<Desc/Clms Page number 1>
Sûreté de surtension.
La présente invention se rapporte aux sûretés de surten- sion, c'est à dire à des constructions qui empêchant dans les dispositifs protégés par celles-ci l'existence de plus grandes tensions que eelles déterminées d'vanee, rapportées à la terre oudes corps d'autres potentiels.
Il est connu d'employer comme sûreté contre les surten- sions des tubes à décharge dans lesquels deux éleetrodes sont logées à proximité l'une de l'autre 'dans un espace de basse
<Desc/Clms Page number 2>
pression remplie de gaz. L'une des élecrrodes doit être rac- cordée au dispositif 'CI protéger et l'autre au contraire à la terre. Lorsqu'il se présente au dispositif $ protéger une tension plus élevée que telle admissible, il se produit en- tre les deux électrodes une décharge luminescente qui peut devenir une décharge en arc lorsque l'intensité de courant est suffisamment grande.
Ces dispositifs connus jusqu'à présent sont en état d'évacuer pendant un temps de eourte durée de grandes inten- sités de courant sans danger. Il peut toutefois se produire également que dans le dispositifà protéger les conditions de résistances sont telles que la décharge ne peut pas se transformer en décharge en arc. pans ce cas on constate les phénomènes nuisibles suivants: travers le tube décharge il s'écoule sous la forme d'une décharge luminescente un courant relativement petit, par exemple C,2 am@ère pour une chute de tension de 150 volts.
Le tube à décharge est donc chargé ,le 30 watts' , cette éner- gie est transformée en chaleur. Les sûretés de surtension de dimensions usuelles supportent ce grand développement de chaleur seulement pendant un temps court, au maximum quelques minutes. Dans le cas d'une plus longue duree, il peut se roduire Que L'ampoule de verre ou éventuellement les élec- trodes fondent. Si ceci ne se produit pas, pa.r suite du surchauffage qui dure, la chambre de gaz peut en tous cas être souillée au point que la sûreté d'amorce, lors de la production de la surtension suivante, pour une plus grande tension nui n'est éventuellement plus admissible, c'est à dire que la sûreté ne remplit plus son but.
La présente invention évite ces inconvénients par l'em- ploi d'un appareil auxiliaire, de préfécence d'un thermo- relais qui met en . court-circuit, pour une température déter-
<Desc/Clms Page number 3>
minée d'avance du tube à décharge, la sQrete de surtension et relie ainsi le dispositif à protéger directomant à la terre en contoument donc l'expace de décharge..
On eonnait déjà des sûretés vides d'air dans lesquelles des dispositifs de court-circuit composes de plusiLurs ;ne- taux à différents coefficients de dilatation sont ngencés de telle manière qu'ils subissent pendant le passage du courant par l'espace d'éclatement d'étincelles des électro- des un échauffement et produisent pour une intensité de cou- rant déterminée, par déformation, la formation d'un pont sur l'espace d'éclatement d'étineelles.
Dans une autre construction connue, les electrodes sunt disposées de telle façon que par suite des variations de température provoquées par la décharge elles ehangent de position ou de forme, ce qui provoque un contaet entre l'a- node et la cathode.
Ces dispositions ne pourraient toutefois pas trouver d'application en pratique comme sûretés de surtension parce que la durée d'existence parait très limitée en particulier dans le cas de charge par de grandssintensités de courant.
Il a été découvert que la raison de cette duree d'exis- tenee défavorable doit être recherchée dans le fait que les organes de mouvement des thermorelais - c'est à dire les pla- ques bimétalliques - ne supportent pas les conditions se pré- sentant lors d'une décharge, en particulier une décharge en arc (température élevée, pulvérisation).
Suivant la présente invention, on remédie à ces incon- en vénients par le fait que le thermorelais qui est/liaison avez une ou plusieurs éleetrodes du tube est dispose de telle ma- nière que l'espace de décharge est limite de telle manière que l'on empêche le commencement d'une décharge en are aux or- ganes de mouvement du thermorelais. Ceci s'obtient par le
<Desc/Clms Page number 4>
fait que l'arc est limité dans une cavité entre les surfaces frontales de constitution appropriée des électrodes et que les organes de mouvement du thermorelais sont fixés latéra- lement aux électrodes.
Comme thermorelais on peut employer n'importe quelle construction appropriée mais la plus avantageuse est la pla- que bimétallique ou la lame connue d'une manière générale qui est faite de deux métaux de coefficients différents de dilatation thermique qui sont fixés l'un à l'autre.
Pour le fonctionnement irréprochable de la sûreté sui- vent la présente invention, il est absolument indispensable que les surfaces de contact du thermo-relais restent tou- jours à l'étatpurement métallique (à l'état non oxydé). En outre les points de contact doivent supporter, lors du pas- sage du cou@ant, sans fusion, la température extrêmement élevée se produisant éventuellement localement, A cette der- nière condition répondent principalement les contacts fabri- gués en des métaux difficilement fusibles tels que le tungs- tène ou le molybdène. pour que ces métaux se maintiennent à 1état non oxydé aux températures élevées se produisant, le gaz de remplissage doit egalement être débarrassé le plus soigneusement possible des traces les plus minimes d'oxygène ou de vapeur d'eau.
Ceci peut être produit par exemple d'une une manière connue par le fait que sur/ou plusieurs électrodes on place une matière fortement éleetropositive ou une combi- naison exerçant une action d'absorption par exemple B-O et qu'on la volatilise éventuellement en cet endroit. ce procédé mentionné en dernier lieu m'est pas absolument indispensable car l'action d'épuration du gaz est déjà assurée par l'exis- tence de la matière absorbante, par exemple BaO sur l'élec- trode.pour que la matière absorbante n'absorbe pas le gaz de remplissage pendant le fonctionnement, la tube doit être
<Desc/Clms Page number 5>
rempli d'un gaz rare.
L'emploi simultané de remplissage de gaz rare et de surfaces d'électrode recouvertes d'une matie- re électropositive est encore avantageux, outre pour obtenir des eontacts irréproehables, parce que de ce fait la tension d'allumage du tube peut être maintenue en une valeur minime.
La sûreté de surtension suivant la présente invention est expliquée en deux exemples de réalisation à l'aide du dessin.
La fige 1 montre une forme de réalisation à deux élec- trodes du tube de décharge formant la sûrete, à l'état non mis en soele.
La fig. 2 est un sehéma qui montre le dispositif con- tenant la sûreté de pereement établie comme tube à décharge et servant à la protection du réseau aérien.
Les électrodes 1 et 2 du tube à décharge ou de la sûreté suivant la fig. 1 sont disposées dans une ampoule 4 qui est remplie avantageusement de gaz rare à basse pression, par exemple de néon ou d'argon, sous une pression de 20 mm, de mercure. La, pression de gaz doit être choisie suivant le gaz employé et sous la, dépendance de la tension d'allumage désirée. la plaque bimétallique 5 est fixéel'électrode au moyen de soudure et 8 la plaque est fixe par soudure une extrémité du bras de contact 6.
Le bras de contact 6 est fa- briqué en un métal point de fusion élevé, par exemple en tungstène ou en molybdène et en face de l'autre extrémité libre de celui-ci est fixé une distance appropriée sur l'é- lectrode 2 un contact 7 qui est fait également en un métal difficilement fusible.
'Les électrodes 1 et 2 sont des cylindres faits en métal, par exemple en fer qui sont pourvus d'ouvertures axiales de préférence cylindriques dans lesquelles sont pressées les baguettes 8 fabriquées en métaux alcalino-terreux, par exemple
<Desc/Clms Page number 6>
le baryum ou en une autre matière attire. Les faees frontales opposées l'une ?.l'autre des électrodes se trouvent à une dis- tance d'environ 0,5-2 mm. de sorte que les deux ouvertures mentionnées forment un espace presque complètement fermée Le diamètre de ces ouvertures est avantageusement agrandi dans le voisinage des faces frontales des électrodes.
Lorsqu'il se produit une tension entre lus deux elec- trodeR qui estplus élevée que la tension permise c'està dire plus élevée que la tension d'allumage du tube, il se produit une décharge et cela dans chaque cas l'endroit le plus électropositif, c'est à dire entre lus baugettes 8 dis- posées . l'intérieur des électrodes.
Par suite de la consti- tution particulière ries électrodes, la décharge en are se déroule avantageusement dans un espace àpeu près complètement fermé et ainsi les organes de mouvement du thermorelais sont complètement misà l'abri de l'amorçage d'une décharge en arc,
Lorsque la température de l'électrode 1 atteint une cer- trine valeur déterminée d'avance, les électrodes sont mises en court-circuit par la, déformation, provoquée par la chaleur, de1 plaque bimétallique 5, et le bras 6 vient en prise avec le contact 7, ce qui décharge les électrodes.
Par suite de la suppression de charge les électrodes se refroidissent,près le refroidissement le bras 6 reprend sa position antérieure de sorte que la sûreté est de nouveau prête pour le fonction- mement
Le tube à trois électrodes employé dans le dispositif re- présenté à La fig.2 diffère du précédent par le fait que dans celui-ci il y a outre les électrodes 1 et ? une électrode 3 qui est de construction identique à l'électrode 1; en cons(-',,¯ quence il y a deux thermorelais complets faits de la. plaque bimétallique 5, du bras 6 et du contact 7, disposés de la manière visible au dessin. L'ampoule 4 est également remplie d'un gaz rare à basse pression,par exemple de néon ou d'argon.
Les électrodes 1 et 3 sont raccordées à la ligne, par exemple IL
<Desc/Clms Page number 7>
une ligne téléphonique 10 et 11, l'électrode 2 est au con- traire mise àla terre par le ligne 12, Le dispositif pro- téger, par exemple l'appareillage téléphonique qui doit être protégé des surtensions se produisant éventuellement dans la ligne, est désigné par 13. Entre la ligne et ledispositif, dans chaque compartiment qui se trouve avantageusement entre la ligne et la sûreté, on a monté avantageusement La sûreté fusible 14.
Dans le cas où l'une quelconque des lignes reçoit une tension qui, rapportée à la terre, est plus grande que la tension d'allumage du tube à décharge, il se produit entre l'électrode 2 reliée à la ligne envisagée une dechargelumi- nessente qui, le cas échéant, peut eventuellement se trans- formér en décharge en arc.
Sous l'action de la décharge commence l'échauffement des électrodes de la surets à vide, la plaque bimétallique 5 rapproche le bras de contact 6 du point de contact 7 de 1au- tre électrode et lorsqu'est atteinte une certaine température déterminée d'avance celle-ci met en court-circuit les deux électrodes. Le dispositif à protéger 13 se trouve donc au po- tentiel de terre et la surtension venant de la ligne se com- pense en passant par la sûreté fusible 14 et les contacts 6 et 7.
La sûreté fusible 14 doit être dimensionnée de telle façon qu'elle fond déjà pour des intensités de courant qui ne mettent pas encore en danger les contacts 6 et 7. il a été trouvé que pour une intensité de courant de 6-8 ampères, un contact formé de deux fils de tungstène ou de molybdne se croisant convient parfaitement.
Lorsqu'il ne s'écoule plus aucun courant par le tube de décharge et lorsque celui-ci se refroidit donc, la liaison ces- se entre les eontacts 6 et 7 et le dispositif est de nouveau prêt au fonetionnement (éventuellement après le remplacement de la sûreté fusible 14).
<Desc/Clms Page number 8>
Les indications qui procèdent n'épuisent pas les formes de réalisation possibles de la présente invention; la cons- titution constructive des tubes peut être modifiée de nom- breuses manières suivant le but poursuivi. C'est ainsi par exemple que le thermorelais ou ses contacts peuvent recevoir d'autres réalisations. Les tubes peuvent également être cons.. titués comme des tubes à électrodes de Mohr, sans qu'on s'é- carte de la présente invention.
Revendications.
@ 1/ Sûreté de surtension consistant en un tube à décharge et en un ou plusieurs thermorelais disposés dans le tube et pla- cés en liaison électrique avec une ou plusieurs électrodes du tube à décharge, caractérisé en ce que la voie de décharge est délimitée de telle façon qu le thermorelais est disposé de telle façon qu'on empêche l'amorçage d'une décharge en arc à l'erroné de mouvement du thernorelais.