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Dans les parafoudres à éclateur multiple et à résistances variables en fonction de la tension, on s'efforce généralement à abaisser les tensions de fonctionnement et les te nsions résiduelles. Il s'agit alors de maintenir le vi- veau de fonctionnement à la fréquence du réseau si bas que les surtensions qui se manifestent lors de manoeuvres, de court-circuits à la terre, et analogu puis- sent être limitées par le parafoudre.'L'abaissement de,la tension de fonctionne- ment entraine une réduction du rapport entre cette tension et la tension de réta- blissement. Or, ceci a pour conséquence que le pouvoir d'extinction de l'écla- teur du parafoudre doit être notablement plus élevé.
Les éclateurs multiples habituels, où l'arc est subdivisé par un certain nombre d'électrodes parallèles, possèdent un pouvoir d'extinction limité par la température du pied de l'arc. Lorsque cette limite est dépassée, il se produit un retour d'arc après le passage par le zéro de courant, ce qui peut abou- tir finalement à la destruction de l'ensemble du système éclateur.
Pour élever le pouvoir d'extinction des éclateurs, on a établi - à côté de quelques constructions à coupure mécanique - principalement des procédés visant à déloger l'arc, par soufflage mécanique, du lieu où il s'est formé ini- tialement. Le refoulement de l'arc peut donner lieu à la formation, sur la sur- face des électrodes, de petites perles de fusion, qui influencent défavorablement la tension de fonctionnement. Pour augmenter la rigidité vis-à-is de retours d' arcs, il importe que l'arc ne s'immobilise pas et ne provoque pas un échauffement excessif d'un endroit déterminé. En effet, des gaz chauds ionisés risquent d'abais- ser la tension d'allumage de l'arc dans une mesure telle qu'un retour d'arc se produise immédiatement après le passage par le zéro de courant.
Pour éviter cet inconvénient, il est nécessaire d'amener l'arc à un endroit où la distance entre les électrodes est plus grande et où l'aération est renforcée au possible. A ce nouvel endroit,'la tension d'allumage après le passage par le zéro de courant suivant, doit être au moins aussi élevée que celle du lieu de formation qui a éé refroidi entretemps et qui est parcouru par des gaz déionisés. La grandeur des courants de suite qui peuvent être coupés dépend ainsi de l'intensité du soufflage et de l'enracinement de l'arc, qui est en corrélation avec celle-ci.
Pour produire le champ magnétique nécessaire au soufflage on a surtout employé jusqu'à présent des aimants permanents où un solénoide parcouru par une partie du courant du parafoudre, solutions qui avaient cependant toujours l'in- convénient d'élever le prix de revient et d'accroître l'encombrement du para- foudre. On connaît en outre des parafoudres comportant des électrodes d'une forme spéciale, prévue pour engendrer un champ capable de forcer l'arc à se déplacer.
Or, dans les parafoudres de ce dernier type, connus à ce jour, l'effet de souf- flage est'relativement faible et ne suffit nullement à amener une élévation no- 'table du pouvoir d'extinction, soit, à abaisser la tension de fonctionnement et la tension résiduelle dans la mesure voulue.
La présente invention vise à établir un éclateur multiple pour pa- rafoudres à résistances variables en fonction de la tension, éclateur qui ne présente pas les inconvénients précités, propres aux parafoudres connus à ce jour et qui permet surtout de réaliser un soufflage intense avec des moyens simples.
Suivant l'invention, ceci est obtenu par le fait que les électrodes de l'éclateur présentent une conformation étagée et sont disposées les unes par rapport aux autres de telle façon que chaque électrode constitue la liaison entre deux boucles de courant situées dans des plans différents, avec ceci que des boucles de courant voisines conjuguent leur action dans le sens de l'établissement du champ de souf- flage magnétique et que, de plus, les électrodes sont disposées les unes par rap- port aux autres de façon telle, et présentent une forme telle, que la surface enclavée dans la boucle de courant, et donc aussi l'inductance du système écla- teur, sont réduites au minimum.
Grâce à une telle disposition et une telle con- formation des électrodes de l'éclateur, on obtient la possibilité d'allonger 1' arc, au cours de l'extinction, d'au moins 10 mm par kV de tension nominale du parafoudre. La chute de tension relativement élevée, qui est ainsi produite le
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long de l'arc par le courant de suite, permet de réduire la valeur de la résis- tance et donc la hauteur d'ensemble du parafoudre. Un autre avantage consiste en ce que, grâce à cette réduction des résistances, la tension résiduelle du parafoudre devient moindre pendant le choc de tension.
L'invention sera exposée de façon plus détaillée en se reportant aux systèmes d'électrodes représentés à titre d'exemples dans les figs. 1 à 8.
Dans toutes ces formes de réalisation, les électrodes sont conformées en étages et sont disposées les unes. par rapport aux autres de telle façon que chaque élec- trode constitue la liaison entre deux boucles de courant situées dans des plans différents.
La fig. 1 représente un éclateur multiple formé par les électrodes 1.
Chaque électrode est constituée par une bande de métal coudée, ces bandes étant disposées en escalier, de telle façon que lors de l'allumage de l'arc 2, le courant I parcourt les éclateurs partiels suivant des trajectoires en boucles.
Ces boubles de courant sont juxtaposées de telle manière que leurs champs magné- tiques H conjuguent leur action. L'arc 2, qui est orienté perpendiculairement au champ magnétique résultant, est soumis à une forpe K dirigée vers l'extérieur.
Suivant que le nombre des électrodes juxtaposées 1 est plus ou moins élevé, on peut obtenir, pour un courant déterminé, une intensité de champ plus ou moins grande, et donc un effet de soufflage en conséquence. Par suite de la forme parti- culière des électrodes, jointe au fait que l'arc est délogé de la zone de rappro- chement maximum entre les électrodes, on obtient un allongement de cet arc, ce qui satisfait à la condition d'une rigidité suffisante vis-à-vis des retours d' arc. Dans l'éclateur multiple suivant la fig. l, on obtient une subdivision des arcs partiels en deux groupes à sens de soufflage opposés.
L'éclateur peut être équipé de chambres à arcs 3, comme indiqué en pointillé dans la fig. 2. Ces chambres à arcs 3 peuvent être munies d'autre part, à leur extrémité de sortie, de plaques intérieures 4, en métal par exemple. Une telle chambre à aras 3 est représentée à une échelle plus grande dans les figs.
2 et 3, respectivement en élévation et en plan. Ici également, 1 désigne les électrodes, l'arc étant désigné par 2. A l'intérieur de la chambre à arcs sont montées, vers l'extrémité de sortie, les plaques 4, qui subdivisent cette cham- bre en espaces pour le refroidissement des gaz chauds, le sens d'écoulement de ces derniers étant indiqué par des flèches. Ces plaques intérieures 4 empêchent l'arc de s'échapper de la chambre à arcs et, d'autre part, permettent de déter- miner de façon certaine la longueur maximum de l'arc.
Une autre solution visant à empêcher l'arc de s'échapper de la cham- bre à arcs est représentée dans la fig. 4. Dans ce cas, les extrémités des élec- trodes 1 sont munies de cornes 6 pliées vers l'intérieur. Aussitôt allumé, l'arc 2 est chassé vers l'extérieur par le champ magnétique concentré à l'intérieur de la boucle de courant. Dans cette figure, le courant I est amené depuis la gauche, jusqu'au moment où l'arc atteint les cornes 6. A ce moment, l'arc se raccourcit, pour ne présenter qu'une longueur correspondant à l'écartement de ces cornes, de sorte que l'amenée de courant se fait depuis la droite. Il se forme ainsi une boucle intérieure dont le champ magnétique exerce une force di- rigée vers l'intérieur. Il s'établit ainsi une zone pratiquement neutre du point de vue magnétique, dans laquelle l'arc s'immobilise.
Lorsque les cornes 6 sont sé- parées par une distance suffisante, on obtient la rigidité requise contre les re- tours d'arcs.
Les figs. 5a et 5b représentent une autre forme de réalisation de l'invention, respectivement en élévation et en plan. L'éclateur multiple est constitué par les électrodes 7, étagées ou en escalier. Cette disposition diffère de celle de la fig. 1 en ce sens que, pour un nombre égal de points de coupure et pour un courant de parafoudre I égal, le champ magnétique résultant H et, par conséquent, la force K agissant sur l'arc, augmentent à peu près du simple au double. L'effet de soufflage s'exerce ici dans une seule direction.
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Dans l'exemple d'exécution représenté en élévation et en plan dans les figs. 6a et 6b, respectivement, l'éclateur multiple est formé par des groupes comportant chacun trois électrodes étagées 11, 12 et 13 disposées de telle façon que chaque éclateur partiel est décalé à 120 par rapport au précédent. Dans ce cas, on obtient trois directions de souflage pour les arcs partiels de chaque . groupe d'électrodes. De plus, cette disposition permet de réduire légèrement la hauteur d'encombrement du système éclateur, vu que l'on dispose d'un espace plus grand pour loger les chambres à arcs.
Finalement, les figs. 7 et 8 représentent chacune, en perspective, un éclateur multiple qui offre un avantage particulier lorsqu'il s'agit de loger un éclateur dans un espace cylindrique. Dans le mode d'exécution suivant la fig. 7, l'éclateur est constitué par les électrodes intérieures 15 et extérieures
16, courbées en cercle, tandis que, dans le dispositif suivant la fig. 8, 1' ensemble de l'éclateur est constitué par des électrodes 17 convenablement courbées, identiques entre elles. Dans cette dernière réalisation, l'électrode extérieure d'un plan constitue l'électrode intérieure du plan suivant. Par le fait que les cornes à arcs des électrodes se prolongent dans le plan de l'arc et sont courbées en cercle, ce dernier pst animé constamment d'un mouvement giratoire et revient toujours dans une nouvelle zone déionisée.
Après avoir parcouru un cercle, 1' arc retourne à son point de naissance, de sorte que, même en cas de soufflage extrêmement intense, l'arc ne peut jamais être refoulé dans une zone non contrô- lée. Dans l'exécution suivant la fig. 7, les sens de giration de deux arcs par- tiels successifs sont différents, tandis que, dans le mode de réalisation suivant la fig. 8, tous les arcs partiels tournent dans le même sens.
Un avantage important du trajet en escalier ou étage que comportent les éclateurs décrits ici consiste en ce que la surface enclavée dans la boucle de courant est très réduite. Dans le cas d'une élévation rapide du courant, cet- te propriété est.encore renforcée par le refoulement du courant vers les bords intérieurs des électrodes. Comme l'inductance propre d'une bobine est, notoire- ment, directement proportionnelle à la surface enclavée dans la boucle de courant, on obtient dans le système d'électrodes suivant l'invention une inductance propre réduite et donc aussi une faible chute de courant inductive dans le cas d'ondes raides. Ensuite, et vu l'absence de grandes surfaces d'électrodes opposées, 1' arc se voit imposer un trajet défini.
REVENDICATIONS.
1. Eclateur multiple pour parafoudres, à résistances variables en fonction de la tension, caractérisé en ce que les électrodes de l'éclateur pré- ,sentent une conformation étagée et sont disposées les unes par rapport aux au- tres de telle façon que chaque électrode constitue la liaison entre deux boucles ,de courant situées dans des plans différents, avec ceci que des boucles de cou- rant voisines conjuguent leur action dans le sens de l'établissement du champ de soufflage magnétique et que, .de plus, les électrodes sont disposées les unes par rapport aux autres de façon telle, et présentent une forme telle, que la surface enclavée dans la boucle de pourant, et donc aussi l'inductance du système éclateur, sont réduites au minimum.