EP0945879A1 - Ceinture ondee integrale pour cuve de transformateur electrique immerge - Google Patents

Ceinture ondee integrale pour cuve de transformateur electrique immerge Download PDF

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EP0945879A1
EP0945879A1 EP99105531A EP99105531A EP0945879A1 EP 0945879 A1 EP0945879 A1 EP 0945879A1 EP 99105531 A EP99105531 A EP 99105531A EP 99105531 A EP99105531 A EP 99105531A EP 0945879 A1 EP0945879 A1 EP 0945879A1
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EP
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wave
tank
panel
integral
panels
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Withdrawn
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EP99105531A
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German (de)
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Inventor
Alain Ochs
Raymond Idda
Pierre Lickindorf
Robert Preaux
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France Transfo SAS
Original Assignee
France Transfo SAS
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02Casings
    • H01F27/025Constructional details relating to cooling

Definitions

  • the present invention relates to tanks for submerged electrical transformers girdles of wavy panels around their entire perimeter. More specifically, the invention relates to the production of such panels and their assembly to form a wavy belt tank.
  • an immersed electrical transformer is a transformer whose electrical part (mainly primary and secondary windings and their circuit associated magnetic) is cooled by immersion in a dielectric liquid, an oil mineral in general, contained in a watertight metal tank whose side walls, provided with hollow fins called "waves", serve as heat exchanger with the medium outside to maintain the transformer at nominal temperature operation.
  • a corrugated panel of the type considered is generally made in one piece and in a single sequence of operations, from a metal strip (usually in steel) which is deformed at regular intervals to form parallel and deep folds. The two faces of each fold are pinched on their edges, which are closed by welding waterproof to form a wave.
  • a corrugated panel is thus an essential component of the tank submerged transformer consisting of a succession of parallel waves which, once mounted on the tank, become hollow cooling fins opening onto the internal volume of the tank containing the dielectric liquid.
  • the mounting method consists schematically of first lining two sides opposite of the tank with a corrugated panel projecting on either side of the lateral limits of a tank of a distance corresponding to the height of the waves of the wavy panels in front equip the other sides of the tank. These second wavy panels are then placed in the space defined between the projecting end portions of the already installed corrugated panels. The four panels thus butt-joined are sealed together by continuous welding of their opposite ends. Special precautions are taken at the junctions to that the waves present on the overhanging terminal parts can be supplied with dielectric liquid by communication of their interior volume with the last wave of the adjacent panel mounted opposite at right angles.
  • FIG. 1 presented on the drawing boards attached to this memory, shows schematically seen from above such an assembly of two pairs of wavy panels (3a, 3b), and (4a, 4b) mounted end to end at right angles and on which the waves mothers 9 appear clearly visible in voluntarily split lines.
  • the tank 1 houses a transformer 2 immersed in a liquid dielectric 5.
  • Waves 9 to the end of the "second" panels 4a and 4b constitute the mother waves communicating with the daughter waves 8 forming the protruding end portions 6 of the "first" panels 3a and 3b.
  • the other waves 7 of said panels are themselves in direct communication with the interior volume of the tank, like the waves of the panels 4a and 4b.
  • the object of the present invention is to solve these drawbacks.
  • the invention relates to an integral wave belt for tanks submerged electrical transformers formed by tightly welded assembly of panels wavy mounted one after the other at right angles, characterized in that each panel extends on one side only from the tank boundaries so that the part terminal projecting from one is placed opposite the outside face of the last wave at the edge of the tank of the adjacent corrugated panel, in an assembly reminiscent of that of the parts of a set of dominoes, and in that means are provided on said last wave for the put in communication with the waves of said projecting terminal part.
  • these means of communication consist of a transverse opening formed on the outer face of said last wave, according to the height thereof.
  • such transverse openings are made at neighborhood of each upper and lower end of the wave.
  • the invention also relates to a corrugated panel constituting such a belt integral characterized in that it has at one of its ends a last wave whose outer face has at least one transverse opening, preferably two, stepped along the length of the wave, and arranged in the vicinity of the ends of the wave.
  • the inner enclosure 20 tank contains an electrical transformer 2 immersed in a dielectric liquid 5.
  • the tank is generally rectangular in shape and its periphery is constituted by a belt integral wavy 14 according to the invention, formed by sealed welded assembly of four wavy panels mounted at right angles one after the other, according to an architecture a set reminiscent of an assembly of pieces of the domino game.
  • Each panel wavy 10, 11, 12, 13, the assembly of which forms this integral wavy belt 14, is made up a strip of steel 21 folded at regular intervals to form a succession of waves 15 distributed over the length of the side of the tank on which it is mounted.
  • Each wavy panel is mounted so as to present one and only one end portion 16 projecting from the limits of the vessel enclosure 20, the other end 17 being placed in the extension of this enclosure.
  • this end wave 17 constitutes a mother wave with respect to waves 18, called "daughter waves", forming the terminal part overflowing 16 from the adjacent panel 10.
  • the sealed assembly between two panels adjacent, such as 10 and 11, is provided by a weld bead 19 connecting by their edge the wave mother 17 of panel 11 and the steel strip 21 of the overhanging end part 16 of the panel 10.
  • a fold 22 of reduced height can advantageously be provided during the shaping of the metal strip 21 at the end of the projecting part 16 of the panels wavy, that is to say on the end of the panel opposite to that receiving the mother wave 17.
  • the purpose of this provision is above all to constitute a radiation protection screen the outermost daughter wave 18, therefore the most exposed, of the wavy panels with respect to the thermal radiation produced by the operation of welding the panels together during the assembly of the wavy belt 14.
  • this assembly operation consists at first, as is usually the case, to arrange the first panel 10 on one side of the tank 1 and to fix it to the upper 29 and lower frames (not visible) of the tank by sealed welding 25 of its upper and lower edges. Then we put in place on the adjacent side of the tank, the second wavy panel 11 by applying flat sound end wave 17 (mother wave) against the bare interior surface of the terminal part protruding 16 from the panel 10 in order to cover it. We then assemble the two panels 10 and 11 by leaktight welding 19 of the lateral and longitudinal edges of the projecting part 16, then the upper edge is welded to the chassis 29 with a waterproof cord 26, and even for the bottom edge.
  • flat sound end wave 17 mother wave
  • the length of the projecting end portion 16 will be preference chosen according to the height of the waves 15 of the adjacent panel 11 of so that the free edge 23 of the panel 10 is set back on the external face 24 of the wave mother 17 to facilitate the formation of the sealed weld bead 19 connecting the panels 10 and 11 between them.
  • fold 22 at the end of the projecting part 16, which is intended to form a heat shield protecting the wave closest daughter 18 of the arc's radiation when performing the game longitudinal (the longest in fact) of the weld bead 19.
  • the wavy panel 12 (fig. 2) abuts at a right angle against the end projecting from the panel 11 (not visible in fig. 3) in the same way as what comes to be described for the junction of panels 10 and 11. We then do the same for what relates to the panels 12 and 13. Then, the assembly of the wavy belt 14 is completed in joining the mother wave 17 from the free end of the panel 10 to the terminal part projecting from the panel 13.
  • the communication of the dielectric liquid 5 inside the tank 1 with the internal volume of the daughter waves 18 is, in accordance with the invention, by through their mother wave 17 provided for this purpose with appropriate means.
  • this connection is simply obtained using an opening 27 cut from the sheet 21 of the face external 24 of the mother wave 17 against which the terminal part 16 is applied.
  • this opening 27 is made transversely along the height of the wave 17 so as to intercept all the daughter waves 18 and thus constitute a passage between the interior of each of them and the interior volume of the mother wave 17, which is by construction naturally placed in communication with the interior volume of the tank receiving the submerged transformer 2.
  • two openings will be made 27 and 27 ′, stepped along the length of the mother wave 17, one in the vicinity of its high edge, the other near the bottom edge. This arrangement will allow better circulation of dielectric liquid by thermosiphon.
  • punches 28 in full face on the mother wave 17, as on all the other waves elsewhere.
  • These punches have a double function: of stiffeners first to contribute to good mechanical strength of the wavy belt in its together, and also spacer in order to impose a desired spacing between the two sides of the same wave to save the interior volume intended to be occupied by dielectric liquid. They are printed on the metal strip constituting a corrugated panel after folding it and before welding the edges.

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Abstract

Cette ceinture intégrale, formée par assemblage soudé étanche de panneaux ondés montés les uns à la suite des autres à angle droit, se caractérisée par le fait que chaque panneau ondé (10,11,12,13) déborde d'un côté uniquement des limites de cuve (1) de manière que la partie terminale débordante (16) de l'un (10) soit placée en regard de la face extérieure (24) de la dernière onde (17) en limite de cuve du panneau ondé adjacent (11), selon un assemblage rappelant celui des pièces d'un jeu de dominos, et en ce que des ouvertures transversales (27) sont prévus sur la face extérieure (24) de ladite dernière onde (17) pour mettre son volume intérieur en communication avec celui des ondes (18) de ladite partie terminale débordante (16). Le montage d'une telle ceinture est plus aisé que celui des ceintures ondées intégrales connues. <IMAGE>

Description

La présente invention a trait aux cuves pour transformateurs électriques immergés ceintes de panneaux ondés sur l'intégralité de leur pourtour. Plus précisément, l'invention concerne la réalisation de tels panneaux et leur assemblage pour former une ceinture ondée de cuve.
On rappelle qu'un transformateur électrique immergé est un transformateur dont la partie électrique (essentiellement les enroulements primaires et secondaires et leur circuit magnétique associé) est refroidie par immersion dans un liquide diélectrique, une huile minérale en général, contenu dans une cuve métallique étanche dont les parois latérales, pourvues d'ailettes creuses appelées "ondes", servent d'échangeur de chaleur avec le milieu extérieur pour assurer le maintien à une température nominale du transformateur en fonctionnement.
On sait que classiquement une telle cuve est obtenue par assemblage étanche soudé de quatre panneaux ondés mis bout à bout et formant chacun un côté de la cuve. On rappelle qu'un panneau ondé du type considéré est généralement réalisé d'une seule pièce et selon une séquence d'opérations unique, à partir d'une bande de métal (habituellement en acier) que l'on déforme à intervalles réguliers pour y former des plis parallèles et profonds. Les deux faces de chaque pli sont pincées sur leurs bords, que l'on ferme par soudage étanche pour former une onde. Un panneau ondé est ainsi un composant essentiel de cuve de transformateur immergé constitué par une succession d'ondes parallèles qui, une fois montées sur la cuve, deviennent des ailettes creuses de refroidissement s'ouvrant sur le volume intérieur de la cuve contenant le liquide diélectrique.
On connaít, par exemple du document FR-A-2697667, des cuves à ceinture d'ondes intégrale. Les ceintures ondées intégrales de ces cuves sont habituellement réalisées par assemblage soudé étanche de quatre panneaux montés à angle droit les uns à la suite des autres, mais avec recouvrement en bout, un peu a la manière des pièces d'un jeu de "dominos".
La méthode de montage consiste schématiquement à garnir d'abord deux cotés opposés de la cuve avec un panneau ondé débordant de part et d'autre des limites latérales de cuve d'une distance correspondant à la hauteur des ondes des panneaux ondés devant équiper les autres cotés de la cuve. On dispose alors ces seconds panneaux ondés dans l'espace défini entre les parties terminales débordantes des panneaux ondés déjà installés. On joint de façon étanche les quatre panneaux ainsi aboutés par soudure continue de leurs extrémités en regard. Des précautions particulières sont prises au niveau des jonctions afin que les ondes présentes sur les parties terminales débordantes puissent être alimentées en liquide diélectrique par mise en communication de leur volume intérieur avec la dernière onde du panneau adjacent monté en regard à angle droit. On qualifie cette dernière onde de "onde mère", et les ondes de la partie terminale débordante du panneau adjacent sont appelées "ondes filles". La figure 1, présentée sur les planches de dessins jointes au présent mémoire, montre schématiquement vu du dessus un tel assemblage de deux paires de panneaux ondés (3a, 3b), et (4a, 4b) montés bout à bout à angle droit et sur lequel les ondes mères 9 apparaissent bien visibles en traits volontairement dédoublés. Sur cette figure, la cuve 1 abrite un transformateur 2 immergé dans un diélectrique liquide 5. Les ondes 9 à l'extrémité des "seconds" panneaux 4a et 4b constituent les ondes mère communicant avec les ondes-filles 8 formant les parties terminales débordantes 6 des "premiers" panneaux 3a et 3b. Les autres ondes 7 desdits panneaux sont, elles, en communication directe avec le volume intérieur de la cuve, à l'instar des ondes des panneaux 4a et 4b.
On aura certainement compris que les fabrications de telles ceintures ondées intégrales sont par nature des travaux ordinaires de chaudronnerie, mais devant être exécutés avec des impératifs qui ressortent plutôt de la mécanique de précision. Ce paradoxe conduit à devoir confier aux opérations de soudage étanche des panneaux entreeux les nécessaires rattrapages des écarts de cotes qui apparaissent inévitablement au montage, souvent d'ailleurs aléatoires et variables d'une cuve à l'autre. Les répercussions sur les temps de réalisation et sur les surconsommations de matière de soudure grèvent les coûts de fabrication de ces cuves.
Le but de la présente invention est de résoudre ces inconvénients.
A cet effet, l'invention a pour objet une ceinture d'ondes intégrale pour cuves de transformateurs électriques immergés formée par assemblage soudé étanche de panneaux ondés montés les uns à la suite des autres à angle droit, caractérisée en ce que chaque panneau déborde d'un côté uniquement des limites de cuve de manière que la partie terminale débordante de l'un soit placée en regard de la face extérieure de la dernière onde en limite de cuve du panneau ondé adjacent, selon un assemblage rappelant celui des pièces d'un jeu de dominos, et en ce que des moyens sont prévus sur ladite dernière onde pour la mettre en communication avec les ondes de ladite partie terminale débordante.
Conformément à une réalisation, ces moyens de communication sont constitués par une ouverture transversale ménagée sur la face extérieure de ladite dernière onde, selon la hauteur de celle-ci.
Selon une réalisation préférée, de telles ouvertures transversales sont réalisées au voisinage de chaque extrémité haute et basse de l'onde.
L'invention a également pour objet un panneau ondé constitutif d'une telle ceinture intégrale caractérisé en ce qu'il présente à l'une de ses extrémités une dernière onde dont la face extérieure comporte au moins une ouverture transversaie, de préférence deux, étagées sur la longueur de l'onde, et ménagées au voisinage des extrémités de l'onde.
L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaítront plus clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple de réalisation en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles;
  • la figure 1 est le schéma, déjà commenté, d'une ceinture d'ondes intégrale pour cuves de transformateurs réalisée selon la technique connue;
  • la figure 2 est un schéma analogue de celui de la figure 1 mais illustrant une ceinture d'ondes intégrale conforme à l'invention;
  • la figure 3 est une vue en perspective d'un angle de cuve construite à partir d'une ceinture ondée intégrale selon l'invention;
  • la figure 4 est un schéma montrant la face extérieure de la dernière onde d'un panneau ondé conforme à l'invention.
Sur chaque figure représentant l'invention, les mêmes éléments sont désignés par des références identiques.
En se portant d'abord sur le schéma de la figure 2, que l'on aura avantage à considérer a le comparant à celui connu de la figure 1, on voit que l'enceinte intérieure 20 de cuve abrite un transformateur électrique 2 immergé dans un liquide diélectrique 5. La cuve est de forme générale rectangulaire et son pourtour est constitué par une ceinture ondée intégrale 14 conforme à l'invention, formée par assemblage étanche soudé de quatre panneaux ondés montés à angle droit les uns à la suite des autres, selon une architecture d'ensemble rappelant celle d'un assemblage de pièces du jeu de dominos. Chaque panneau ondé 10, 11, 12, 13, dont l'assemblage forme cette ceinture ondée intégrale 14, est constitué d'une bande d'acier 21 pliée à intervalles réguliers pour former une succession d'ondes 15 réparties sur la longueur du coté de la cuve sur lequel il est monté. Chaque panneau ondé est monté de manière à présenter une et une seule partie terminale 16 débordante des limites de l'enceinte 20 de cuve, l'autre extrémité 17 venant se placer dans le prolongement de cette enceinte.
Si l'on considère par exemple le panneau 11, cette onde d'extrémité 17 constitue une onde-mère à l'égard des ondes 18, nommées "ondes filles", formant la partie terminale débordante 16 du panneau adjacent 10. L'assemblage étanche entre deux panneaux adjacents, tels 10 et 11, est assuré par un cordon de soudure 19 reliant par leur bord l'onde mère 17 du panneau 11 et la bande d'acier 21 de la partie terminale débordante 16 du panneau 10. Un pli 22 de hauteur réduite peut être avantageusement prévu lors du façonnage de la bande métallique 21 à l'extrémité de la partie débordante 16 des panneaux ondés, c'est-à-dire sur l'extrémité du panneau opposée à celle recevant l'onde mère 17. Le but de cette disposition est avant tout de constituer un écran anti-radiation de protection de l'onde fille 18 la plus externe, donc la plus exposée, des panneaux ondés à l'égard du rayonnement thermique produit par l'opération de soudage des panneaux entre eux lors de l'assemblage de la ceinture ondée 14.
Comme on le voit clairement sur la figure 3, cette opération d'assemblage consiste dans un premier temps, comme cela se pratique déjà habituellement, à disposer le premier panneau 10 sur un coté de la cuve 1 et à le fixer aux cadres supérieur 29 et inférieur (non visible) de la cuve par soudure étanche 25 de ses bords supérieur et inférieur. Puis, on met en place sur le coté adjacent de la cuve le second panneau ondé 11 en appliquant à plat son onde d'extrémité 17 (onde-mère) contre la surface intérieure nue de la partie terminale débordante 16 du panneau 10 afin de la recouvrir. On assemble alors les deux panneaux 10 et 11 par soudage étanche 19 des bords latéraux et longitudinal de la partie débordante 16, puis on soude le bord supérieur sur le châssis 29 par un cordon étanche 26, et on fait de même pour le bord inférieur.
On aura noté que la longueur de la partie terminale débordante 16 sera de préférence choisie en fonction de la hauteur des ondes 15 du panneau adjacent 11 de manière que le bord libre 23 du panneau 10 soit en retrait sur la face externe 24 de l'onde mère 17 pour faciliter la formation du cordon de soudure étanche 19 de liaison des panneaux 10 et 11 entre eux. On observera également la présence du pli 22 à l'extrémité de la partie débordante 16, et qui est destiné à former un écran thermique protégeant l'onde fille la plus proche 18 du rayonnement de l'arc lors de la réalisation de la partie longitudinale (la plus longue en fait) du cordon de soudure 19.
Ensuite, le panneau ondé 12 (fig.2) vient s'abouter à angle droit contre l'extrémité débordante du panneau 11 (non visible sur la fig.3) de la même façon que ce qui vient d'être décrit pour la jonction des panneaux 10 et 11. On fait alors de même pour ce qui concerne les panneaux 12 et 13. Puis, on termine l'assemblage de la ceinture ondée 14 en réunissant l'onde mère 17 de l'extrémité libre du panneau 10 à la partie terminale débordante du panneau 13.
On aura certainement compris que, grâce à cette méthode de montage, qui rappelle dans son principe celle d'un jeu de dominos, les contraintes de précision des ajustages sont considérablement assouplies, notamment en raison de la marge offerte sur la position du bord libre longitudinal 23 du panneau monté en dernier contre l'onde mère 17 à l'extrémité libre du panneau placé en premier sur la cuve.
La mise en communication du liquide diélectrique 5 à l'intérieur de la cuve 1 avec le volume intérieur des ondes-filles 18 se fait, conformément à l'invention, par l'intermédiaire de leur onde mère 17 pourvue à cet effet de moyens appropriés. Dans la forme de réalisation de ces moyens illustrée sur les figures, cette mise en communication est simplement obtenue à l'aide d'une ouverture 27 découpée dans la tôle 21 de la face externe 24 de l'onde mère 17 contre laquelle est appliquée la partie terminale 16. Comme on le voit mieux sur la figure 4, cette ouverture 27 est réalisée transversalement selon la hauteur de l'onde 17 de manière à intercepter toute les ondes filles 18 et constituer ainsi un passage entre l'intérieur de chacune d'elles et le volume intérieur de l'onde mère 17, lequel est par construction naturellement mis en communication avec le volume intérieur de la cuve recevant le transformateur immergé 2. De préférence, on ménagera deux ouvertures 27 et 27', étagées selon la longueur de l'onde mère 17, l'une au voisinage de son bord haut, l'autre au voisinage du bord bas. Cette disposition permettra une meilleure circulation du liquide diélectrique par thermosiphon.
On notera la présence de poinçons 28 en pleine face sur l'onde mère 17, comme sur toutes les autres ondes d'ailleurs. Ces poinçons ont une double fonction: de raidisseurs d'abord pour contribuer à une bonne tenue mécanique de la ceinture ondée dans son ensemble, et d'entretoise également afin d'imposer un écartement désiré entre les deux faces d'une même onde pour ménager le volume intérieur destiné à être occupé par du liquide diélectrique. On les imprime à la bande métallique constitutive d'un panneau ondé après pliage de celle-ci et avant soudage des bords.
Il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple décrit, mais présente de nombreuses variantes ou équivalents de réalisation dans la mesure où sa définition donnée par les Revendications jointes est respectée.

Claims (6)

  1. Ceinture ondé intégrale pour cuve de transformateur électrique immergé formée par assemblage soudé étanche de panneaux ondés montés les uns à la suite des autres à angle droit, caractérisée en ce que chaque panneau ondé (10,11,12,13) déborde d'un côté uniquement des limites de cuve (1) de manière que la partie terminale débordante (16) de l'un (10) soit placée en regard de la face extérieure (24) de la dernière onde (17) en limite de cuve du panneau ondé adjacent (11), et en ce que des moyens (27) sont prévus sur ladite dernière onde (17) pour mettre son volume intérieur en communication avec celui des ondes (18) de ladite partie terminale débordante (16).
  2. Ceinture ondé intégrale selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de communications sont constitués par au moins une ouverture transversale (27) ménagée sur la face extérieure (24) de ladite dernière onde (17) selon la hauteur de celle-ci.
  3. Ceinture ondé intégrale selon la revendication 2, caractérisée en ce que des ouvertures transversales (27, 27') sont réalisées au voisinage de chaque extrémité haute et basse de ladite dernière onde.
  4. Panneau ondé constitutif d'une ceinture ondée intégrale conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente à l'une de ses extrémités une dernière onde (17) dont la face extérieure (24) comporte au moins une ouverture transversale (27)
  5. Panneau ondé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il présente deux ouvertures transversales (27, 27'), étagées sur la longueur de ladite onde (17), et ménagées au voisinage des extrémités de l'onde.
  6. Panneau ondé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il présente à son autre extrémité un écran thermique (22).
EP99105531A 1998-03-25 1999-03-18 Ceinture ondee integrale pour cuve de transformateur electrique immerge Withdrawn EP0945879A1 (fr)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2133523A (en) * 1983-01-07 1984-07-25 Hitachi Ltd Tank for oil-filled electric equipment
DE3627180A1 (de) * 1986-08-11 1988-02-18 Transformatoren Union Ag Transformator mit fluessigkeitskuehlung
FR2697667A1 (fr) * 1992-11-03 1994-05-06 France Transfo Sa Panneau ondé de cuve de transformateur électrique immergé, son procédé de réalisation, et son application au montage d'une cuve.

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