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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS PROTECTEURS POUR CIRCUITS
ELECTRIQUES. uette invention se rapporte à des dispositifs protecteur pour circuits électriques du type dans lequel un espace, dit dis- tance explosive, est compris entre les électrodes, et à travers lequel une décharge peut se produire si le voltage appliqué aux dites électrodes dépasse une valeur déterminée. Suivant la pré=- sente invention, la surface de l'une des dites électrodes est con- stituée de telle sorte que la possibilité pour le chemin de dé- charge de constituer un shunt permanent par suite de la création d'arcs répétés, est évitée. Ce but est atteint en prévoya.nt sur la surface d'au moins l'une des électrodes, une aire étroite sur laquelle s'établit la décharge, cette aire étant de surface faible comparée à la surface effective de l'arc quand la décharge a été établie.
L'invention peut être facilement comprise, en tous ses détails, d'après la description suivante basée sur le dessin ci- joint. Sur celui-ci : lafig.l est une vue en plan d'un dispositif protecteur permettant d'atteindre le but recherché; la fig.2 est une vue de ce dispositif sectionné suivant la ligne 2-2 de la fi-
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gure 1; la fig.3 est une vue, en plan et a une échelle agrandie, @ de la forme d'une des électrodes et de son support montrant les positions relatives de ces pièces quand la dite électrode est pla- cée dans le dispositif; la figure 4 est une vue d'une section fai- te suivant la ligne 44 de la fig.3; la fig.5 est une vue en élé- vation de l'électrode et du support représenté fig.3;
la fig.6 est une vue en plan, à une plus grande échelle, d'une électrode de forme modifiée.
Sur ces diverses figures, les mêmes chiffres de référen- ce désignent les mêmes pièces de l'appareil.
Suivant particulièrement les figures 1 et 2, un disposi- tif protecteur, désigné d'une manière générale par le chiffre 4, comprend une base 5 portant une paire de bornes 6-6 auxquelles vient aboutir une ligne de transmission non montrée. Une troisiè- me borne 7 est connectée à la terre. Des blocs ou électrodes 6-8, de préférence faits en charbon, sont placés en contact avec un organe métallique vertical 9 qui est électriquement relié à la borne de terre 7. Les supports 14, faits de préférence en porce- laine, sont pressés contre les électrodes à charbon au moyen des ressorts 15 qui font contact avec les électrodes 16, faites aussi de préférence en charbon, et qui sont supportées par les pièces en porcelaine.
Les ressorts 15 sont reliés électriquement aux bornes de ligne 6 et servent donc de conducteurs électriques tout en constituant des dispositifs flexibles pour le maintient des électrodes en charbon. Suivant l'une des formes de réalisation préférées de l'appareil, la distance entre les électrodes 16 et 8 est d'environ 0.08 m/m de sorte que les bornes 6 sont normalement isolées de la. borne de terre 7.
Cependant, quand un flux anormal d'énergie se produit, par exemple à la suite d'un décharge élec- trique due à la foudre dans le voisinage de la ligne de transmis- sion, l'espace compris entre les électrodes 16 et 8 permet la for- mation d'un arc, jusqu'à ce que la condition anormale créée sar la ligne ait pris f in. L'arc s'éteint alors quand le voltage n'
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est plus maintenu suffisamment élevé, et les bornes de ligne sont de nouveau isolées de la terre.
L'expérience a démontré qu'après un certain nombre de dé- charges entre les électrodes, celles-ci peuvent parfois être con- nectées d'une manière permanente à la terre, ce qui met les cir- cuits correspondants hors service. Quand une décharge a lieu en- tre les électrodes, des particules de charbon sont projetées entre les surfaces des dites électrodes, et ces particules sont parfois de dimensions et en quantité suffisante pour former une .Saison ou pont permanent entre les dites électrodes. Aussi un accroissement de l'épaisseur des électrodes est parfois suffisamment notable et de proportions telle, en certains cas, qu'un pont ou shunt perma- nent s'établit dans l'espace libre.
Pour éviter cet inconvénient et accroître la durée de rendement des électrodes, chaque charbon 8 est pourvu d'une surfa- ce plane et mince 17 (figs.3,4 et 5), de grandeur réduite et pa- rallèle à la surface plane de l'électrode opposée 16. De part et d'autre de la surface plane 17 est une surface inclinée 18 qui for- me, avec la surface plane 17, un angle d'environ 30 . De cette ma- nière, une aire suffisamment large reste dans une position suffi- samment rapprochée de l'électrode 16 pour permettre l'étab lisse- ment d'un arc, bien que l'aire qui soit apte à former un pont en- tre les deux électrodes soit fortement réduite.
On a trouvé qu'en inclinant de la sorte les surfaces 18, l'aire effective de l'élec- trode 8, pour l'établissement d'un arc, est plus grande que l'aire de la, surface 17, et est pratiquement la même que celle qui aurait lieu si la surface entière de l'électrode 8 restait dans le même plan que la partie 17. Au contraire en inclinant les surfaces 18 par rapport à la surface 17, une plus grande distance est créée entre les surfaces inclinées et l'électrode opposée, ce qui réduit fortement la tendance à ce que la distance soit shuntée par un arc permanent. On obtient ainsi un accroissement considérable de la durée des électrodes.
Il semble que quand l'électrode 8 est pour- vue d'une surface 17, qui est approximativement égale au tier de la
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largeur de la. surface de l'électrode 16 servant à l'arc, on réalise une aire suffisante de proximité faible, par rapport à l'électrode
16, pour établir un arc qui sitôt créé s'étendra aux surfaces in- clinées 18. Dans le cas où l' on désire réaliserai dispositif pro- tecteur du type à arc enfermé, un rebord 19, dont la surface supé- rieure est dans le même plan que la surface 17, est prévu autour de la périphérie entière de l'électrode 8, ainsi qu'il est montré sur les figures 3,4 et 5. L'électrode 8 a alors l'apparence d'un bloc rectangulaire pourvu de deux rainures longitudinales.
Une forme modifiée de l'électrode est montrée en 10 sur la fig.6. uette électrode 10 a une surface plane 21 et deux re- bords 22 placés seulement le long des plus grands côtés de l'élec- trode. Des surfaces inclinées 23, s'étendant sur la longueur en- tière de l'électrode, contibuent à former des rainures qui s'éten- dent sur la, longueur complète du bloc. Ce genre d'électrode est de forme plus simple et peut être plus facilement fabriqué en gran- de quantité.
Il est évident que la forme de réalisation exposée ici, l'est seulement à titre d'exemple, et que plusieurs modifications peuvent y être apportées sans se départir pour cela de l'esprit même de l'invention.
REVENDICATIONS.
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IMPROVEMENTS TO PROTECTIVE DEVICES FOR CIRCUITS
ELECTRICAL. This invention relates to protective devices for electrical circuits of the type in which a space, called the explosive distance, is included between the electrodes, and through which a discharge can occur if the voltage applied to said electrodes exceeds a determined value. . According to the present invention, the surface of one of said electrodes is formed in such a way that the possibility for the discharge path to form a permanent shunt as a result of the creation of repeated arcs is avoided. This object is achieved by providing on the surface of at least one of the electrodes, a narrow area on which the discharge is established, this area being of small area compared to the effective area of the arc when the discharge. has been established.
The invention can be easily understood, in all its details, from the following description based on the accompanying drawing. On it: lafig.l is a plan view of a protective device making it possible to achieve the desired goal; Fig. 2 is a view of this device sectioned along line 2-2 of fig.
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gure 1; FIG. 3 is a view, in plan and on an enlarged scale, of the shape of one of the electrodes and of its support showing the relative positions of these parts when said electrode is placed in the device; Figure 4 is a sectional view taken along line 44 of Figure 3; FIG. 5 is an elevational view of the electrode and of the support shown in FIG. 3;
FIG. 6 is a plan view, on a larger scale, of an electrode of modified form.
In these various figures, the same reference numerals designate the same parts of the apparatus.
Particularly according to Figures 1 and 2, a protective device, generally designated by the numeral 4, comprises a base 5 carrying a pair of terminals 6-6 to which a transmission line (not shown) terminates. A third terminal 7 is connected to earth. Blocks or electrodes 6-8, preferably made of carbon, are placed in contact with a vertical metal member 9 which is electrically connected to the earth terminal 7. The supports 14, preferably made of porcelain, are pressed against. the carbon electrodes by means of the springs 15 which make contact with the electrodes 16, also preferably made of carbon, and which are supported by the porcelain pieces.
The springs 15 are electrically connected to the line terminals 6 and therefore serve as electrical conductors while constituting flexible devices for holding the carbon electrodes. According to one of the preferred embodiments of the apparatus, the distance between the electrodes 16 and 8 is about 0.08 m / m so that the terminals 6 are normally isolated from the. earth terminal 7.
However, when an abnormal flow of energy occurs, for example as a result of an electric discharge due to lightning in the vicinity of the transmission line, the space between electrodes 16 and 8 allows the formation of an arc, until the abnormal condition created by the line has ended. The arc then extinguishes when the voltage does not
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is no longer kept sufficiently high, and the line terminals are again isolated from earth.
Experience has shown that after a certain number of discharges between the electrodes, they can sometimes be permanently connected to the earth, which puts the corresponding circuits out of service. When a discharge takes place between the electrodes, carbon particles are projected between the surfaces of said electrodes, and these particles are sometimes of sufficient size and quantity to form a permanent season or bridge between said electrodes. Also an increase in the thickness of the electrodes is sometimes sufficiently noticeable and of such proportions, in certain cases, that a permanent bridge or shunt is established in the free space.
To avoid this drawback and increase the performance time of the electrodes, each carbon 8 is provided with a flat and thin surface 17 (figs. 3,4 and 5), of reduced size and parallel to the flat surface of the opposite electrode 16. On either side of the flat surface 17 is an inclined surface 18 which forms, with the flat surface 17, an angle of about 30. In this way, a sufficiently large area remains in a position sufficiently close to the electrode 16 to allow the establishment of an arc, although the area which is able to form a bridge between. being both electrodes is greatly reduced.
It has been found that by tilting surfaces 18 in this way, the effective area of electrode 8 for establishing an arc is greater than the area of surface 17 and is practically the same as that which would occur if the entire surface of the electrode 8 remained in the same plane as the part 17. On the contrary by tilting the surfaces 18 with respect to the surface 17, a greater distance is created between the surfaces. inclined and the opposite electrode, which greatly reduces the tendency for the distance to be shunted by a permanent arc. A considerable increase in the duration of the electrodes is thus obtained.
It seems that when the electrode 8 is provided with a surface 17, which is approximately equal to the third of the
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width of the. surface of the electrode 16 serving for the arc, a sufficient area of low proximity is produced with respect to the electrode
16, to establish an arc which, as soon as it is created, will extend to the inclined surfaces 18. In the case where it is desired to realize a protective device of the enclosed arc type, a flange 19, the upper surface of which is in the same plane as the surface 17, is provided around the entire periphery of the electrode 8, as shown in Figures 3, 4 and 5. The electrode 8 then has the appearance of a rectangular block provided with two longitudinal grooves.
A modified form of the electrode is shown at 10 in fig. 6. This electrode 10 has a planar surface 21 and two ledges 22 placed only along the longest sides of the electrode. Slanted surfaces 23, extending the full length of the electrode, help to form grooves which extend the full length of the block. This kind of electrode is simpler in shape and can be more easily manufactured in large quantities.
It is obvious that the embodiment described here is only by way of example, and that several modifications can be made to it without departing for this from the very spirit of the invention.
CLAIMS.
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