Dispositif de protection pour circuits électriques. La présente invention a pour objet un dispositif de protection pour circuits élec triques tels que systèmes de transmission d'énergie.
Le dispositif suivant l'invention com prend une inductance en série avec le circuit à protéger et en parallèle avec deux électrodes d'un éclateur de décharge, faisant partie d'un éclateur double formé entre lesdites élec trodes et une troisième électrode reliée à la terre grâce à quoi une décharge apparaissant entre les deux premières électrodes accélère la décharge de l'ensemble de l'éclateur double. Il est de préférence prévu une résis tance, de telle façon que, lorsque l'éclate ment se produit, la résistance soit reliée en parallèle avec l'inductance, en sorte qu'un accroissement de la surtension provoquée par oscillation soit empêché.
Les fig. 1 à 8 du dessin annexé repré sentent schématiquement, à titre d'exemple, huit formes d'exécution du dispositif fai sant l'objet de l'invention. Dans le cas de la fig. 1, une ligne aérienne de transmission 10- présente une in ductance 12 connectée en série, à l'endroit où elle entre dans une sous-station indiquée sous forme d'une capacitance 11. Les deux extré- mités de l'inductance sont reliées à des élec trodes 13 et 14 d'un éclateur à air à trois électrodes dont la troisième électrode, 15, est reliée à la terre comme représenté.
L'élec trode 14 est reliée à l'inductance, du côté de la sous-station, par une résistance 16.
Lorsqu'il se présente une surtension ayant une amplitude suffisante pour produire la décharge à l'éclateur, l'inductance et la résis tance, qui sont alors en parallèle par rapport au courant passant dans la ligne, constituent un absorbeur de surtension et n'ont affaire qu'avec des ondes très courtes. Jusqu'à ce que la surtension incidente ait atteint une valeur suffisante pour produire l'éclatement entre les électrodes 13 et 14, seule l'inductance est en circuit avec la ligne et elle agit avec un rendement maximum sur la première partie de l'onde. Lorsque l'éclatement se produit entre les électrodes 13 et 14, la résistance se trouve en parallèle avec l'inductance, comme décrit ci-dessus.
A l'arrivée d'une surtension, une grande partie de la tension apparaît à l'inductance. Ainsi l'éclatement entre la première et la se conde électrode (13 et 14) se produit rapide ment, grâce à quoi la décharge de l'éclateur dans son ensemble est accélérée.
Dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 2, la première et la troisième élec trodes (13 et 15) sont disposées de part et d'autre d'une quatrième électrode 17, l'élec trode 14 se trouvant en regard de l'électrode 17. Cette dernière agit simplement comme un pont pour augmenter la longueur totale d'éclatement entre l'inductance 12 et la terre.
Dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 3, les électrodes 13,, 1.4 et 1.5 et une électrode 18 reliée à une prise de l'inductance 12 sont groupées autour de l'électrode 17 formant pont. Dans une variante de cet exemple, deux inductances distinctes peu vent être prévues, en série l'une avec l'autre, l'électrode 18 étant alors reliée en un point se trouvant entre ces deux inductances. Cette disposition présente l'avantage qu'une tension d'éclatement est rapidement établie sur les spires de l'inductance rencontrée en premier par la surtension incidente, en sorte que l'éclatement entre les électrodes 13, 17 et 18 a lieu rapidement, grâce à quoi le retarde ment de l'ensemble de l'éclateur est réduit.
Dans les différentes formes d'exécution décrites, la partie de l'éclateur produisant la décharge à la terre peut être remplacée ou complétée par toute construction connue de parafoudre, de résistance ou d'éclateur d'ex pulsion, c'est-à-dire d'un éclateur constitué par un tube isolant, présentant à chaque extrémité une électrode disposée de telle fa çon que la décharge ait lieu à l'intérieur du tube. Cet éclateur a pour but d'obtenir une protection en confinant la décharge dans un tube isolant, un tel éclateur provoquant au tomatiquement l'extinction de tout arc qui apparaît.
Ainsi, par exemple, dans l'exemple selon fig. 4, l'électrode 15 mise à la terre produit la décharge à la terre à travers une résistance 19.
La valeur de l'inductance utilisée dépend des conditions dans lesquelles le dispositif de protection doit fonctionner. Dans le cas d'un dispositif destiné à protéger une sous- station contre des surtensions dans une ligne aérienne de transmission, on a trouvé que des valeurs comprises entre 0,4 et 10 milli- henry donnent des résultats satisfaisants. Une résistance comprise entre 500 et 1000 ohms convient pour l'emploi avec une inductance de 0,5 à 1 milli-henry.
Dans l'exemple simplifié représenté sur la fig. 5, aucune résistance additionnelle n'a besoin d'être prévue, la première et la se conde électrode (13 et 14) étant reliées direc tement aux extrémités de l'inductance 12. Afin d'égaliser la longueur totale de l'espace d'air à l'éclateur, entre chacune des extrémi tés de l'inductance et la terre, les électrodes 13, 14 et 15 peuvent être groupées autour d'une électrode 17 formant pont, comme il est indiqué sur la fig. 6. Dans ce dernier exemple, l'électrode 17 agit simplement comme un pont pour l'arc et elle n'est pas autrement reliée à une partie active quel conque du dispositif.
La fi--. "7 représente une forme d'exécu-- tion appliquée à la protection d'appareils dans une sous-station contre les ondes de sur tension à front raide dans une ligne aérienne de transmission. Une potence 20 supporte, au moyen d'isolateurs 21 du type sur colonne ou du type à suspension, un cadre de base 22 sur lequel une bobine d'inductance 2'3 est enroulée. Des plaques conductrices 24 et 25 portées par le cadre 22, dont elles forment la partie supérieure et la base, sont reliées res pectivement; aux deux extrémités de la bo bine 23.
Le conducteur d'entrée 40 est égale ment relié à la plaque supérieure 24, tandis que la plaque inférieure 25 est reliée, par un conducteur 26, à, la sous-station, qui est de nouveau représentée par une capacitance 11. La potence 20 porte également un écla- teur d'expulsion 27 du type connu compre- riant un tube recouvert entièrement d'une matière se volatilisant lorsque l'éclatement se produit. Un isolateur 28 est suspendu à l'ex trémité inférieure de l'éclateur 27 et porte une résistance 16 qui est reliée, par un con ducteur 31, à la plaque 25 et à la sous- station 11.
L'extrémité inférieure de l'éclateur d'ex pulsion 27 porte un conducteur 29 faisant saillie, d'un côté vers une électrode 1â en forme de tige portée par la plaque 24 et, de l'autre côté, pour coopérer avec une élec trode 14 reliée à l'extrémité supérieure de la résistance 16. On voit que le conducteur 29 joue le rôle de l'électrode 17 formant pont dans le cas de la fig. 2, de sorte que l'extré mité supérieure de l'éclateur 2 7 est la contre partie de l'électrode 15 et que le circuit est par ailleurs identique à celui de la fig.- 2.
Dans le dernier exemple représenté sur la fig. 8, les électrodes 13@ et 14 sont portées par le cadre 22 et l'électrode 15 est constituée par une tige reliée à l'extrémité inférieure de l'éclateur d'expulsion 27 et inclinée de manière à être au moins approximativement en forme d'arc de cercle concentrique avec le point de liaison 30 de l'isolateur 21 à la potence 20. Ainsi, de légers mouvements d'oscillation du cadre 22 autour du point de suspension 30 ne produisent aucun change ment dans les longueurs des intervalles d'éclatement 1â-15 et 14-l5.
Un autre avantage de la disposition selon fig. 8 est que l'isolateur 28 selon fig. 7 n'est pas néces saire.