Dispositif de protection contre les surtensions. La présente invention se rapporte à un dispositif de protection contre les surtensions et plus particulièrement, par exemple, -à un dispositif ayant pour but @de.pmo.téger ,des ap pareils à bas voltage.
Le dispositif -de protection suivant la pré sente invention comprend une pluralité d'électrodes en matière à faible -résistance et se caractérise en ce que les électrodes sont sé parées par une couche mince et poreuse en matière inorganique isolante, dont les pro priétés isolantes restent sensiblement inalté rées lorsqu'une décharge se manifeste.
Le dessin. annexé représente, à titre d'exemple, -des formes d'exécution -du 'disposi- tif faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une .coupe transversale d'un dispositif de protection avec l'appareil asso cié à protéger représenté schématiquement.
La fig. 2 montre une vue en perspective à parties détachées du dis-Positif, taudis que la fig. 3 est une vue similaire à celle de la fig. 1, mais montrant une autre forme d'exé cution de l'objet d'invention.
Les fig. 1 et 2 montrent la forme d'exé cution préférée -du dispositif protecteur à dé charge. Le dispositif à déchairge 1 comprend deux électrodes 2 et<B>3</B> qui sont séparées l'une de l'autre par une mince pellicule -diélectri- que 4 -dont l'épaisseur est grandement exa gérée dams le dessin pour <RTI
ID="0001.0058"> ralison de clarté. Comme montré à la fig. 1, l'électrode supé rieure 2 est reliée à une ligne 5 dans laquelle est intercalé l'appareil à protéger 6, tandis que l'électrode inférieure 3 est mise à la terre comme indiqué en 7. L'appareil: à protéger 6 peut être un, redresseur à oxyde de cuivre ou tout autre appareil à bas voltage -devant être protégé contre des surtensions.
Cette con nexion -diw -dispositif à .décharge entre la ligne 5 et la terre est simplement illustrative, at tendu que -d'autres connexions appropriées peuvent être employées pour protéger l'appa reil 6. Ainsi on pourrait relier le dispositif protecteur 1 en shunt sur l'appareil 6 par exemple.
Le dispositif de protection 1 est montré plus clairement à la fig. 2 et, suivant cette forme d'exécution, il comporte deux minces électrodes en forme de disques 2 et 3 en ma tière à faible résistance, préférablement en carbone, et à aire relativement grande.
L'électrode supérieure 2 est un disque plat en carbone, tandis que l'électrode inférïeume 3 est pourvue d'une pellicule isolante 4 ap pliquée à sa surface pour constituer la cou che diélectrique quai sépare les deux élec trodes.
Cette couche diélectrique devra être très mince pour réaliser un faible voltage de rupture et son épaisseur est de préférence de l'ordre de 0,012 à 0,125 mm, l'épaisseur étant toutefois déterminée par le voltage de rupture désiré.
Il est indésirable que la couche diélectrique soit percée par la dé charge et pour empêcher cet inconvénient et pour obtenir une grande capacité de cou rant de décharge, la couche diélectrique 4 doit être plue ou moins poreuse de manière à créer un grand nombre de chemins de dé charge.
On a trouvé que la matière la plus ap propriée pour la couche diélectrique 4 est le silicate de sodium ou le verre soluble qui peut être appliqué à l'électrode 3 @à l'état liquide et être cuit ensuite sur celle-ci, pour former une mince pellicule. Après cette cuis son, la.
pellicule peut être usée dans le but de réduire son épaisseur jusqu'à un degré désiré. Ainsi,
on peut obtenir une pellicule extrêmement mince qui comporte une grande quantité de pores de manière que le voltage de rupture soit bas et que les pores procu rent un grand nombre de chemins de dé charge entre les électrodes.
Il est probable que, lorsque le dispositif de protection à dé charge fonctionne, un grand nombre de dé chargés sont simultanément produites à tra vers les pores & la couche 4, de manière qu'une grande capacité de courant est obte- nue, tandis que l'existence des pores dans.
la pellicule empêche un en@donmmagement de celle-ci par la décharge. On peut évidemment aussi utiliser d'au- tres matières appropriées pour former un mince film ou une mince pellicule isolante sur une .des électrodes,
mais il est préférable d'employer des matières inorganiques, afin d'empêcher toute possibilité de carbonisation de la couche diélectrique par la décharge et un pontage subséquent des électrodes. Il n'est pas absolument essentiel que la couche di électrique 4 s'ait initialement poreuse,
attendu qu'en employant une matière appropriée et une pellicule assez mince, la. décharge elle même formera des pores fins dans le recou vrement plutôt que des perforations et en suite le fonctionnement sera le même que si une couche poreuse avait été prévue dès le
début. Il est d'habitude préférable de dis poser la pellicule isolante seulement sur une des électrodes, vu que la couche diélectrique doit être très mince pour obtenir un faible voltage de rupture, mais,
pour le cas où l'on désire obtenir des voltages de rupture plus élevés, .il est indiqué d'utiliser une couche plus épaisse et, dans ce cas,
on peut aussi mu- nir les deux électrodes d'une mince pellicule pour obtenir ainsi l'épaisseur totale voulue.
Paw l'application de voltages plus éle- vés, on peut réaliser un voltage de rupture plus élevé soit par l'emploi d'une couche di électrique plus épaisse entre les électrodes,
soit par l'assemblage d'une pluralité d'élec trodes à recouvrement semblables à l'électrode 3 sous forme de pile.
Une pareille forme d'exécution est montrée à la fig. 3, qui repré sente un dispositif à décharge $ comprenant une pluralité d'électrodes en forme de dis- ques de carbone 9 réunies sous forme de pile et séparées l'une de l'autre par <RTI
ID="0002.0222"> des couches diélectriques minces 10. Chacune des élec- trodes 9 est de préférence semblable à l'élec trode 3 décrite plus haut de manière à for mer un dispositif à décharge qui comprend une pluralité d'électrodes à faible résistance,
d'aire relativement. grande, séparées par de minces couches RTI ID="0002.0245" WI="20" HE="4" LX="1375" LY="2131"> diélectriques poreuses. L'éIec- trodesupérieure 11 peut être un disque plat de carbone semblable à l'électrode 2 décrite plus haut.
L'assemblage ainsi formé peut être intercalé entre une ligne 12 à protéger et la terre 13 ou -dans toute autre disposition de circuit suivant l'application particulière en question. Le dispositif à décharge 8 possède un voltage -de rupture plus élevé que le dis positif @à :décharge 1 montré aux fig. 1 et 2 et il convient pour la protection d'appareils ou circuits à voltage plus é levé.
Il est donc appairent qu'un dispositif à dé charge à bas voltage -est ainsi créé, qui est d'une construction simple et peu coûteuse. Le dispositif à décharge décrit convient très bien pour la protection d'appareils électriques à bas voltage, tels que des redresseurs à oxyde de cuivre et des dispositifs semblables, contre des surtensions et il peut aussi être très bien employé pour d'autres applications à bas vol tage, telles que pour la protection de :
circuits de signalisation et de -commande contre la foudre. Ce à ,décharge possède bien dies caractéristiques -désirables qui ne peuvent être atteintes avec d'autres types de disposi tifs protecteurs à bas voltage employés jus qu'à présent.
Ainsi, des dispositifs protec teurs comprenant -des électrodes séparées par de -cou.rtesdistances à air ne peuvent pas être utilisés de manière satisfaisante pour la.
pro tection de redresseurs, attendu qu'il n'est pais pratique de régler de pareils dispositifs de manière à avoir un voltage de rupture assez bas pour réaliser une protection, suffisante, et que des dispositifs à décharge du type sui- va.nrt lequel les électrodes sont séparées par une matière diélectrique solide, telle que du papier ou du mica, ne sont pas appropriés pour de pareilles applications parce que le diélectrique est percé par la décharge,
for mant ainsi un intervalle d'un haut voltage de rupture. Des dispositifs de ce genre ne sont pas capables de décharger des courants élevés et ont ordinairement des voltages de décharge relativement élevés. Différents autres types de dispositifs protecteurs #à bas voltage ont aussi déjà, été proposés et essayés pour la protection de redresseurs, mais sans satisfaction..
Le dispositif de protection décrit ici a -des caractéristiques qui n'ont été réalisées par aucun des dispositifs à :
décharge à faible vol tage antérieurs et qui le rendent très appré- oiable pour -des applications de protection, à ba,s voltage. Ainsi, on a trouvé par des essais que ce dispositif à décharge limite une sur tension, qui sans cela augmenterait jusqu'à <B>60</B> kilovolts, à moins -de 1000 volts tout en déchargeant 10000 .ampères.
Le courant de fuite pour un voltage de fonctionnement nor mal de 20 volts en courant continu n'est que de quelques milliampères même lorsque le dispositif a subi une surtension pendant qu'il était relié à une source -de voltage redressé.
Ces caractéristiques rendent ce dispositif à décharge très appréciable pour la protection d'appareils à très bas voltage, tels que des re- dresseurs et ,des appareils semblables à oxyde de cuivre, et il est capable de protéger suf- fisa@mment de pareils appareils même en pré sence, de surtensions répétées: de 100 kilo volts et de 10000 ampères.
Ces caract6ris- tiques nie peuvent être obtenues avec aucun des dispositifs protecteurs à faible voltage antérieurs, attendu qu'aucun desdits disposi tifs protecteurs n'est -capable de limiter le voltage de décharge à une pareille petite va leur ou de décharger de pareils courants éle vés.
L'aire relativement large des :électrodes du nouveau dispositif, conjointement avec la couche diélectrique poreuse, qui prévoit un grand nombre de décharge -de petite section transversale assure unie très grande capacité de courant et établit une protection suffisante contre le pontage des intervalles d'air grâce au: passage étroit de -chaque chemin, de dé- charge.
Deux formes d'exécution de l'objet de l'invention ont été montrées et décrites à titre explicatif, mais il -est cependant évident que la présente invention n'est pas limitée aux constructions exactes montrées, attendu qu'elle est susceptible de différentes va riantes.
Ainsi on peut utiliser toute matière appropriée pour la couche diélectrique et on peut établir toute épaisseur -nécessaire de la couche pour obtenir les caractéristiques -dé sirées.
Le nouveau dispositif à décharge peut être intercalé -dans toute disposition de cir- cuit appropriée pour la protection contre des surtensions et son utilité n'est pas limitée aux types particuliers d'appareils susmentionnés, mais il peut, en général,
être employé pour protéger tout appareil ou circuit à faible vol tage.