Appareil à éclateur pour décharge électrique. La présente invention a pour objet un appareil à éclateur pour décharge électrique, qui peut, par exemple, être établi pour per mettre le passage de courants de haute fré quence à des voltages égaux ou inférieurs à celui de courants de fréquence normale, tout en permettant aussi le passage de courants de voltages élevés à une fréquence quelconque.
Les appareils à éclateur pour décharge électrique, tels qu'ils s'emploient comme para foudre, comportent, dans une construction connue, deux électrodes de décharge princi pales et une électrode auxiliaire disposée entre celles-ci et reliées à elles par l'inter médiaire d'éléments à impédance de nature dissimilaire, de sorte que pendant que le po tentiel de l'électrode auxiliaire est maintenu sensiblement au potentiel du champ électro statique adjacent, à la fréquence normale, il est amené à changer à toute autre fréquence en raison des chutes de potentiel dissimilaires dans les deux éléments à impédance pro duites par le changement de fréquence.
L'appareil à éclateur pour décharge élec- trique qui fait l'objet de cette invention com porte, en combinaison avec deux électrodes de décharge principales, une électrode auxi liaire placée à proximité des deux électrodes principales et y reliée par des éléments à impédance de nature dissimilaire, 'et il se distingue par le fait qu'il comporte encore un éclateur à étincelles auxiliaire mis en parallèle avec l'élément à impédance reliant l'électrode auxiliaire à l'une des électrodes de décharge principales. De cette faon, oie peut obtenir que le potentiel de l'électrode auxiliaire soit élevé sensiblement au poten tiel de l'une des électrodes de décharge ou davantage quand l'éclateur à étincelles auxi liaire entre en fonction.
L'éclateur à étincelles auxiliaire peut être pourvu d'une garde protectrice établie de ma nière à protéger ses électrodes et l'espace intermédiaire entre elles contre la pluie, afin de maintenir en tout temps sensiblement le même voltage de rupture de décharge, car on sait que le potentiel de décharge d'un entrefer ou éclateur à étincelles varie avec les conditions atmosphériques, en ce sens qu'il est considérablement plus faible quand les électrodes de l'entrefer ou éclateur sont mouillées que quand elles sont sèches.
Les fig. 1, 2, 3 et 4 du dessin annexé montrent, schématiquement et à titre d1exem- ple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention, tandis que la fig. 5 montre également à titre d'exemple, mais plus en détail, une autre forme d'exécution ressem blant au point de vue électrique à celle de la fig. 4 et à laquelle on donne la préférence.
La fig. 1 montre un fil de ligne 6 relié à une électrode de décharge principale 7 en forme de corne, avec laquelle est combinée, comme dans un parafoudre à cornes; une autre électrode de décharge principale en forme de corne 8, reliée à la terre 9 par l'in termédiaire d'un parafoudre électrolytique 10, pouvant aussi être reliée directement à la terre.
Une électrode auxiliaire 11 est disposée entre les électrodes en corne 7, 8 et elle est reliée à l'électrode en corne 7 par une réac tance inductive 12 et une réactance capaci- tive ou condensateur 13 connectées en série, et à un éclateur à étincelles auxiliaire 14 mis en parallèle avec les réactances 12, 13, alors que de l'autre côté, elle est connectée par une réactance capacitive ou condensateur 15 avec l'électrode de décharge principale 8. L'éclateur à étincelles auxiliaire 14 comporte deux électrodes sphériques 16, 17 recouvertes par une garde protectrice 18 destinée à les protéger contre la pluie.
L'électrode auxiliaire 11 est disposée dans la partie du champ électrostatique intermé diaire entre les électrodes de décharge 7, 8 qui est du même potentiel qu'un point de connexion lla entre le condensateur 15, d'une part, et le condensateur 13 et la réactance inductive 12 d'autre part.
En supposant que le point de connexion 11a est maintenu à un potentiel moyen entre les potentiels des électrodes de décharge 7, 8 par le moyen des. condensateurs 13, 15 et de la réactance inductive 12, il est désirable que la longueur de l'entrefer entre les élec trodes de l'éclateur 14 soit telle que son voltage de rupture de 'décharge à l'état sec soit égal à, la moitié du voltage de rupture de décharge à l'état humide de l'éclateur formé par les électrodes de décharge 7, 8.
Dans ces conditions, une perturbation dans le potentiel normal et un état de fréquence anormale amèneront une diminution de la chute de potentiel relative en travers du con densateur 15, obligeant ainsi le potentiel de l'électrode auxiliaire 11 à se rapprocher de celui de l'électrode de décharge 8 et ayant pour effet que sensiblement tout le potentiel de la ligne 6 soit appliqué en travers de l'in tervalle d'air entre les électrodes 7 et 11 et, par suite, en travers de l'éclateur auxiliaire 14 relié en parallèle avec ledit intervalle d'air.
Comme le voltage de rupture de décharge de l'éclateur 14 est le même tant pour un temps humide que pour un temps sec et est égal à la moitié du voltage de rupture de décharge à l'état humide de l'entrefer entre les élec trodes de décharge principales 7, 8, il s'en suit que par un temps sec, l'éclateur 14 entrera en fonction avant qu'une décharge passe entre l'électrode auxiliaire 11 et l'élec trode principale 7. La rupture de décharge de l'éclateur 14 oblige immédiatement le po tentiel de l'électrode auxiliaire 11 à se rap procher de celui de l'électrode de décharge 7, appliquant ainsi sensiblement tout le poten tiel de ligne en travers de l'entrefer entre les électrodes 8 et 11, d'où résulte une dé charge entre celles-ci.
La décharge entre les électrodes 8 et 11 occasionne une ionisation du milieu environnant, et l'électrode principale 7 étant à un potentiel plus élevé que ne l'est l'électrode auxiliaire 11, la décharge sera transférée sur elle. Le fait, qu'un intervalle d'air de décharge unique s'oppose moins au passage du courant qu'une pluralité d'inter valles d'air < , étincelles ayant sensiblement le même voltage de rupture total oblige le courant principal à passer directement de l'électrode en corne 7 à l'électrode en corne 8 et la décharge en travers de l'éclateur 14 cesse. L'arc s'éteint en grimpant le long des électrodes en corne 7, 8, comme cela est bien connu.
Par un temps humide, la dé- charge initiale se manifestera soit entre les électrodes 7 et 11, soit par l'intervalle d'air de l'éclateur 14, leurs voltages de rupture de décharge étant égaux.
En supposànt que les intervalles d'air aient les longueurs signalées, une perturba tion par accroissement anormal du potentiel avec une fréquence normale aura pour effet que le point de connexion 11a sera maintenu à un potentiel moyen entre les potentiels des électrodes 7 et 8, d'où résulte une chute de potentiel entre les électrodes 7 et 11 qui est égale à celle en travers de l'éclateur 14.
Le voltage de rupture à l'entrefer de l'éclateur 14 étant inférieur à celui de l'intervalle d'air ou entrefer entre les électrodes 7 et 11, sauf à l'état humide pour ce dernier, auxquelles conditions les deux voltages de rupture sont égaux, il résulte que par un temps humide les deux intervalles d'air ou entrefers entre ront en fonction en même temps, alors que par un temps sec, l'éclateur 14 subira en premier lieu la rupture de décharge. L'élec trode auxiliaire 11 est par là amenée au po tentiel de l'électrode de décharge 7, indui sant une décharge initiale entre les électrodes 8 et 11 et une décharge finale entre les électrodes 7 et 8, comme décrit. plus haut.
Le fait que l'éclateur à étincelles auxiliaire est protégé contre la pluie et en est par suite indépendant et le fait que cet éclateur assure l'établissement d'une décharge à la suite d'un faible survoltage rend tout l'appa reil indépendant de la pluie.
La fig. 2 représente une forme d'ex6cu- tion dans laquelle la réactance inductive 12 de la fig. 1 est remplacée par une résistance non inductive 19 qui, conjointement avec la réactance capacitive 13, est reliée en parallèle avec l'éclateur à étincelles auxiliaire 14. La différence dans l'effet du changement de fré quence sur les éléments 14 et 19, 13 pro duira le fonctionnement désiré de l'appareil à fréquence anormale. L'éclateur à étincelles 14 produira l'effet désiré de rendre la rup ture de décharge à des potentiels anormaux largement indépendante des conditions atmos phériques.
Dans la forme d'exécution de la fig. 3, l'électrode auxiliaire 11 est reliée à l'élec trode de décharge 7 par l'intermédiaire d'une réactance inductive 12 et d'une réactance capacitive 13, comme à la fig. 1. Une résis tance non inductive 20 est reliée en série avec l'éclateur à étincelles auxiliaire 14. Elle sert à limiter le flux de courant à travers l'éclateur 14, réduisant par là les dimensions de la construction. de celui-ci ainsi que de sa garde protectrice.
La fig. 4 "représente une forme d'exécu tion dans laquelle une réactance capacitive ou condensateur 15 est reliée entre l'électrode auxiliaire 11 et l'électrode de décharge 8 et dans laquelle une résistance non inductive 19 et une réactance capacitive 13 sont reliées en série l'une avec l'autre, entre l'électrode auxiliaire 11 et l'électrode de décharge 7. L'éclateur à étincelles auxiliaire 14 est relié en série avec une réactance inductive ou bo bine de réactance 22, ce circuit étant relié en parallèle avec la réactance inductive 19 et la réactance capacitive 13.
On comprend que par suite de la con nexion en série de la bobine de réactance 22 avec l'éclateur 14, comme représenté en fig. 4, le courant passant par l'éclateur 14 et par la bobine de réactance 22 charge le conden sateur 15, avant qu'il se produise la rupture à l'intervalle d'air entre les électrodes 8 et 11, jusqu'à peu prés au double du potentiel du courant de charge, comme cela est bien connu dans les combinaisons de condensateurs et de réactances inductives reliés en série. L'élec trode auxiliaire 11 étant reliée au condensa teur 15, son potentiel est élevé à une valeur supérieure à celle du potentiel de Pélectrode 7, assurant qu'une décharge soit induite entre les électrodes 8 et 11.
La fig. 5 représente une forme d'exécu tion du type de celle de la fig. 4, dans la quelle l'électrode de décharge en forme de corne 7 est montée sur un isolateur à bourre lets 23 reposant, à son tour, sur un isolateur de support 24 à plusieurs corps isolants su perposés formés chacun d'une série d'éléments conducteurs 25 séparés d'entre eux par des éléments isolants 26.
L'électrode de décharge 7 est pourvue, à sa base, d'une borne de décharge 27 de forme hémisphérique, se trouvant en face de l'élec trode auxiliaire 11 en forme de pointe, sup portée par la partie médiane de l'isolateur 24. (in isolateur 28 monté sur une tige conduc trice 29 porte, d'une part, un conducteur 30 pourvu d'une borne hémisphérique de décharge 31 disposée à hauteur et en face de la borne.
de décharge 27 et d'autre part, un isolateur à bourrelets 32 portant la partie en forme de corne 33 de l'électrode de décharge prin cipale coopérant avec l'électrode de décharge principale 7 et dont la partie de décharge est formée par la borne 31, ladite partie en forme de corne 33 recevant la décharge à mesure qu'elle grimpe en partant des bornes de décharge 27, 31. Le fil de ligne 6 est relié à l'élément conducteur au sommet de l'isolateur 24 par le moyen d'une résistance non inductive 34 et la partie d'électrode en forme de corne 33 est similairement reliée au conducteur 30 par une résistance 35, le conducteur 30 étant relié à la terre 9 par un parafoudre électrolytique 10, mais pouvant aussi y être relié directement.
L'isolateur 24 constitue une série de petits condensateurs dont quelques-uns sont intercalés entre la base de l'électrode auxiliaire 11 et la résis tance 34, tandis que les autres sont reliés entre la base de l'électrode auxiliaire 11 et la tige de support 29. L'isolateur 28 sert aussi de condensateur entre la tige de sup port 29 et le conducteur 30. L'éclateur à étincelles auxiliaire 14 comporte une électrode 16 montée à l'intérieur d'un bouelier-garde en forme de dôme 18a, en matière conduc trice, monté, avec ladite électrode, sur un conducteur 36 prolongeant l'électrode de dé charge 7 et relié au fil de ligne 6.
L'élec trode 17 de l'éclateui 14 est disposée à une certaine distance de l'électrode 16 et est sup portée par une bobine de réactance ou réac tance inductive 22, qui, à son tour, est por tée par l'élément de support 37, dont l'autre extrémité sert de support à l'électrode auxi liaire 11.