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PERFECTIONNEMENTS AUX PARAFOUDRES.
L'invention se rapporte aux systèmes d'éclateurs multiples concentriques et plus particulièrement à ceux utilisés dans les parafoudres pour courants de grande intensité.
Dans certains modes de réalisation de ces derniers, deux ou plusieurs électrodes d'éclateurs sont placées entre deux plaques isolantes. Dès que l'arc s'amorce sur ces électrodes, il se maintient en position fixe, ce qui est évidemment indésirable, car il peut y avoir vaporisation des électrodes et aussi brûlure des plaques isolantes. De même, puisque cet arc est fixe, la conduction de la chaleur issue de ce dernier, par les électrodes et les plaques isolantes, est relativement limitée, ce qui limite également la valeur de l'intensité des courants à interrompre.
L'invention apour objet un mode de construction tel que l'arc amorcé entre ces éléments, soit continuellement mobile par rapport à eux.
L'élément conforme à l'invention est constitué par un ensemble d'éclateurs concentriques, à électrodes annulaires placées entre deux plaques isolantes.
L'invention comporte également un élément magnétique, en combinaison avec cet ensemble d'éclateurs, comportant un certain nombre d'électrodes concentriques placées entre deux pièces isolantes avec ce résultat que le champ magnétique engendré transversalement au plan de ces dernières, réagit sur celui produit par un arc radial, amorcé sur ces électrodes, et contraint ce dernier à tourner d'une manière continue à l'intérieur de l'espace qui les sépareo
L'invention sera mieux comprise par la lecture de la description qui suit et par l'examen des dessins annexés, où : - la figure 1 représente un système anti-arc conforme à l'in -
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vention ; - la figure 2,une coupe d'éclateur concentrique, comportant un système magnétique;
- la figure 3, une vue perspective, en pièces détachées, du système représenté figure 20
On a conservé les mêmes numéros de référence pour désigner des éléments homologueso
En se référant plus particulièrement à la figure 1, on voit un parafoudre blindé, conforme à l'invention et en matière isolante, telle que la porcelaine, l'enveloppe 1 contenant un certain nombre d'éléments étagés 2 des éléments magnétiques 3 et des résistances non-linéaires 40 Aux extrémités supérieure et inférieure de l'enveloppe 1 se trouvent des bornes 5 &6 respectivement, qui permettent de connecter l'ensemble entre une source d'é- nergie électrique, ou tout équipement à protéger, et la terre.
Entre la borne 5 et l'élément magnétique 3, le plus haut, on voit un ressort conducteur 7 et une plaque de contact 8. Ce ressort 7 assure le parfait contact entre les différents éléments étagés, le système magnétique, la résistance non linéaire et les bornes. En se référant plus particulièrement aux figures 2 & 3, on peut voir les détails de l'un des éléments 2 et de l'un des éléments magnétiques 3. L'élément 2 est constitué par une électrode extérieure mince 9 en forme de cupule, contenant une plaque isolante 13.Cette dernière comporte un rebord annulaire 10 formé sur sa surface supérieure et légèrement espacé de sa périphérie. Il comporte, à l'intérieur et sur sa périphérie, deux électrodes annulaires étroites intermédiaires, 11 & 12 respectivement.
Evidemment, on peut en ajouter d'autres en prévoyant des rebords supplémentaires sur la face supérieure de la plaque isolante 13. Au-dessus des pièces 9 & 13,se trouve une plaque isolante 14, sur la face supérieure de laquelle est montée une plaque de contact 15. Sur la face inférieure de cette pièce 14 se trouve une électrode annulaire 16. La plaque 15 et l'électrode 16 sont en contact électrique et la plaque isolante 14 est solidement maintenue entre elles par la pièce de connexion 17.
Les deux-plaques isolantes 13 & 14 définissent une chambre à arc de faible profondeur, à l'intérieur de laquelle sont placées les électrodes concentriques annulaires. La face inférieure de la plaque isolante 14 comporte un certain nombre de rebords étroit 18, orientés radialement, constituant un ensemble de sillons 19. Par conséquent, quand la plaque 14 est montée en face de la plaque 13, l'espace compris entre elles, c'est-à-dire la chambre à arc, peut être ventilé par ces sillons 190
D'autres rebords 20 sur la périphérie de la plaque 14 centrent l'électrode 9, ainsi que les électrodes 11, 12.par rapport à l'électrode interne 16.
Ces électrodes 11,12, de même que la lèvre de l'électrode 9 sont situées à l'intérieur de la chambre à arc définie par les plaques isolantes 13 & 14. La base de la cupule 9 assure le contact électrique avec un élément adjacent ou résistance non linéaire, comme on l'a représenté sur la figure 1.
Chaque paire d'électrodes adjacentes définit un espace annulaire de telle sorte que, quand l'arc s'y amorce, il en résulte la production de nombreux ares radiaux. Comme on le verra plus loin, la déionisation se pro duit quand les arcs sont balayés ou quand ils tournent entre et contre les parois des plaques isolantes non sujettes à dégazero Ces dernières peuvent etre soit en matière poreuse, soit en matière imperméable.
L'élément magnétique 3 est constitué par une bobine 21 portant un enroulement 22. Les extrémités de ce dernier sont fixées aux plaques conductrices 23 portant sur les rebords 24 formés sur lapériphérie interne de la bobine 21. Ces plaques 23 sont séparées par des feuilles de mica 25 et définissent un espace de dérivation 26. Elles sont fixées à ces rebords 24 et les extrémités de l'enroulement 22 sont attachées par des oeillets 27 aux dites plaques.
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Quand les éléments 3 & 2 sont empilés la plaque de contact 15 de Isolement 2 assure le contact électrique avec l'un des oeillets 27o La plaque 15 est proportionnée de manière à se loger à l'intérieur de la périphérie interne de la bobine 21, pour assurer ce contact électrique, et des rebords auxiliaires 28 parfont la fixation de la bobine et des autres éléments de manière à assurer un bon contact électrique, sous une forme compacte.
On voit que l'enroulement 22 est électriquement connecté en série avec l'élément 2 et que l'espace 26 constitue une dérivation autour de cet enroulement 22 pour le protéger au cours d'une décharge transitoire, caractérisée par des composantes à régime rapide de variation de couranto Après l'établissement de l'arc à l'intérieur de l'élément 2 et la dissipation de la décharge transitoire, le trajet du courant vers la masse comprend Isolément 22,de telle sorte que le champ magnétique qu'il produite à l'intérieur de la périphérie interne de l'enroulement 22,transversal aux plans des plaques isolantes 13 & 14, réagit sur le champ magnétique produit par le courant de l'aro radial amorcé le long des électrodes concentriques 16, 11, 12 & 9,
pour faire tourner ledit aroo Comme ce dernier tourne continuellement à 1"intérieur de la chambre de décharge, entre les plaques isolantes 13 & 14, il est continuellement en contact avec les faces froides adjacen- tes de ces plaques 13 & 14. De même, puisque cet arc tourne continuellement, la probabilité est faible pour qu'il y ait vaporisation de métal ou érosion, soit des électrodes:, soit des plaques isolanteso L'arc peut s'amorcer suivant l'un quelconque des rayonso Grâoe à cette disposition concentriques des électrodes et à la rotation continue de l'arc, on obtient la déionisation maximum des plaques.
Pour un refroidissement et une déionisation plus intenses de l'arc, la gamme d'intensité des courants qui peuvent être interrompus est, en conséquence, plus élevéeo Avec un élément ayant une capacité plus forte d'interruption la résistance des valves ou résistances non linéaire 4., de la figo 19 peut être diminuée pour permettre des niveaux de protection plus faibleso
L'invention permet également de disposer de la tension de déchar- geo Les potentiels des électrodes intermédiaires 11 et 12 dépendent de la répartition du champ électrostatique à travers les pièces isolantes 13 & 14, à partir des plaques de contact 9 & 15.
En conséquence;, l'aptitude à l'in- terruption du courant peut être accruesans affecter la tension de claquage, par l'accroissement des espaces définis par les électrodes 9 11, 12, 16,du fait dela commande possible des potentiels des électrodes intermé diaires 11 & 12par le choix convenable des plaques isolantes 13 & 7,la. qui gouverne le champ électrostatique.
Un autre avantage de l'invention consiste en sa compacité et sa simplicité L'espace et la matière y sont efficacement utiliséso Les prix de revient sont très abaissés à capacité d'interruption égalée De mêmes, cha- que élément est solidement blindé, de manière à éviter toute décharge entre les éléments empilés,, et l'on a prévu une ventilation convenable de chacun d'eux. Des électrodes supplémentaires entre l'électrode interne 16 et l'électrode externe 9 coupent le grand espace qui les sépare en une série de petits espaces concentriques annulaires pour permettre l'amorçage d'arcs multiples, sans allongement appréciable de ces derniers. Pour un refroidissement convenable et après déionisation la probabilité est faible pour que l'arc se réamorce.