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CONDENSATEUR MUNI DE FUSIBLES.
La présente invention est relative aux condensateurs électri- ques et, plus particulièrement, à un condensateur muni de fusibles et à un assemblage à fusible, unitaire,convenant à être incorporé dans des con- densateurs
Bien que des condensateurs électriques ont été déjà munis d'une protection par fusible pour isoler une ou plusieurs sections défectueuses des autres, le ou les fusibles utilisés étaient soit placés à l'extérieur de l'enveloppe extérieure, soit séparés des éléments formant la section de condensateur proprement dite Dans une enveloppe isolée,
un ou plusieurs fusibles étaient assemblés à proximité des sections de condensateur mais le fusible consistait en un fil qui tendait à fondre ou à se rompre pour concentrer l'énergie libérée dans l'arc sur une petite surface et la dis- position générale était telle que l'interruption de l'arc était trop prolon- gée, que l'arc tendait à se maintenir à travers la substance diélectrique avec les électrodes métalliques de polarité opposée, que l'enveloppe du condensateur tendait à se déformer par suite des pressions engendrées, et qu'une quantité considérable de substance contaminante était abandonnée à l'intérieur de l'enveloppe.
D'autre part,, cependant, il y avait avantage à ce que le ou les fusibles soient assemblés à proximité du ou des unités de condensateurs,pour autant que les inconvénients rencontrés puissent être surmontés
Un objet de l'invention est, par conséquent, de présenter un condensateur muni de fusibles, nouveau et perfectionné.
Un autre objet de l'invention est de présenter un condensateur muni de fusibles dans lequel l'énergie libérée dans l'arc après rupture d' un élément de fusible est distribuée sur une surface relativement grande et l'arc, rapidement interrompu avec un minimum de distorsion des éléments de condensateurs et de l'enveloppe
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Un autre objet de l'invention est de présenter un condensateur muni de fusibles comprenant des moyens pour éviter la pénétration ou la détérioration de la substance diélectrique par l'arc résultant de la ruptu- re du fusible.
Un autre objet de l'invention est de présenter un assemblage de fusible unitaire qui peut être facilement assemblé manuellement ou automa- tiquement par une machine, entre les éléments d'un condensateur convention- nel du type enroulé, durant l'opération de bobinage ou d'enroulage.
On comprendra mieux les avantages et les caractéristiques nou- velles de l'invention en se référant à la description suivante et aux des- sins qui l'accompagnent donnés simplement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels : - la fig. 1 est une vue en perspective du corps d'un condensa-' teur enroule de la manière habituelle, partiellement déroulé de manière à mieux illustrer une variante d'assemblage à fusible, conforme à l'invention - la fig. 2 est une vue en perspective du corps d'un condensateur complètement enroulé, dans lequel est incorporé la variante de la fig. 1, et prêt à être installé dans une enveloppe extérieure; - la fig. 3 est une vue en perspective, partielle, d'un conden- sateur partiellement déroulé, illustrant une autre variante de l'invention;
- la fig. 4 est une vue en perspective d'une partie d'un conden- sateur, illustrant une troisième variante de l'invention; - la fig. 5 est une vue en perspective d'un condensateur complè- tement enroulé, similaire à celui de la fig. 1, et dans lequel est incorporé la variante de la fig. 4.
A la fig. 1, une section de condensateur est représentée, qui com- prend une paire d'électrodes ou bandes longitudinales en substance conductri- ce, 10 et 11, et une paire de bandes longitudinales en substance diélectri- que ou isolante, 12-et 13, alternativement disposés et enroulés en un rou- leau compact 14.
Chaque bande dé diélectrique qui peut être constitué par une feuille unique, mais est habituellement une feuille laminée constituée de plusieurs feuilles de substance diélectrique imprégnée, est plus large que les bandes de substance conductrice et se' prolongent au delà des bords longitudinaux de ces dernières sur une distance suffisante pour éviter tout court-circuit éntre les feuilles conductrices disposée alternativement, de polarité opposésa La description donnée jusqu'à présent s'applique à beau- coup de condensateurs du type enroulé, de l'art antérieur, et la disposition dans son ensemble s'applique également aux condensateurs conventionnels employant des électrodes rigides espacées ou plaques de substance conductri- ce avec du diélectrique solide ou liquide intercalé entre elles.
Cependant, suivant la présente invention, la section du conden- sateur est munie d'un assemblage à fusible 15, disposé approximativement près du centre du rouleau, entre l'une des électrodes conduotrices ou feuilles 10 et la bande de substance diélectrique 12 qui lui est adjacente.
L'as- semblage 15 comprend un élément 16 de fusible consistant en une feuille rec- tangulaire de substance métallique conductrice, ayant une épaisseur variant entre approximativement 0,05 mm et environ 0,004 mm et un point de fusion relativement faible 'en comparaison avec celui des feuilles 10 ou 11, un em- branchement 17 en substance conductrice cémenté ou maintenu de toute autre manière convenable en contact électrique avec la partie centrale de l'élément 16 et s'étendant transversalement par rapport aux bandes longitudinales de substance diélectrique 12 et 13, au delà de leurs bords longitudinaux supé- rieurs,
une bande rectangulaire 18 en papier fort ou toute autre substance isolante convenable disposé au centre de l'élément 16 de fusible auquel elle est cémentée et une bande arrière 19 en papier fort ou toute'autre substance électriquement isolante, cémentée ou fixée de toute autre manière à l'em- branchement 17 ou à l'élément 16.
Gomme représenté, la bande isolante 18 re- couvre la partie centrale de l'élément 16 et s'étend transversalement par rapport aux bandes 12 et 13 jusqu'à leur bord longitudinal supérieur, ou suf-
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fisamment au-delà du bord longitudinal supérieur (représenté approximative- ment par la ligne en traits interrompus), de la bande conductrice 10, pour isoler respectivement la partie centrale entière de l'élément 16 de fusible et la partie de l'embranchement 17 à l'intérieur du rouleau 14, de la feuil- le conductrice ou électrode 10.
D'autre part, les parties 20 et 21 de l'é- lément 16 de fusible s'étendent longitudinalement par rapport aux bandes 12 et 13 respectivement au delà des bords transversaux opposés 22 et 23 de la bande 18, de manière à engager physiquement et électriquement la feuille conductrice 10 lorsque le condensateur est complètement enroulé comme représenté à la fig. 2.
L'extrémité supérieure de l'embranchement 17 peut être connectée électriquement de la manière bien connue de l'homme de l'art, soit au conducteur.. non représenté, d'une borne terminale montée sur le cou- vercle ou la paroi d'une enveloppe entourant le condensateur, ou à un embran- chement similaire d'une autre unité de condensateur tandis qu'un autre em- branchement 24, représenté seulement à la fig. 2 et sans élément de fusible qui lui soit connecté, est disposé dans le rouleau en contact électrique avec une feuille conductrice 11 de la manière habituelle et bien connue.
L'extrémité projetante de l'embranchement 24 peut être connecté de la même manière au conducteur d'une borne terminale ou à l'embranchement d'une autre unité de condensateur. Par conséquent, l'embranchement intermédiaire 17 et les parties de contact 20 et 21 respectivement, les parties 25 et 26 de l'élément 16 de fusible, fondant ou se rompant aisément, sont connectés élec- triquement en série entre l'embranchement 17 et la feuille 10 de telle ma- nière que lorsqu'il se produit un défaut dans l'unité de condensateur, soit l'une ou les deux parties 25 et 26 vont se rompre ou fondre, provoquant l'i- solement de l'unité de condensateur, du restant du circuit auquel il est connectée Comme la bande arrière isolante 19 s'étend au delà de tous les bords de l'élément 16 de fusible,
il est évident qu'elle sert à éviter que l'arc provoqué par la fonte ne traverse la bande diélectrique 12 De maniè- re à obtenir des variations de l'intensité de coupure du fusible, l'élément
16 peut présenter des parties de largeur réduite, en pratiquant des encoches à ses bords ou une ouverture dans l'une ou les deux parties 25 et 26. Comme exemple, l'élément 16 de fusible a été muni d'ouvertures rectangulaires 27 et 28, étant entendu que ces ouvertures peuvent être circulaires ou présen- ter toute autre forme.
Une unité 29 de condensateur similaire à l'unité 14 de la fig.
1, est représentée à la fig 3,avec un assemblage 30 de fusible disposé éga- lement près du centre de l'unité 29 entre une bande longitudinale en substance conductrice ou électrode 31 et une bande longitudinale de substance diélec- trique, 32, qui lui est adjacente. De la même manière que.l'assemblage 15 de la fig.
1, l'assemblage 30 comprend un élément 33 de fusible, rectangu- laire, en substance conductrice, ayant un point de fusion relativement fai- ble par rapport à celui de l'électrode 31, un embranchement 34 fixé en con- tact électrique avec une partie de l'élément 33 de fusible et s'étendant transversalement par rapport à la bande longitudinale diélectrique 32 au delà de son bord supérieur longitudinale une bande rectangulaire 35 en sub- stance isolante relativement forte, cémentée à l'élément 33 de fusible et une bande arrière 36 en substance isolante cémentée ou fixée de toute autre manière convenable à la surface arrière de l'élément 33 de fusiblea Cepen- dant, contrairement à la variante de la figo 1,
la bande isolante 35 s'é- tend longitudinalement par rapport à la bande conductrice 31 et la bande dié- lectrique 32 au delà des bords transversaux opposés 37 et 38 de l'élément 33 de fusible et, d'autre part, s'étend transversalement de manière à isoler une partie de l'élément de fusible et la partie de l'embranchement 34 à l' intérieur du condensateur, de la bande conductrice 31. Par conséquent une seule partie 39 de l'élément 33 de fusible s'étendant au delà du bord lon- gitudinal inférieur de la bande 35 et espacée de la partie de l'élément de fusible engagée par l'embranchement 34, est présenté en contact électrique avec l'électrode 31 lorsque le rouleau 39 est complètement enroulé.
Pour mieux contrôler l'intensité de coupure du fusible, une ouverture 40 a été pré- vue dans la partie entre l'embranchement et la partie de contact 39, comme représenté. Pour éviter que, lors d'une fonte, un arc ne traverse la bande diélectrique 32, la bande arrière 36 recouvre la partie de la bande 35 qui
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oeuvre la bande 33 entre la partie 29 de cette dernière et la partie engagée par l'embranchement 34. De plus, on notera que les bords opposés de la bande 35 et de la bande arrière 36 s'étendant transversalement par rapport à la bande diélectrique 32 sont alignés ou superposés. Cette dernière caractéristique permet l'insertion automatique de l'assemblage à fusible de la fig 3 entre la feuille 31 et la bande diélectrique 32, par des moyens mécaniques.
Par exemple, plusieurs éléments de fusible 33, à chacun desquels est fixé un embranchement 34, peuvent être préas- semblés, chaque élément étant espacé des éléments voisins, et cémentés à une paire de bandes longitudinales de substance isolante, correspondant à la bande 35 et à la bande arrière 36, après quoi l'assemblage peut être enroulé en une unité pouvant être montée sur un axe d'une machine d'enrou- lement des condensateurs.
La paire de bandes, avec les éléments de fusible et les embranchements intercalés entre eux, peut être alors amenée automa- tiquement sous un couteau et être sectionnée transversalement entre les combinaisons d'élément de fusible et d'embranchement, lesquels sont es- pacés, pour définir les assemblages 30 à fusible, dont les bords transver- saux alignés de la bande 35 et de la bande arrière 36 représentent les bords tels que sectionnés.
A la fig. 4 est représenté l'extrémité d'un condensateur du type enroulé, comprenant une paire d'électrodes ou bandes longitudinales conductrices 41 et 42 et une paire de bandes longitudinales 43 et 44 en sub- stance diélectrique, alternativement disposées comme dans les variantes des figures 1 et 3. La feuille conductrice 42 a été coupée plus courte que la feuille 41 et l'unité a été munie d'un fusible comprenant une feuille rec- tangulaire 45 en substance conductrice métallique, ayant un point de fusion relativement faible, fixé à une extrémité de la bande conductrice 42 de manière à être en contact électrique avec elleo Un embranchement 46 en substance conductrice, fixé en contact électrique, de toute manière con- venable,
avec une partie de la feuille 45 espacée de la partie engageant la bande conductrice 42, s'étend transversalement au delà du bord longitu- dinal supérieur de la bande diélectrique 44. Pour servir de bande arrière et éviter ainsi que l'arc ne traverse la bande diélectrique 43, une extré- mité de la bande diélectrique 44 est fixée en U autour de l'embranchement et l'extrémité libre de l'élément 45 de fusible,
de manière à constituer une bande additionnelle 47 de substance isolante disposée entre la bande diélectrique 43 et la partie de Isolément de fusible 45 disposée entre l'en- branchement 46 et l'électrode conductrice 42. Comme dans le cas des autres variantes cette partie intermédiaire de l'élément 45 de fusible peut être muni d'une ouverture 48,. comme représenté.
Suivant les conditions désirées de tension, une bande 49 de substance isolante relativement forte peut être disposée, comme représenté, près de la bande diélectrique 44 pour éviter qu'un arc, lors de la fonte de l'élément 45, ne traverse la bande 44, provo- quant un court-circuit entre l'embranchement 46 ou la feuille 42 et l'élec- trode 41 qui, évidemment, sera adjacente à la bande diélectrique 44 après enroulement, comme représenté à la fig. 5.
Bien que l'on ait décrit et représenté plusieurs formes de réa- lisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières données à titre d'exemples et sans aucun caractère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.
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CAPACITOR EQUIPPED WITH FUSES.
The present invention relates to electric capacitors and, more particularly, to a capacitor provided with fuses and to a fuse assembly, unitary, suitable to be incorporated in capacitors.
Although electric capacitors have already been fitted with fuse protection to isolate one or more defective sections from the others, the fuse (s) used were either placed outside the outer casing or separated from the elements forming the section. of the actual capacitor In an insulated enclosure,
one or more fuses were assembled near the capacitor sections but the fuse consisted of a wire which tended to melt or break to concentrate the energy released in the arc over a small area and the general arrangement was such that the interruption of the arc was too prolonged, that the arc tended to be maintained through the dielectric substance with the metal electrodes of opposite polarity, that the capacitor envelope tended to deform as a result of the pressures generated, and that a considerable amount of contaminating substance was left inside the envelope.
On the other hand, however, there was an advantage in having the fuse (s) assembled close to the capacitor unit (s), provided that the disadvantages encountered could be overcome.
It is therefore an object of the invention to present a new and improved fused capacitor.
Another object of the invention is to provide a fused capacitor in which the energy released in the arc after rupture of a fuse element is distributed over a relatively large area and the arc rapidly interrupted with a minimum. distortion of capacitor elements and envelope
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Another object of the invention is to present a capacitor provided with fuses comprising means for preventing the penetration or deterioration of the dielectric substance by the arc resulting from the rupture of the fuse.
Another object of the invention is to provide a unitary fuse assembly which can be easily assembled manually or automatically by a machine, between the elements of a conventional capacitor of the coiled type, during the winding or winding operation. winding.
The advantages and the new characteristics of the invention will be better understood by referring to the following description and to the drawings which accompany it, given simply by way of non-limiting example and in which: FIG. 1 is a perspective view of the body of a capacitor wound in the usual manner, partially unwound so as to better illustrate an alternative fuse assembly, according to the invention - FIG. 2 is a perspective view of the body of a fully wound capacitor, in which is incorporated the variant of FIG. 1, and ready to be installed in an outer enclosure; - fig. 3 is a partial perspective view of a partially unwound capacitor, illustrating another variant of the invention;
- fig. 4 is a perspective view of part of a capacitor, illustrating a third variant of the invention; - fig. 5 is a perspective view of a fully wound capacitor, similar to that of FIG. 1, and in which is incorporated the variant of FIG. 4.
In fig. 1, a capacitor section is shown which comprises a pair of electrodes or longitudinal strips of conductive substance, 10 and 11, and a pair of longitudinal strips of dielectric or insulating substance, 12-and 13, alternately arranged and rolled up into a compact roll 14.
Each strip of dielectric which may be a single sheet, but is usually a laminated sheet consisting of several sheets of impregnated dielectric substance, is wider than the strips of conductive substance and extend beyond the longitudinal edges of the latter over a distance sufficient to avoid any short-circuit between the conductive sheets arranged alternately, of opposite polaritya The description given so far applies to many capacitors of the coiled type, of the prior art, and the arrangement in its This set also applies to conventional capacitors employing spaced rigid electrodes or plates of conductive substance with solid or liquid dielectric interposed between them.
However, in accordance with the present invention, the section of the capacitor is provided with a fuse assembly 15, disposed approximately near the center of the roll, between one of the conductive electrodes or sheets 10 and the strip of dielectric substance 12 which therethrough. is adjacent.
The assembly 15 comprises a fuse element 16 consisting of a rectangular sheet of conductive metallic substance, having a thickness varying between approximately 0.05 mm and about 0.004 mm and a relatively low melting point compared to that. sheets 10 or 11, a branch 17 of a conductive substance cemented or held in any other suitable manner in electrical contact with the central part of the element 16 and extending transversely with respect to the longitudinal strips of dielectric substance 12 and 13 , beyond their upper longitudinal edges,
a rectangular strip 18 of strong paper or other suitable insulating substance disposed in the center of the fuse element 16 to which it is case-hardened and a rear strip 19 of strong paper or other electrically insulating substance, cemented or otherwise fixed to branch 17 or to element 16.
As shown, the insulating strip 18 covers the central part of the element 16 and extends transversely with respect to the strips 12 and 13 as far as their upper longitudinal edge, or sufficient.
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beyond the upper longitudinal edge (shown approximately by the dashed line), of the conductive strip 10, to isolate respectively the entire central part of the fuse element 16 and the part of the branch 17 to the interior of roll 14, conductive foil or electrode 10.
On the other hand, the portions 20 and 21 of the fuse element 16 extend longitudinally with respect to the strips 12 and 13 respectively beyond the opposite transverse edges 22 and 23 of the strip 18, so as to physically engage and electrically the conductive sheet 10 when the capacitor is completely wound up as shown in FIG. 2.
The upper end of the branch 17 may be electrically connected in a manner well known to those skilled in the art, either to the conductor, not shown, of a terminal terminal mounted on the cover or the wall of the terminal. a casing surrounding the capacitor, or to a similar branch of another capacitor unit while another branch 24, shown only in FIG. 2 and without a fuse element connected to it, is disposed in the roller in electrical contact with a conductive sheet 11 in the usual and well known manner.
The projecting end of branch 24 can be similarly connected to the conductor of one terminal or to the branch of another capacitor unit. Therefore, the intermediate branch 17 and the contact portions 20 and 21 respectively, the portions 25 and 26 of the fuse element 16, easily melting or breaking, are electrically connected in series between the branch 17 and the foil 10 in such a way that when a fault occurs in the capacitor unit, either one or both parts 25 and 26 will rupture or melt, causing the isolation of the unit capacitor, from the remainder of the circuit to which it is connected As the back insulating strip 19 extends beyond all edges of the fuse element 16,
it is obvious that it serves to prevent the arc caused by the melting from passing through the dielectric strip 12 In order to obtain variations in the breaking current of the fuse, the element
16 may have portions of reduced width, by making notches at its edges or an opening in one or both portions 25 and 26. As an example, the fuse element 16 has been provided with rectangular openings 27 and 28. , it being understood that these openings can be circular or have any other shape.
A capacitor unit 29 similar to unit 14 of FIG.
1, is shown in Fig. 3, with a fuse assembly 30 also disposed near the center of unit 29 between a longitudinal strip of conductive substance or electrode 31 and a longitudinal strip of dielectric substance, 32, which is adjacent to it. In the same way as the assembly 15 of FIG.
1, the assembly 30 comprises a substantially conductive rectangular fuse element 33 having a relatively low melting point relative to that of electrode 31, a branch 34 attached in electrical contact with it. part of the fuse element 33 and extending transversely of the longitudinal dielectric strip 32 beyond its upper longitudinal edge a rectangular strip 35 of relatively strong insulating substance case-hardened to the fuse element 33 and a rear strip 36 of an insulating substance cemented or fixed in any other suitable manner to the rear surface of the fusible element 33.However, unlike the variant of FIG. 1,
the insulating strip 35 extends longitudinally of the conductive strip 31 and the dielectric strip 32 beyond the opposed transverse edges 37 and 38 of the fuse element 33 and, on the other hand, extends transversely so as to isolate a part of the fuse element and the part of the branch 34 inside the capacitor, from the conductive strip 31. Therefore only one part 39 of the fuse element 33 extending. beyond the lower longitudinal edge of strip 35 and spaced from the portion of the fuse element engaged by branch 34, is presented in electrical contact with electrode 31 when roll 39 is fully wound up.
In order to better control the fuse cut-off current, an opening 40 has been provided in the part between the branch and the contact part 39, as shown. To prevent an arc from passing through the dielectric strip 32 during melting, the rear strip 36 covers the part of the strip 35 which
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operates the strip 33 between the part 29 of the latter and the part engaged by the branch 34. In addition, it will be noted that the opposite edges of the strip 35 and of the rear strip 36 extending transversely with respect to the dielectric strip 32 are aligned or superimposed. This latter feature allows the automatic insertion of the fuse assembly of FIG. 3 between the sheet 31 and the dielectric strip 32, by mechanical means.
For example, several fuse elements 33, to each of which is attached a branch 34, can be pre-assembled, each element being spaced from neighboring elements, and case-hardened to a pair of longitudinal strips of insulating substance, corresponding to strip 35 and to rear strip 36, after which the assembly can be wound into a unit mountable on a shaft of a capacitor winding machine.
The pair of strips, with the fuse elements and branches interposed between them, can then be automatically fed under a knife and cut transversely between the fuse element and branch combinations, which are spaced apart, to define the fusible assemblies 30, the aligned transverse edges of the strip 35 and the back strip 36 of which represent the edges as severed.
In fig. 4 is shown the end of a capacitor of the coiled type, comprising a pair of electrodes or conductive longitudinal strips 41 and 42 and a pair of longitudinal strips 43 and 44 in dielectric substance, alternately arranged as in the variants of the figures. 1 and 3. The conductive foil 42 has been cut shorter than the foil 41 and the unit has been fitted with a fuse comprising a rectangular foil 45 of metallic conductive substance, having a relatively low melting point, set at. one end of the conductive strip 42 so as to be in electrical contact with it; A branch 46 of conductive substance, fixed in electrical contact, in any suitable manner,
with a portion of the foil 45 spaced from the engaging portion of the conductive strip 42, extends transversely beyond the upper longitudinal edge of the dielectric strip 44. To serve as a back strip and thereby prevent the arc from crossing the dielectric strip 43, one end of the dielectric strip 44 is fixed in a U-shape around the branch and the free end of the fuse element 45,
so as to constitute an additional strip 47 of insulating substance arranged between the dielectric strip 43 and the part of the fuse insulation 45 arranged between the connection 46 and the conductive electrode 42. As in the case of the other variants, this intermediate part of the fuse element 45 may be provided with an opening 48 ,. as shown.
Depending on the desired voltage conditions, a strip 49 of relatively strong insulating substance can be arranged, as shown, near the dielectric strip 44 to prevent an arc, during the melting of the element 45, crosses the strip 44 , causing a short circuit between the branch 46 or the sheet 42 and the electrode 41 which, of course, will be adjacent to the dielectric strip 44 after winding, as shown in FIG. 5.
Although several embodiments of the invention have been described and shown, it is obvious that we do not wish to be limited to these particular forms given by way of example and without any restrictive character and that therefore all the variants having the same principle and the same object as the arrangements indicated above would come within the scope of the invention as they do.