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Publication number: BE378979A
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Description

"Dispositif de suppression du retard dans la production d'une décharge électrique". on sait que l'étincelle électrique a besoin d'un certain temps, quel que court soit-il, pour se produire entre deux électro- des. Ce phénomène se traduit par le fait que, lorsqu'on applique une tension croissant rapidement, l'étincelle ne jaillit que sous une tension supérieure à celle qui est nécessaire pour la produire dans le cas où. la tension croît lentement.

On utilisera ci-dessous les désignations suivantes. On appel- lera:
1. "Tension statique d'éclatement" la tension nécessaire pour produire l'éclatement de l'étincelle lorsque la tension aug mente très lentement;

2. "Tension dynamique d'éclatement" la tension nécessaire pour produire l'éclatement de l'étincelle lorsque la tension augmente rapidement,d'une façon limitée ou illimitée;
3. "Retard de la décharge" ou "retard de l'étincelle élec- trique" le lapsde temps qui s'écoule entre le moment où se pro- duit la tension statique d'éclatement et le moment oà l'étincelle commence à jaillir.

;Pour beaucoup'd'applications,en particulier pour les instar lations de protection et de dérivation des étincelles, il importe de réduire le retard de la décharge au minimum possible ou de le supprimer complètement.

Suivant la présente invention, on empêcha le retard dans la production de l'étincelle de se produire en ionisant préalable. ment et en maintenant constamment ionisé l'espace dans lequel l'étincelle est obligée de jaillir. Suivant la présente invention, la production des charges dans l'espace c'est-à-dire des ions et des électrons,a lieu de préférence par des moyens électriques,
C'est-à-dire au moyen d'électrodes auxiliaires emportant des pointes ou des arêtes ou ayant une autre forme,ces électrodes produisant des effluves ou des aigrettes sous l'action de champs électriques, ou au moyen de corps incandescents avec ou sans rêve. tement d'oxydes, ou au moyen de substances photo-électriques,
Lorsque des effluves se produisant, il y a toujours une grau..

de quantité de charges électriques libres (ion. et électrons), Si l'on fait en sorte qu'une partie de ces chapes pénètre dans l'in- tervalle d'éclatement, on peut supprimer complètement le retard à la décharge. En outre,comme ce mode d'ionisation est très efficace, on peut produire ainsi de façon simple et peu coûteuse un très grand nombre de charges libres et les amener au trajet de l'étin- celle.

Les charges positives et les charges négatives de l'espace tendent à se réunir de nouveau pour former des molécules neutres.

C'est pourquoi il faut toujours produire de nouvelles charges li-

bres remplaçant les charges disparues par recombinaison et pa.r migration. Suivant l'invention,on peut utiliser,pour produire les effluves,non seulement une tension continue,mais encore une tension alternative de fréquence suffisamment élevée, Il faut seulement que la durée des périodes de la tension alternative n'atteigne pas une valeur telle que la totalité des ions et des électrons formés ait déjà disparu :par recombinaison ou migration, ou les deux à la fois,dans l'intervalle d'une demi-onde, parti- quement, des tensions alternatives de 50 et 16 2/3 périodes par seconde suffisent encore sous ce rapport,parce que la durée de recombinaison est supérieure à 0,03 seconde.

L'endroit de l'espace où se produit la charge peut se trou- ver n'importe où, à l'intérieur, à la surfaceou à l'extérieur des électrodes de l'éclateur dont il s'agit de supprimer le re- tard à la décharge.

L'introduction des charges dans l'espace,à l'intérieur de l'enceinte remplie de gaz entre les électrodes de l'éclateur, peut avoir lieu,par exemple,par diffusion,au moyen de champs élec- triques ou au moyen du vent électrique produit par des pointes, ou par le mouvement, par insufflation ou aspiration,par chauffage, par l'utilisation de la différence de poids spécifique du gaz ionisé,
Quelques exemples de réalisation sont représentés,en partie
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schématiqueme)nt, dans le dessin annexé.

La figure 1 est une coupe transversale d'un 'mode de réalisa- tion.

-Les figures 2 à 7 sont des vues schématiques de variantes.

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure l,une première électrode sphérique 8 renfermée dans un vase en verre 1, est fixée sur un support 3 servant a fixer le dispositif. Au-.dessus de cette électrode, se trouve une deuxième électrode sphérique 11 portée par une tige filetée 10; on peut faire varier la position de cette tige dans un guide 9 porté par la coiffe de fermeture su-

périeure 4,de façon à régler la distance d'éclatement F.

Une résistance électrique 6 reliée au réseau 7 ast également reliée à électrode 11 par l'Intermédiaire de la douille 4. Le apport
3 est mis à la terre au moyen de la ligne 3. Au¯,dessus de l'élee-. trode 11, se trouvent des électrodes auxiliaires pointues et en forme d'aiguilles 13 qui sont sous tension et qui provoquent l'ionisation de la distant d'éclatement F. A l'intérieur du vase 1, se trouve encore une matière absorbant l'humidité de l'air qui se trouve dans le récipient 1.

Tour maintenir le dispositif en action,il faut éliminer de l'intérieur du récipient 1 tous les produits de décomposition tels que l'acide azotique et l'eau. Ce résultat est obtenu au moyen de la matière absorbante 2 mentionnée plus haut.

Le vase 1 peut être rempli d'air,d'un gaz ou d'un mélange de gaz, ou d'une vapeur sous une pression quelconque. Lorsqu'il est rempli de gaz, on ne peut envisager que l'utilisation de ma- tières facilitant l'inonisation et ne subissant pas d'altération
Préjudiciable pendant les décharges,soit par exemple des gaz rare
La figure. 2 montre un éclateur,dans lequel la surface active des électrodes de l'éclateur ou une autre surface métallique M voisine est exposée à la lumière d'une source lumineuse électrique.

De cette façon,des ions et des électrons arrivent entre les élec. ' trodes,ce qui permet de supprimer le retard à la décharge.

Dans la figure 3,une :pointe à effluves 14 à charge native est montée dans l'électrode inférieure 8, et les électrons émis Par cette pointe sont entraînes par un courant d'air dans la cham-, bre à gaz qui se trouve entre les électrodes de l'éclateur F.

La figure 4 montrer exemple,deux pointes G reliées à l'une des électrodes et mises à la terrées peintes donnant naissance à des effluves sous l'action du champ produit entre la boule supé- rieure et les pointes mises à la terre. Les ions et les électrons ainsi produits entrent,en partie par diffusion et en partie sous l'action du champ électrique produit, entre les pointes et les élec-

trodes de l'éclateur F, dans l'espace gazeux de ce dernier. Lorsque la densité de charge est suffisante,ceci permet de supprimer com- plètement le retard à la décharge de l'éclateur F.

La distance entre les électrodes auxiliaires (électrodes à effluve G) et l' éclateur F est assez grande pour que la tension d'éclatant de ce dernier ne soit pas modifiée sensiblement par la présence de G.

La figure 5 montre un dispositif dans lequel l'ionisation préalable de l'éclateur F a lieu au moyen d'une source de tension séparée VH dont l'un des pôles est mis à la terre et au moyen d'une électrode auxiliaire G isolée des électrodes de l'éclateur F.

Enfin,la figure 6 montre l'utilisation de la même électrode à effluve G pour l'ionisation préalable simultanée de plusieurs éclateursF1 et F2.

La figure 7 montre une forme d'électrode particulièrement plate pour augmenter l'étendue de sa zone d'éclatement préalable. ment ionisée au moyen d'une électrode auxiliaire G. Dans ce cas, il y a de nombreux chemins par lesquels l'éclatement a lieu à peu près à la même tension. C'est pourquoi la densité de l'ioni- sation préalable peut être ici plus petite que,par exemple,pour des électrodes sphériques de petit diamètre,parce qu'il suffit qu'un seul chemin d'éclatement,ou quelques uns,soient ionisés préalablement.

Claims

RESUME Dispositif de suppression du retard dans la production d'une décharge électrique entre deux électrodes d'un éclateur, carzctéri- sé par le fait que le retard à la décharge est supprimé par l'io- nisation du trajet de l'étincelle par des décharges libres de l'espace produites en dehors,mais avantageusement dans le voisi- nage de l'espace rempli de gaz qui se trouve antre les deux élec- trodes,puis introduites au moins en partie dans cet espace.

Ce dispositif peut être caractérisé en outre par les points suivante, ensemble ou séparément: <Desc/Clms Page number 6> 1. Les électrodes de 1'éclateur ainsi queles moyens servant à leur/ionisation préalable, sont montées dans un récipient par- tiellement ou entièrement clos rempli de gaz (air) anhydre.

3. La production des charges dans l'espaça a lieu, comme dans les tubes ou lampes de T.S.F., au moyen de métaux incan- descente avec ou sans revêtement à' oxyàe. Elle peut avoir lieu aussi par des moyens photo-électriques, ou au moyen de pointes, d'arêtes ou d'autres électrodes auxiliaires produisant des efflu- ves (aigrettes) sous l'action de champs électriques,et cela à l'intérieur d'une ou plusieurs électrodes de l'éclateur dans le-. quel il s'agit de supprimer le retard à la décharge, ou sur l'une des deux électrodes de l'éclateur, ou sur les deux, ou en dehors de ces électrodes, 3.

Les charges produites dans l'espace sont amenées par diffusion dans l'espace rempli de gaz entre les électrodes,ou par entraînement avec le gaz préalablement ionisé.

4. Le gaz préalablement ionisé est introduit, dans l'espace compris entre les électrodes,par insufflation ou par aspiration.

5.- Pour faire arriver la charge produite dans l'espace,on utilise les différences de poids spécifique ou bien on fait arri- ver cette charge ou ces charges au moyen de champs électriques.

6. Les électrodes auxiliaires servant à produire l'ionisation préalable du trajet de l'étincelle sont reliées à une tension con- tinue de grandeur appropriée ou à une tension alternative de grandeur et de fréquence appropriées.

7. Le dispositif est constitué par un éclateur à deux électro- des entre lesquelles il ne se proâuïfu pas d'effluves jusqu'à la tension d'éclatement.

8. Les électrodes de l'éclateur sont des électrodes aphériques, ou bien ce sont deux électrodes plates en forme de calottes.

9. Les électrodes auxiliaires à effluves (électrodes d'ioni- sation préalable) ont la forme-de longues aiguillesou die disques <Desc/Clms Page number 7> minces à arêtes ou de corps analogues conservant leur forme et leur tension de production d'effluves malgré l'usure produite par les effluves permanentes.

10. L'électrode auxiliaire à effluves (électrode d'ionisation préalable) est alimentée par le réseau sur lequel est branché l'éclateur.

11. L'une au moins des électrodes d'ionisation préalable est reliée directement à un pôle de l' éalateur,galvaniquement ou par capacité ou par induction, 12. Les électrodes d'ionisation préalable sont montées du côté de la terre ou du côté de la tension.

13. Les électrodes auxiliaires à effluves (électrodes d'ioni- sation préalable) sont alimentées au moyen d'une tension auxiliaire particulière pour maintenir la production d'effluves.

14. On produit de préférence des charges ayant un signe dé- terminé,par exemple des électrons négatifs, 15. Ces charges ou électrons sont amenés dans l'espace rempli de gaz compris entre les deux électrodes.

16. Les deux électrodes sont reliées directement ou accouplées par capacité ou par induction chacune au moins avec l'une des élec trodes auxiliaires à effluves.

17. Le dispositif est monté dans un bâti entièrement ou par- tiellement fermé contenant également les électrodes auxiliaires à effluves (électrodes d'ionisation préalable).

18. Le logement contenant l'éclateur est en matière transpa- rente telle que du verre ou du quartz, des substances absorbant l'humidité et les produitsde décomposition dus à la production d'effluves étant introduites dans le logement.

19. Les électrodes auxiliaires à effluves (électrodes dionisa- tion préalable) sont en métal précieux ou revêtues de métal précieux, 20. L'une des électrodes auxiliaires à effluves sert à produire à la fois l'ionisation préalable de plusieurs éclateurs montés par exemple en parallèle ; <Desc/Clms Page number 8> 21. Une électrode auxiliaire à effluves sert à produire l'ionisation préalable de plusieurs conducteurs de dérivation montés en parallèle.

22. la distance entre les électrodes auxiliaires à effluves et l'éclateur est telle qu'elle n'ait aucune action appréciable ou aucune action du tout sur la tension d'éclatement de l'éclateur.

23. Les électrodes à effluves sont reliées aux électrodes de l'éclateur par l'intermédiaire de résistance.

24. Les électrodes d'ionisation préalable sont montées de façon à ne pas être atteintes par l'arc produitpar l'éclatement de l'étincelle.