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"Parafoudre à chambre d'ionisation"
La présente invention a pour objet un para- foudre à chambre d'ionisation organisé pour écouler les charges électriques dues aux surtensions, c'est- à-dire aux ondes de front raide et aux ondes de grande amplitude qui se produisent dans les réseaux élec- triques. L'appareil est plus particulièrement destiné
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à être appliqué aux réseaux de moyennes tensions (quelques milliers de volts). Son fonctionnement est fondé sur l'emploi d'une chambre d'ionisation qui crée en quelque sorte artificiellement un effet Corona.
Sur le dessin annexé, on a représenté, schématiquement et à titre d'exemplesseulement, trois formes de réalisation du parafoudre qui fait l'objet de l'invention: la fig. 1 représente le schéma d'un dis- positif connu; la fige représente le schéma du nouvel appareil; la fig. 3 est une coupe partielle d'un exemple de réalisation de l'appareil; la fige 4 est une coupe, à plus grande échelle, montrant l'organisation de la chambre d'ioni- saìon; la fig. 5 est une variante de la chambre d'ionisation vue en coupe; la fige 6 est une autre variante de réali- sation de la chambre d'ionisation et de son éclateur vus en coupe.
Le dispositif connu, représenté sur la figure 1, est constitué par une self 1 shuntée par une résistance 2 ; l'une des extrémités de la self est mise à la terre par l'intermédiaire d'un condensateur 3; l'autre extrémité de la self en question aboutit au dispositif parafoudre proprement dit 4 relié à la tant.
Le nouveau parafoudre, objet de l'invention, se différencie des appareils connus par le fait que l'on shunte le condensateur 3 par une chambre d'ioni- Sa%ion P qui crée artificiellement un effet Corona,
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chambre par laquelle s'écoulera la charge due à la surtension. Cette disposition est visible sur la figure 2.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur
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la digure 3, la self 1, fisse sur des eupporte-loola- teurs appropriés 5 et 6, entoure le condensateur tu- bulaire 3 dont l'armature métallique 7, en ferme de cylindre, est séparée, par un tube en matière diélec- trique 8, de la tige métallique 9 qui constitue la deuxième armature mise à la terre en 10. La résistanoe 2 affecte la forme d'une couronne montée à l'extrémité du tube 7 et reliée à l'extrémité de la self 1 abou- tissant au conducteur de sortie 11. L'extrémité oppo- sée de la self est reliée, par l'intermédiaire du con- ducteur d'entrée 12, à l'armature 7 et pénètre dans la chambre d'ionisation P représentée à une échelle plus grande sur la figure 3.
La chambre d'ionisation P est constituée par des rondelles 13 en matière plus ou moins résistante (par exemple, du carborundum pour les tensions rela- tivement élevées, de l'aluminium pour les basses ten- sions, etc...) disposées dans le tube 8 et séparées les unes des autres par des anneaux intercalaires isolants 14. La surface interne des anneaux interca- laires 14 qui constituent les éléments ioniseurs est recouverte d'une couche radio-active 15. L'ensem- ble comprenant les rondelles 13, les anneaux 14 et leur couche de matière radio-active 15, ensemble logé dans le tube 8 et maintenu entre les armatures métal- liques 7 et 9 du condensateur 3, constitue la chambre d'ionisation, grâce à laquelle on provoque artificielle- ment un effet Corona permettant d'écouler les charges dues aux surtensions.
Dans l'exemple de réalisation illustra par
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la figure 5, on a désigné par les marnes chiffres de ré- férence les organes déjà décrits dans les fibres pré- cédentes.
Sur cette figure, on a désigné par 1 la self, par 7 et 9 les armatures externe et interne du conden- sateur tabulaire, armatures séparées par le diélectrique 8; on a désigné par 13 les rondelles de la chambre d'ionisation, rondelles séparées les unes des autres par les anneaux intercalaires isolants 14 dont la sur- face interne est recouverte d'une couche radio-active 15.
On a désigné par 12 le conducteur d'entrée qui relie la self 1 à l'armature 7 du condensateur,
Dans cette variante de réalisation, on a prolongé la chambre d'ionisation du côté opposé à l'armature 9 et l'on a disposé dans ce prolongement, un éclateur à distance explosive réglable et automatique- ment variable, éclateur constitué par une électrode 16 montée au centre d'une flasque 17 munie d'orifices 18 et par une électrode 19 vissée dans un disque mobile 20 organise à la manière d'une soupape reposant sur une pièce en forme de siège 21. Le siège 21 est séparé de la flasque 17 par un manchon intercalaire isolant 22 dont la face interne est recouverte de substance radio-active 15.
Le disque 20 est appliqué contre le siège 21 au moyen d'un ressort hélicoïdal 23 épaulé sur une flasque 24 munie d'orifices 25, flasque dont la partie centrale est organisée pour servir de guide à l'électrode 19 dont la partie ar- riére en forme de tête de vis 26 est disposée face à l'orifice central 27 ménagé dans le fond de l'armature 7 du parafoudle. Le disque 20 est séparé de la flasque 24 par un manchon isolant 28.
Le dispositif perfectionné, qui peut être ap- plique aux réseaux de haute tension, fonctionne de la
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manière suivante :
Lorsque se produit une surtension, celle-ci. détermine l'amorçage d'un arc jaillissant entre l'éléctrode 19 (reliée au conducteur d'entrée 12 par l'intermédiaire du disque 20, du ressort 23, de la flasque 24 et du manchon conducteur 29) et l'é- lectrode 16, cet amorçage étant favorisé par l'io- nisation de la chambre d'éclateur, ionisation due à la substance radio-active 15 recouvrant le manchon intercalaire 22; à partir de l'électrode 16, la dé- charge se poursuit vers l'armature 9 au travers de la chambre d'ionisation (décrite dans les fig. 1 à 4) constituée par les rondelles 13 et les anneaux inter- calaires 14.
La déflagration qui se produit au moment de la décharge provoque la dilatation brusque de l'air confiné dans l'espace délimité par la cham- bre d'ionisation et par son prolongement, espace que ferme le disque 20; ce disque est violemment chassé en arrière avec l'électrode 18. La distance explosive séparant les électrodes 16 et 19 est ainsi augmentée et cette augmentation provoque l'extinction de l'arc dont le soufflage est favorisé par le remous de l'air dans la chambre d'ionisation. En même temps qu'à lieu l'extinction de l'arc, l'électrode 19 revient dans sa position primitive avec le disque 20 qui obture de nouveau la chambre d'ionisation et l'appareil est prêt pour fonctionner de nouveau. On peut régler la distance explosive initiale entre les électrodes 16 et 19 en vissant plus ou moins la dernière électrode dans le disque 20.
Dans l'exemple de réalisation illustré par la fig. 6 on a désigné par les mêmes chiffres de référen- ce les organes déjà décrits précédemment; clos+, ainsi que l'on a désigné par 1, la self, par 7 et 9, les arma-
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tare. externe et interne du condensateur tubulaire, armatures séparées par un diélectrique 8. On a éga- lement désigné par 12, le conducteur d'entrée qui relie la self 1 à l'armature 7 du condensateur et par 20, le disque mobile formant soupape et reposant sur une pièce en forme de siège 21.
Dans cette variante de réalisation, la chambre d'ionisation est constituée par des rondel- les métalliques 31 enfilées sur un tube isolant 52 et séparées les unes des autres au moyen de rondelles iso- lantes 33, 34; chaque jeu de trois rondelles isolantes présente une gorge annulaire tapissée de substance radio-active 35. Les rondelles extrêmes 36 sont plus épaisses que les rondelles 31 et nonstituent des flasques serrées entre les pièces conductrices 37 et 38, cette dernière étant solidaire de l'armature 9 du condensateur. Dans le trou axial du tdbe 32 se trouve une tige 39 reliée à l'armature 9 du condensateur, la- quelle tige favorise (par "effet d'antenne") la nais- sance des effluves dans la chambre d'ionisation.
La pièce conductrice 37, munie d'orifices 40, est reliée par l'intermédiaire d'une partie annulaire 41 à une couronne 42 formant électrode d'éclateur.
L'équipage mobile de l'éclateur à distance explosive variable est constitué par une tige filetée 43 terminée par une tête de vis 26 à laquelle on a accès par l'orifice 27 ménagé dans l'armature extérieu- re 7 du condensateur. -La tige filetée 43, qui peut être plus ou moins vissée dans le disque 20 for- mant soupape, est terminée, du'côté de la couronne 42,par Un disque 44 formant électrode, disque en avant duquel se trouve un écran isolant 45 solidaire de la tige précitée 43.
L'écran 45 coopère avec un diaphragme isolant 46 (au moment du recul de l'équi-
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page mobile de l'éclateur) pour diaphragmer l'espace ionisé séparant le disque 44 de la couronne 42 lors, que l'appareil fonctionne sous l'effet d'une décharge
D'autre part, l'écran 45 constitue une chicane et augmente la distance explosive séparant les électro- des 44 et 42, lors du recul de l'équipage mobile de l'éclateur.
Sur l'arrière du disque-soupape 20 se trouve un manchon résistant 47 séparé de.la tige fi- letée 43 par un tube isolant 48. La. tige filetée 43 qui peut coulisser (par sa partie lisse disposée en avant de la tête 26) dans la pièce de guidage 24 porte un disque contacteur 49 soumis à l'action du ressort 23. Lorsque l'appareil inactif ne fonctionne pas, le disque 49 est en contact avec une couronne contactante 50 percée d'orifices 51 et reliée, par l'intermédiaire de la connexion 52, au conducteur d'entrée 12 et à l'armature extérieure 7,
Les pièces 42, 46, 21, 50, 24 et l'extrémité de gauche de l'armature 7 sont séparées les unes des autres par des manchons isolants 53, 54, 55, 56, 57 et 58.
Le dispositif perfectionné, que l'on peut appliquer en le réglant convenablement à des réseaux de tensions très différentes, fonctionne de la manière sui- vante :
Lorsque se produit une surtension, celle-ci détermine l'amorçage d'un arc jaillissant entre l'électrode 44 (reliée au conducteur d'entrée 12 par l'intermédiaire de la tige filetée 43, du disque 49, de la couronne 50 et du conducteur 52) et l'élec- trode 42.
L'amorçage de cet arc est favorisé par io- nisation de la chambre d'éclateur, ionisation due à la substance radio-active 35 recouvrant les pièces
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intercalaires 33 et 34 ; à partir de l'électrode 42, la décharge se poursuit vers l'armature 9, par l'in- termédiaire de la pièce 37, de la nouvelle chambre d'ionisation (constituée par les rondelles 31 et les pièces intercalaires 33 et 34) et de la pièce 38.
La déflagration qui se produit au moment de la décharge provoque la dilatation brusque de l'air confiné dans l'espace délimité par la chambre d'ionisation et par la chambre d'éclateur, espace que ferme le disque 20; ce disque est alors violemment chassé en arrière et entraîne dans ce mouvement tout l'équipage mobile de l'éclateur (vis filetée 43, électrode 44, écran 45, résistance 47 et disque 49), équipage qui, par l'in- termédiaire du disque 49, comprime le ressort 23 épau- lé contre la pièce-guide 24. La distance explosive sé- parant les électrodes 44 et 42 augmente en même temps que l'espace qui les sépare se trouve diaphragmé par l'écran 45 et par le diaphragme 46, ce qui provoque l'ex- tinction de l'arc dont le soufflage est favorisé par le remous de l'air dans la chambre d'ionisation.
Cette extinction est, en outre, favorisée par la mise en circuit du manchon résistant 47 qui vient buter contre la couronne conductrice 50 et qui augmente ainsi l'a- mortissement du circuit allant du conducteur d'entrée 12 à 1 électrode délateur 44. En même temps qu'a lieu l'extinction de l'ara, l'électrode 44 revient dans la position primitive ainsi que tout l'équipa- ge mobile dont elle est solidaire; le disque obtu- rateur 20 ferme de nouveau la chambre d'ionisation et la chambre d'éclateur et l'appareil est prêt à fonctionner de nouveau.
Les différentes formes de réalisations que l'on vient de décrire ne sont fournies qu'à titre purement indicatif, les détails de construction pouvant varier sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention