Parafoudre. La présente invention, relative à un para foudre, a notamment pour objet d'augmenter le pouvoir de coupure de ses éclateurs, d'en réduire l'usure, d'améliorer les caractéristi ques de son fonctionnement et de simplifier sa construction.
Le parafoudre selon l'invention comporte une résistance, dite non linéaire , reliée en série avec plusieurs éclateurs qui sont shuntés par des capacités de répartition des tensions partielles, et il est. caractérisé par le fait que ce;
capacités sont formées par des pla teaux métalliques superposés qui portent des saillies disposées .de facon à augmenter la. va leur de la. capacité entre les plateaux, et. que les électrodes des éclateurs sont disposées alternativement. de deux côtés opposés de l'axe longitudinal du parafoudre pour que le parcours du courant.
de décharge forme des boucles alternées à action électrodynamique de soufflage, cette action, ,dirigée vers l'exté rieur dti parafoudre, étant renforcée par des pièces de soufflage ferromagnétiques. à cu- lasse(s en forme de<B>U,</B> aimantées par le cou rant de décharge et fixées sur lesdits pla teaux dans le voisinage des électrodes, de fa (yon (lue les plans de ces culasses soient per- pendiculaires aux chemins d'amorq,
a.ge des éclateurs et < lue les arcs soient soufflés vers l'intérieur des culasses desdites pièces de souf flage. Grâce à, ces moyens, d'une part, les ares de décharge amoreés entre les électrodes des écla- teurs sont efficacement soufflés par l'action électrodynamique desdites boucles et, d'autre part, la répartition du potentiel sur les écla- teurs est assurée par les capacités qui sont formées par lesdites plaques métalliques.
Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-dessous. Il concerne un para foudre établi pour une tension modérée de 7 1i:V.
Sur .le (dessin annexé, les fig. 1 et \? repré sentent respectivement ce parafoudre en coupe verticale et en coupe horizontale sui vant la. ligne A---3 de la fig. 1; la. fig. 3 est un schéma explicatif représentant le champ de soufflage magnétique, et la. fig. 4 est un schéma. montrant des capacités et des résis tances qui interviennent dans la répartition des tensions.
Sur les fig. 1. et 2, on voit un récipient 1 en matière isolante formé d'une facon étanche par le couvercle métallique ? portant la borne 3 reliée à la. ligne sous tension. La partie infé rieure est. fermée d'une manière étanche par les éléments appropriés 4 et 5 qui :sont, reliés à la. terre par le conducteur 6 et qui peuvent servir en même temps d'organes .de support.
Le plateau de fermeture 4 supporte une pile de résistances spéciales 7, dites non- linéaires , dont la valeur ohmique diminue suivant une certaine loi lorsque la tension appliquée augmente: le centrage de ces résis tances -pédales peut être assuré, par exem ple, par des blocs isolants 8, ou de toute autre façon.
Cette pile est surmontée d'un certain, nom bre de plateaux métalliques 9-1 et 9B, etc., séparés par des entretoises isolantes 10 et cen trés, comme représenté, par des languettes 1.1 découpées et. rabattues, ou de toute\ autre fa çon. Le plateau 9.1 porte à droite sur une colonnette métallique 12 une électrode fixe 1.3 dit premier éclateur, tandis que le plateau 9B porte par l'intermédiaire du boulon 11- l'élec trode 15 réglable du même premier éclateur, électrode qui coopère avec 13. Les pièces 13 et 15 ont- la forme de cornes.
Aux plateaux 9A et 9B sont attachées de toute façon appropriée les pièces fezaoniagné- tiques de soufflage 16 et 17 dont on voit la forme. des culasses en plan sur la. fig. 2, et, le détail sur la fig% 3.
Les plans: desdites culasses sont perpendiculaires aux chemins d'éclate ment des éclateurs. Les plateaux 9À et, 9B portent :
des saillies 18 et 1.9 qui sont reliées à . ces plateaux et maintenues en place par des languettes rabattues 24 (voir fig. 2) ou de toute autre Tacon. Ces saillies peuvent être constituées par une matière semi-conductrice à résistance relativement élevée telle, par exemple, qu'une résine synthétique compor tant une faible quantité de matériaux con ducteurs dispersés.
Elles se comportent comme des capacités additionnelles, branchées en série avec des résistances élevées entre les plateaux super posés. Leur rôle sera exposé dans la suite.
La. face supérieure dit plateau 9B porte à. gauche, c'est-à-dire .dans une position diamé tralement opposée à. .celle clé l'électrode ré glable 15, une électrode fixe 20, identique à 13, et deux secteurs non représentés identi ques à 18, 1.9, de sorte que dans le :cas où le parafoudre comporte, par :
exemple, cinq écla- teurs en série, dont trois se trouvent à. droite et deux à. gauche de l'axe vertical, on a six plateaux 9A, 9B, 9C, etc., et les secteurs ré- sistantis correspondants. Cet ensemble com porte plusieurs boucles de courant de décharge et présente l'encoinbreineiit sc#liéniatisé par le trait, interrompu 21; il est maintenu en place par le ressort:
22 et par le contact 23.
,#iu cours du fonctionnement des éclateurs, l'arc qui s'amorce en cc de la fig. 3 produit clans la pièce de smifelage 16 Lui champ ma- gnétique dont les lignes de force passent ini- tialement suivant les traits mixtes;
on coin- prend que ce champ, qui tend à, présenter une réluctance nrininta et à s'étaler dans l'entre fer, exerce siir l'are- en une poussée dans le sens de la. flèche F vers l'intérieur de la cu lasse.
Cela correspond à une action de souf fla<U>g</U>e magnétique vers l'extérieur chi para foudre, action qui s'ajoute à celle desdites boucles de courant; il en résulte que L'arc quitte inunédiatenient @aa position de départ en préservant efficacement la zone cl'ainor- ça-e contre l'action des ares et.
que le pou voir de coupure des éclateurs est ainsi sensi- bleinent a.uginenté.
Comme, d'a.ur.re part, la tension (le service à fréquence industrielle que peut admettre chaque éclateur est relativement élevée, grâce à une bonne répartition des tensions qui sera exposée plus bas, le nombre d'éclateurs en sé rie peut être réduit art n>inimum, ce qui Sini- plifie la constraction et limite l'encombre ment.
La fig. 4- représente schéniatiquenrent le rôle des diverses capacités d\un parafoudre ayant quatre éclateurs, en série par exemple, en suppo"nt qu'il comporte des capacités additionnelles dont les saillies résistantes 18 et 19 .de la fig. 1 soin les armatures.
Ces capacités, branchées entre les plateaux superposés 9_t, 9B, 9C, etc., en. série avec leurs résistances, sont figrirées en (.',; les ré- >#.istances ohmiques de ces saillies sont dési- --nées par r; on voit qu'elles sont branchées en :
série avec les capacités l',. Le tout consti tue la chaîne représeirtée. branchée entre la lime L à, haute tension et la résistance R formée par la. pile des éléments 7 de la fig. 1; l'extrémité inférieure de R étant: mise à, la terre.
Les capacités électrostatiques Cn qui appa raissent entre les plateaux superposés avec letrr:s saillies respectives sont. beaucoup plus @@randc@s (lue les capacités C',. qui apparais sent entre les électrodes des éclateurs: le rôle des capacités (',, est pratiquement négligeable.
Les condensateurs en dérivation C,tl à correspondent a.ttx capacités des plateaux 93, 9B, etc., par rapport ait sol; elles sont beau coup plus petites que C'.
En supposant, pour fixer les idées, que C, est de l'ordre (le 70 niicromicrofarad, l'impé- (lauce capacitive (le C',, pour la fréquence industrielle de 50 Ilerz, est de l'ordre de 3 .10s ohms, et. si la- résistance r est de l'ordre (le quelques mégolinis, la répartition. des ten sions, qui apparaissent sur les capacités C,;
des éclateurs devient pratiquement unifo.rnie, car à ces bases fréquences, elle est essentielle ment définie par les capacités C qui jouent alois un rôle prépondérant.
Par contre, à des fréquences de l'ordre de 10 000 flerz par exemple, les inil)édances ca- pacitives de C'a deviennent du même ordre de grandeur que les résistances r#, et à de:; fré- quences de l'ordre de<B>100</B> 000 IÏem (corres pondant, au front des ondes produites par la foudre) elles deviennent. négligeables.
Dans ces dernières conditions, c'est-à-dire à des fréquences de l'ordre de<B>1.00</B> 000 FIerz, le courant eapaeitif (ou une impulsion à front raide) qui traverse la chaîne des condensa teurs C,, en négligeant toutes dérivations, est. limité et défini par las résistances r.
Mais, si dans ce cas, ces résistances r# sont chi même ordre, sinon plus élevées que les impédances capacitives Cdi à (\,,5 en dérivation, les cou rants qui passent par ces dernières ont une valeur de plus en plus importante à mesure (lue la fréquence augmente.
Il en résulte que pour les fréquences croissantes, la répartition des tensions entre les éclateurs C,, devient de plus en plus inégale et que, partant, la ten sion d'a-nior@age du parafoudre est de plus en plus abaissée.
On voit donc chie, gràce à, la combinaison décrite des capacités et des résistances appro priées, convenablement reliées en série, et des capacités en dérivation, an obtient aux fré- quences iridnstrielles iuie répartition uniforme de la tension de ligue.
Ces moyens étant. associés avec le souf flage magnétique décrit ci-dessus qui améliore sensiblement les propriétés désionisantes des éclateurs, ces derniers présentent une tension de désanioreage augmentée qui permet de les faire fonctionner sous une tension de service relativement élevée, tandis que la répartition uniforme de la tension assure leur -utilisation rationnelle. Ces deux caractéristiques permet tent donc de réduire au minimum le nombre d'éclateurs en série.
L'efficacité de désionisation des intervalles d'amorcage présente également. l'avantage de rendre<B>là</B> tension de désamoreage très voi sine de la. tension d'amoreage; celle-ci peut donc "être choisie par éclateur aussi basse que l.'on désire.
Comme, d'autre part, dans l'exem ple représenté, la répartition de la tension entre les éclateurs est pratiquement ind6pen- da.nte d'influences extérieures, point n'est be soin de prévoir une grande marge de sécurité dans le réglage; cette marge peut donc être choisie aussi faible que l'on désire.
Enfin, sous les conditions spéciales énumé rées ci-dessus, la, tension d'amorçage est sen siblement abaissée pour les ondes de choc à front raide et on obtient un facteur d'im pulsion inférieur à l'unité, ce qui est, comme on le sait, une caractéristique avantageuse.
<B>III</B> est à noter que cette caractéristique est obtenue sans complications onéreuses, ni affaiblissement (le la. sécurité en service qu'en traîne, par exemple obligatoirement, l'emploi de résistances de slitmtage qui, dans certains appareils connus, sont parcourues en perma nence par des courants ohmiques non négli geables.
Il est à noter que les moyens décrits peu vent être modifiés de diverses façons sans sor tir du cadre de la. présente invention. On peut, par exemple, augmenter volontairement les capacités en dérivation ainsi que les eapa- cités en série;
cela, permet de maintenir la répartition uniforme de la tension entre écla teurs à la fréquence industrielle, et d'obtenir une répartition plus inégale en. haute fré- quence, c'est-à-dire d'abaisser dans une plus forte proportion encore la tension d'amor çage correspondante.
A cet effet., on peut notamment disposer les plateaux 9A, 9B, 9C, etc., dans la partie inférieure de l'appareil en dessous. des résis tances, au lieu de les placer dans la. partie supérieure, ou bien alterner les blocs résis tances 7 et lesdits plateaux.
On peut également métalliser une partie appropriée de la surface extérieure de l'en veloppe isolante 1, afin d'augmenter les va leurs des capacités Cd par rapport à la. terre.