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Générateur de tension de choc muni de condensateurs branchés en parallèle par des résistances et en série par des éclateurs.
Les générateurs de tension de choc consistent en un certain nombre de condensateurs branchés en parallèle par l'intermédiaire de résistances et en série par l'intermédiaire d'éclateurs. Les condensateurs sont chargés par une source de tension continue. A une tension déterminée, un arc se produit entre les éclateurs et la charge du condensateur s'écoule dans une résistance.
En général, ces dispositifs sont très encombrants.
Pendant la décharge, les condensateurs successifs sont portés à des tensions croissantes par rapport à la terre. Aussi les monte-t-on dans des bacs métalliques que l'on superpose sur un châssis isolant, de sorte que la résistance d'isolement croisse proportionnellemeia à la tension des condensateurs par rapport à la terre.
Dans une autre forme d'exécution, les condensateurs comportent une enveloppe isolante, et font donc office de support de l'ensemble. Dans les générateurs de tensions de choc de grande puissance, les condensateurs sont répartis sur plusieurs colonnes, quatre par exemple. A l'aide d'isolateurs appropriés, on réalise un montage en hélice par exemple. Afin d'obtenir une bonne répartition du potentiel dans l'espace et un dispositif pratique, les condensateurs des diverses colonnes sont surélevés, par rapport aux condensateurs précédents, d'une même hauteur.Les résistances et les éclateurs sont logés dans l'espace limité par les colonnes.
On a déjà proposé de superposer tous les condensateurs dans une enveloppe commune, en matière isolante,ce qui fournit un montage en colonne. Cette disposition ne requiert qu'une petite surface de base mais la hauteur de la colonne croit avec la-tension.
Il en résulte que la tension obtenable avec un tel dispositif est limitée par la stabilité mécanique de la colonne. Dans cette disposition connue, chaque condensateur consiste en un certain nombre de condensateurs élémentaires discoïdes, montés en série.
On superpose le nombre requis de condensateurs élémentaires de façon à constituer un ensemble dont les bornes se trouvent aux deux surfaces opposées. Cet ensemble est placé dans la colonne de manière que la différence de tension appliquée aux condensateurs pendant la charge se produise dans la direction axiale de la colonne.
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Cette exécution présente un inconvénient : la colonne doit être plus haute qu'il n'est nécessaire pour les dimensions du condensateur. Les dimensions longitudinales de la colonne, donc la hauteur de l'installation, ne sont pas uniquement déterminées par la hauteur et par le nombre de condensateurs utilises. Deux condensateurs successifs superposés doivent être séparés par une couche isolante capable de supporter la tension continue de charge des condensateurs. De ce fait, la hauteur requise par condensateur est le double de la longueur d'isolement requise pour la tension de charge.
L'invention permet d'utiliser plus efficacement l'espace disponible dans la colonne de tels générateurs de tension munis de condensateurs branchés en parallèle, par l'intermédiaire de résistances, et en série, par l'intermédiaire d'éclateurs. Une installation de hauteur déterminée permet de prévoir un pins grand nombre de condensateurs et partante d'obtenir une tension de choc plus élevée.
Suivant l'invention, on utilise deux ou un plus grand nombre de condensateurs; ceux-ci sont placés dans la colonne de manière que les différences de tension provoquées par la tension de charge se manifestent essentiellement dans la direction transversale, et que pendant la charge des condensateurs, les ;Joint;. du condensateur, placés sur la même verticale soient portés) des potentiels pratiquement égaux.
Chaque condensateur peut consister en une pile de condensateurs élément,:.ires assemblés ou en un sertain nombre de ces piles disposées parallèlement, les condensteurs étant placés dans la colonne de manière que la direction dans 1'.- quelle se produit la différence de tension pendant la charge soit perpendiculaire à l'axe de la colonne et que les bornes correspondantes des divers condensateurs se trouvent verticalement l'une au-dessous de l'autre.
Dans ce montage des condensateurs, tous les points qui, pendant la charge, sont portés au même potentiel ou à des potentiels pratiquement égaux, se trouvenb dans le même plan. comme, pendant la charge des condensateurs, il ne se produit guère de différences de tension suivant la direction axiale de la colonne, la distance entre deux condensateurs consécutifs ne doit pas être prévue pour supporter la tension continue totale.
La. plus grande partie de la hauteur disponible peut donc être occupée par les condensateurs, car l'isolement entre ces condensateurs doit uniquement supporter la tension de choc, ce qui requiert des distances beaucoup plus faibles.
Dans une exécution particulièrement avantageuse, chaque condensateur est placé dans un bac et tous les bacs sont asse.n- blés en colonne.Dans cette réalisation, le remplacement d'un condensateur défectueux ne suscite pas de difficultés: il suffib de remplacer un seul bac.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 représente une disposition connue, . grands condensateurs plats, tandis que la fig. 2 montre schématiquement, à titre d'exemple, une disposition conforme à l'invention.
Dans la disposition montrée sur la fig.l, les condensateurs sont entourés d'une enveloppe isolante 1, qui repose sur un socle,2.
Dans l'exemple représenté, la colonne comporte cinq étages de géné- @
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rateurs de tension de choc montés suivant le principe- de Marx. Ce nombre peut être plus petit ou plus grand et n'est limité que par la stabilité de la colonne. Au plus grand le nombre d'étages au plus grand l'inconvénient de devoir démonter ou remplacer toute la colonne lors d'une défectuosité dans l'un des condensateurs.
La colonne comporte une bague 3, de grand diamètre, afin de rédui- re le danger de disruption le long de la colonne pendant la déchar- ge.
Les condensateurs 4 sont représentés schématiquemetn, tout comme les résistances de charge 5 et les éclateurs 6. Comme le montre la figure, par étage, la hauteur du montage est détermi- née par deux fois la tension continue requise pour la charge des condensateurs, c'est-à-dire une fois pour la hauteur des condensa- teurs entre les points a1 et bl, a2 et b2 , a3 et b3, etc. et une fois pour l'isolement entre les condensateurs, donc entre les points b1 et a2 ,b2 et a , b3 et a4 ,etc. En principe, les con- densateurs n'occupent que la moitié de la hauteur disponible.
La sollicitation par tension continue requiert une lon- gueur d'isolement beaucoup plus grande que la sollicitation par tension de choc, de sorte que, dans le montage conforme à l'inven- tion, pour une même hauteur de montage, la place disponible pour l'aménagement des condensateurs est beaucoup plus grande. Ce fait est nettement montré sur la fig.2.
Cette figure montre, schématiquement aussi l'emplacement des condensateurs 4, des résistances 5 et des éclateurs 6.
Le dispositif consiste en unités séparées. Chaque unité consiste en un bac 7, muni d'un fond 8, en matière isolante, guirenferme un condensateur. Le dessin montre que la tension croit des points a vers les points b, donc dans la direction transversale. Pour l'iso- lement entre les deux bornes de chaque condensateur, on dispose du diamètre entier de la colonne.Les points qui, pendant la charge du condensateur, sont portés au même potentiel se trouvent l'un au-dessus de l'autre sur une verticale, de sorte que dans la direc- tion axiale de la colonne il n'existe guère de sollicitation par tension continue entre les diverses sections. La distance d'isole- ment entre les condensateurs est donc déterminée par la tension de choc et peut être notablement inférieure à la distance que né- cessiterait une même sollicitation par tension continue.
Les bacs 7 comportent des brides 9, également en matière isolante, qui servent à la fixation des résistances 5 et des écla- teurs 6, placés à l'extérieur des bacs. On obtient ainsi un ensem- ble compact, d'encombrement minimum.
Le montage et le démontage des unités ne présentent pas de difficultés, de sorte que le générateur est facilement déplà çable et, en cas d'avarie,le remplacement de l'unitédéfectueuse ne suscite guère de difficultés.
Le condensateur logé dans chaque unité est constitué par une ou plusieurs piles de condensateurs élémentaires montés en série. Les diverses piles sont montées en parallèles ce qui fournit des surfaces équipotentielles. Dans la colonne, les unités doivent être disposées l'une par rapport à l'autre de manière que les surfaces équipotentielles correspondantes fassent partie d'une surface équipotentielle commune, de manière que pendant la charge des condensateurs, il ne se produise guère de différences de tension dans la direction longitudinale de la colonne.