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PERFECTIONNEMENTS AUX PARAFOUDRES.
La présente invention;, relative plus particulièrement, mais non exclusivement;, aux parafoudres pour réseaux ou appareils à courant conti- nu, a pour objet des moyens qui permettent d9abaisser sensiblement la ten- sion d'amorçage aux ondes de choc sans faire appel à des distances trop faibles entre les électrodes des éclateurs.
Elle vise notamment à des structures simples et peu coûteuses;, protégées contre les effets des champs électrotatiques extérieures qui sont susceptibles de modifier les caractéristiques des parafoudres.
Elle vise en outre à la combinaison de ces structures avec un soufflage judicieux des arcs élémentaires permettant d9améliorer la sé- curité de fonctionnement des appareils.
On sait que la difficulté de réalisation de tels parafoudres est due au fait quepour assurer l'extinction de l'arc alimenté par le courant de suite., il est avantageux de fractionner 1-lare. Comme d9autre part, on doit avoir une tension d'amorçage relativement basse,, la tech- nique courante conduit à des intervalles très faibles entre les électro- des des éclateurs.Ces faibles écartements sont dangereux;, car au-des- sous d'une certaine distance;, il n'est pratiquement plus possible de déplacer l'arc à une vitesse suffisante pour éviter les érosions:
, ou bien la formation de pointes sur les électrodes, pointes qui conduisent finalement à leur soudure,
Conformément à l'invention,, les éclateurs en série du parafou- dre sont partiellement ou totalement entourés par un écran électrosta- tique qui, avant l'amorçage, est au potentiel de la terre;, les électro- des et l'écran étant conformés de telle sorte que les capacités série entre les éclateurs.,, ainsi que les capacités en dérivation entre les électrodes et l'écran, ne sont pas réparties régulièrement, mais de fa- çon à abaisser la tension d'amorçage du parafoudre aux ondes à front
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raide.
On comprendra mieux les objets et caractéristiques de l'inven- tion en se reportant à la description et au dessin annexée sur lequel la Fig.1 représente en coupe le schéma d'un parafoudre, la Fig.2 est relative à une variante et les Fig.3 et 4 à une autre variante.
Sur la Fig. 1, on voit plusieurs plateaux métalliques 1,2,3,4, 5,6, etc. qui portent les électrodes des éclateurs 7,8,9,10,11 etc. con- nectés en série avec des résistances 13,de préférence non linéaires, re- liées à la terre. Comme le représente le dessin, les plateaux sont pour- vus de bords rabattus de plus en plus larges, de façon à modifier,sui- vant une loi appropriée, les capacités respectives entre deux plateaux adjacents. Il en résulte que dans la structure représentée, la capacité entre les éléments 4 et 5 est par exemple plus grande qu'entre les élé- ments 1 et 2.
Le dernier plateau 6 qui, antérieurement à l'amorçage des écla- teurs est au potentiel de la terre comporte une partie 6A qui entoure complètement ou partiellement 1-'ensemble des éclateurs de façon à cons- tituer un écran électrostatique. Au droit des éclateurs,, 1?écran 6A peut comporter des ouvertures prévues pour faciliter le soufflage des arcs.
La forme de cet écran 6A est telle que ces capacités par rapport aux plateaux supérieurs,9 par exemple à 1, sont plus faibles que ses capa- cités par rapport aux plateaux inférieurs, par exemple à 5.Cette diffé- rence est due à l'inégalité des distances qui séparent lécran des divers plateaux.
D9autre parts la largeur variable des bords verticaux des plateaux res- pectifs contribue à accuser encore cette inégalité des capacités en dé- rivation.
Dans ces conditions, les capacités série., formées entre les pla- teaux successifs,. augmentent à mesure qu'on se rapproche de la terre; tan- dis que les capacités en dérivation formées entre les plateaux et 1-'écran 6A, augmentant également vers le bas. Il en résulte que grâce aux déri- vations capacitives par rapport à la terre qui sont de plus en plus gran- des = les courants capacitifs qui passent entre les plateaux dans la par- tie supérieure de la structure des éclateurs, sont beaucoup plus forts que dans sa partie inférieure ; comme d'autre part, les impédances capa- citives série sont de plus en plus faibles en allant de haut en bas, les tensions qui apparaissent sur les éclateurs supérieurs sont notablement plus élevées que sur les éclateurs inférieurs.
Une telle disposition permet d'utiliser entre les électrodes des écartements plus grands, plus faciles à réaliser et à régler que les écar- tements très petits qui étaient jusquà présent indispensables dans les parafoudres à courant continu pour tensions modérées. Ces écartements aug- mentés permettent d'autre part, d'obtenir un bien meilleur comportement des électrodes,, comme il a été exposé dans le préambule.
L'invention permet ainsi d'augmenter le nombre d'éclateurs pour une tension donnée.Cela facilite également 1?extinction des ares., ce qui est particulièrement important dans le cas de parafoudres à courant continu.
Il est à noter que dans les conditions normales, où le parafou- dre est exposé à sa tension service, sans ondes à front raide, les di- verses capacités n'interviennent pratiquement pas; la tension est donc assez uniformément répartie, et la tension d'amorça- ge est sensiblement plus élevée: on réalise ainsi un rapport d'impulsion inférieur à lunité.
Lors du processus dextinction des ares, la tension se répartit également d'Une façon uniforme.\! grâce à leurs résistances résiduelles, ce qui contribue aussi à l'extinction définitive des arcs.
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D'autre part., 1-'écran 6A protège efficacement les éclateurs contre les champs ou perturbations provenant de 1?extérieur y compris les effets gênants des couches d'humidité ou d'autres dépôts sur la surface isolante extérieure du parafoudre.
Suivant la variante de la Fig. 2, les plateaux 1A, 2A, 3a etc qui portent les électrodes,, sont plans., mais de diamètres différents, ce qui modifie leurs capacités par rapport à 1'écran 6A. Pour régler convenable- ment leurs capacités mutuelles., on peut prévoir des saillies 14, 15, 16 etc. dont on varie de façon appropriée les dimensions et écartements.
Suivant les Fig. 3 et 4 qui représentent en élévation et en cou- pe horizontale une autre variante, les plateaux 1 B, 2 B, 3 B etc sont tous identiques et comportent des bords 18,19, 20, 21 etc. de dimensions égales.Le plateau inférieur 6B comporte deux ailes verticales 22 de for- me appropriée, jouant le rôle d'écrans et formant,\! par rapport aux bords 18, 19, 20 etc.,, des armatures de capacités inégales, étant donné que la largeur des ailes 22 varie en fonction du niveau.
Sur la Fig. 4, on voit plus clairement la disposition des bords 21 d'un plateau, par exemple du plateau 4B, par rapport aux ailes 22.
Dans cet exemple., les capacités série sont égales entre elles et seules les capacités en dérivation sont différentes; pour modifier les capacités série, on peut prévoir sur les plateaux des saillies appropri- ées, non représentées.
Les éclateurs sont de préférence disposés en quinconce, suivant le brevet Belge N 481.351, pour "Parafoudres", en vue de réaliser plusieurs boucles du courant de décharge et de souffler ainsi les arcs sur les écla- teurs. Ce soufflage électrodynamique est éventuellement combiné avec un souf- flage magnétique suivant les indications du même brevet précité.
Les dispositions décrites peuvent être modifiées de diverses façons,\! sans sortir du cadre de l'invention: il est entendu quelles peuvent égale- ment être appliquées aux parafoudres à courant alternatif.