5>
In the case of fig. 8 the conductive lining 12 is placed such that the insulating tape forms on both sides of the insulating edges left free for the isolation of the juxtaposed turns.
According to fig. 8-10, the winding method is as follows. After a few layers of insulating material 11 have been wound up together with the tape-shaped conductor 12, the insulating tape 11 is cut in place 15 and only the tape conductor 12 is continued to be wound up until this point. that a longitudinal layer be completed By the intercalation of a new strip of insulating material: 16, possibly narrower, the conductor 12 is continued to be wound in common with the strip 16, with lomgitudinal displacement of the conductor, until again sectioning of the insulating tape is necessary for the placement of a new continuous winding layer.
It is possible to manufacture in this way a coiled body shown in section in igo 9 and 10 and comprising for example four layers 17,18,19,20. If the strip of insulating material and also the conductor or one of the two, is coated with artificial resin, they can be agglomerated in a known manner, after winding, into a one-piece body. body of rolled-up bands it can also be composed of layers of lacquer which are produced on the turns by immersion or by spraying. The different turns or courses are then isolated from one another by these layers.
In fig. 11 is shown as in FIG. 5, the use of the bushing 8 in a core with two branches 5-21. The beginning 9 of the wound body is connected to the core 5 and the end 10 is shaped as a connection terminal. To decrease the distance between the flow return yoke 21 and the. coil 8 is possibly placed over a capacitor bushing 22.
<Desc / Clms Page number 6>
Fig. 12 shows a top view and FIG. 13 the assembly of the device according to fig. 11.
In place of the insulating body 27 on the return flow yoke 26, it is also possible to place a second winding body according to the present invention so that there is between the outer connections 18 of the two wound bodies a double tension of that prevailing in the ordinary transformer or the measurement transformer represented in fig. 8 and 10.
In fig. 14,, the iron core 6 is again surrounded by the winding body 8 on which there is the secondary winding 7 which is in turn supported by a flange 23. The beginning 9 of the upper tension winding is re-connected to the iron core 5 and its end 10 to the earthed feed-through flange 23. Hence the core 5 is at high voltage potential and can be used as a feed-through rod. In the event of greater intensities of current to be passed through the wound body, conductors 24 through which the current flows can be connected in parallel with the iron core 5-21.
Fig. 15 shows section A-A of FIG. 18.
Fig. 16 shows the circuit diagram of the bushing voltage transformer; on the return flow yoke, in order to increase the flow rate, a second body of high and low voltage in parallel to the first has been mounted in place of a capacitor bushing 22.
According to fig. 17 the body 8 made in accordance with the present invention is carried by the iron core 26 held by means of insulators 25. If two similar coiled bodies 8, k27 are arranged on the branches of a closed iron core, one can produce a staggering of the tension in one of the known assemblies according to the diagram of FIG. 18, in which again there is represented by 7 the secondary winding and by 28 one of the high voltage windings in the wound body 8 and by @
<Desc / Clms Page number 7>
29 the high voltage winding in the wound body 27 'The beginnings 9 of the windings are connected by the iron core 26 and the thrust windings 50,31 transmit the power.
The outer connection 10 of the coil body 8 is grounded and that of the coil body 27 carries the high voltage potential.
In fig 19, devices following figs 17,18 are arranged one above the other with interposed insulators 32. A similar group is shown in fig. 20 in top view while FIG. 21 shows the circuit diagram of the arrangement according to fig 19. The various coiled bodies 8,27 are further surrounded, with the exception of the lower system and the upper system, by over-coupling windings 33 and coils connected by these are brought back one to the otter.
@ is shown in FIG. 22.1 Application of the wound body 8 according to the present invention for a transformer 34 with five branches; the wound bodies are arranged on the middle branches of the iron core and the outer branches carrying the auxiliary windings are wrapped in simple insulating tubes similar to capacitors 35 in order to reduce the isolation distance.
According to fig. 23, in the case of three-phase current, the bushing voltage transformer described in figs. 4,14, to supply from the secondary windings 7 thereof a small normal transformer 36 at low voltage and with five branches.
For protection against the actions of the atomosphere, the coiled or layered bodies may still be surrounded by an envelope known per se of weather-resistant substances (porcelain, lacquer coating, etc.) while the space between the body, rolled up and the casing is provided with a filling.