Dispositif clé sûreté électrique à court-circuitage. La présente invention se rapporte à un dispositif de sûreté électrique à court-circui- tage, qui peut être utile dans les circuits .d'é- cla.irage en série et qui peut être établi de façon à, pouvoir fonctionner à des voltages -dessous de 350 volts et même jusqu'à. 30 <B>,</B> -iu volts par exemple.
Jusqu'à présent, on emploie dans les cas d'éclairage en série clés dispositifs de sûreté fonctionnant à des voltages élevés, mais ces dispositifs de sûreté ne sont pas susceptibles d'être utilisés clans des circuits d'un voltage inférieur à. environ 350 volts. Il existe une catégorie de dispositifs de sûreté de ce genre qui comportent un tissu enduit de vernis placé entre deux électrodes et qui ne sont utiles que pour un fonctionnement à. voltage élevé, alors que, d'autre part, ils ne sont pas susceptibles de régler exactement, dans les conditions de fonctionnement, le voltage au quel les ruptures se produisent.
On a. également proposé d'employer une poudre métallique dans des dispositifs de sû reté de ce genre. La. poudre métallique est une substance qui a une grande résistance électrique, celles-ci variant avec la nature du métal et avec la. finesse de la poudre, mais à certains voltages, la résistance de toute pou dre métallique sera rompue pour former un chemin conducteur de très faible résistance entre les bornes.
Le voltage de rupture pour une couche de poudre métallique de quantité et d'épaisseur données est influencé par le poids spécifique du métal, sa. susceptibilité de se tasser, sa finesse, la pression exercée sur elle, la pro priété du métal de s'oxyder à la surface pour former une pellicule isolante et par le point de fusion clé la substance. Il est également influencé par un enduit ou une séparation des particules métalliques au moyen de subs tances non conductrices ou faiblement con ductrices.
Or, le dispositif de sûreté suivant l'in vention comprend au moins une paire de corps conducteurs séparés par une couche in tercalaire de matière ayant normalement une résistance élevée, cette couche intercalaire renfermant une poudre, de préférence mé tallique, finement divisée et présentant une épaisseur et un volume déterminés.
Le voltage de rupture d'un pareil dispositif peut être varié en faisant varier l'épaisseur et le volume de la couche à. poudre métalli que, en faisant varier le genre de métal sui vant le genre particulier d'usage et en fai sant varier l'écartement entre les particules métalliques. Il peut être augmenté en utili sant plusieurs paires de corps conducteurs avec interposition, entre eux, d'une couche intercalaire à poudre finement divisée ou en faisant varier en conséquence le nombre to tal des corps -conducteurs.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La. fig. 1 est une vue en plan, à grande échelle, d'une première forme d'exécution; La. fig. 2 en est une coupe suivant la ligne II-II de la. fig. l; La fig. 3 est une vue en plan analogue d'une seconde forme d'exécution; La fig. 4 en est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 3: La fig. 5 est une coupe par un support de lampe électrique à incandescence muni d'une forme d'exécution du dispositif;
La fig. 6 montre le schéma d'une instal lation d'éclairage électrique à tension éle vée ayant les supports de lampe munis du dispositif.
La forme d'exécution des fi-. 1 et 2 comporte deux plaques conductrices 2, en aluminium ou autre matière électriquement conductrice, séparées par une rondelle d'é cartement annulaire 3 en mica, amiante ou toute autre matière non conductrice. La ron delle intercalaire 3 présente une ouverture centrale 4, qui est comblée de particules de métal finement divisé 5 en forme de pou dre. Cette matière de remplissage est de pré férence de la poudre d'aluminium. A l'état finement divisé cette poudre constitue un milieu sensiblement non conducteur ou iso- lant. La poudre d'aluminium se maintient en condition de non conductibilité jusqu'à ce qu'un voltage suffisamment élevé se mani feste pour, rompre l'isolation qu'elle procure.
La valeur du voltage .de rupture pour de la poudre d'aluminium dans son état de fine division n'est pas élevée. Quand de la pou dre d'aluminium est placée dans une ouver ture d'un diamètre de 6,25 mm pratiquée dans une rondelle isolante d'une épaisseur de 0,25 mm entre deux électrodes en forme de disque s'appliquant sur les deux faces de la. rondelle, l'effet d'isolation de la poudre sera. rompu à un voltage de courant alterna tif d'environ 50 volts. Lorsque cette rupture se manifeste, il s'établit un chemin conduc teur entre les électrodes, qui peut être consi déré comme s'étant formé par une interfusion presque imperceptible des particules métalli ques entre les électrodes en travers de la masse de celles-ci ou par leur agglomération en fusion sous forme de goutte relativement grande -de métal fondu.
Dans la forme d'exécution des fig. 3 et 1, la pièce intercalaire 7 entre les plaque conductrices 6 consiste en un disque-support de toile, .de papier poreux, etc. avec des in terstices ou orifices chargés de poudre mé tallique. Cette poudre métallique peut êtn appliquée sur son support par voie d'endui- sage, auquel effet on peut se servir d'une composition comprenant 209 parties de pou dre rie carborundum, 239 parties de suie et 259 parties de zinc pulvérisé (finesse 30 mailles au centimètre) liées ensemble au moyen de silicate de potasse et traitées au chlorure d'ammonium.
A la. place du zinc, on peut, aussi employer de la poudre d'alu minium ou de la poudre de fer.
Dans l'emploi, un dispositif ainsi établi peut être monté dans un support de lampe. Un exemple de ce genre de montage est re présenté à la. fig. 5. La douille .de la lampe S est supportée par la. base 9 pourvue d'un chapeau 10. Les fils de ligne du circuit d'é clairage se raccordent à des bornes -de con nexion 11 (on n'en voit qu'une seule au des sin). Des lames conductrices élastiques 12 fixées sur la base 9 au moyen de vis 32 font contact avec les lames similaires 13 qui sont fixées à la douille 8 au moyen de vis 33, 34.
Les lames 13 sont conformées dans leur par lie supérieure de façon à. constituer des doigts élastiques 14 pour tenir entre eux le dispositif de sûreté 1. de l'une -des construc tions susdécrites et pour s'engager avec les parties terminales ramenées vers l'extérieur des lames 12 de manière à retenir la douille de lampe 8 à la base 9 lorsque les parties sont assemblées.
Pour le service de la lampe, le dispositif de sûreté 1 est inséré entre les doigts .de re tenue 14. iSi une interruption du circuit s'é tablit dans la lampe, le voltage aux bornes de celle-ci augmente immédiatement. Lors qu'un voltage prédéterminé est atteint, l'iso lation procurée par la poudre métallique sera rompue et il s'établira un chemin con ducteur dans celle-ci de façon à court ç-ircuiter la lampe.
Ce genre de dispositifs de sûreté peut être utilisé dans les lampes d'un circuit d'é clairage à tension élevée, comme représenté en fig. 6. Dans ce circuit, les lampes électri ques 16, 17, 18, 19 fonctionnant normale ment à 20 volts sont reliées à un branche ment 22 au moyen de transformateurs série 23, 24, 25, 26. Le branchement 22 se relie au secondaire 27 d'un transformateur à courant constant 28, dont le primaire 29 est relié à. la. ligne principale 30, 31. Les transformateurs de lampe 23, 24, 25, 26 sont proportionnés de manière à. fournir le voltage approprié aux lampes qu'ils alimen tent.
Lorsqu'une interruption du circuit s'é tablit dans une lampe, comme par exemple en raison -de la rupture de ;son filament, il se produit l'augmentation de voltage signalée et un court-cireuitage automatique de la lampe défectueuse s'établit entre les doigts 14 par la. poudre métallique du dispositif de sûreté engagé entre ces derniers. De cette façon, le voltage aux bornes du secondaire du transformateur associé à la lampe défec tueuse sera réduit sensiblement à zéro. L'avantage, des dispositifs de sûreté dé crits est que ces derniers peuvent être cons truits de façon à pouvoir rompre leur isola tion à un voltage de l'ordre de grandeur de 50 volts, si on le désire.
Lorsqu'on emploie une poudre métalli que de propriétés données, la valeur du vol tage à laquelle s'établit le court-circuitage peut être aisément réglée. Le voltage de rupture peut être augmenté par l'emploi d'une rondelle intercalaire plus épaisse et d'une ouverture plus petite. Inversement, si la rondelle est plus mince et l'ouverture plus grande, le voltage de rupture sera réduit. LTne compression de la poudre métallique or. poudre d'aluminium réduira sensiblement la voltage -de rupture.
Un traitement d'une poudre d'aluminium avec une solution diluée d'acide fluorhydri que ou chromique donne lieu,à la formation d'une pellicule sur les particules d'alumi nium. Ce traitement peut être employé lorsqu'on désire augmenter le voltage de rupture et isoler les particules et faire en sorte que -des variations de la température de fonctionnement n'affectent pas sensible ment le voltage de rupture. Des expériences ont montré qu'une décharge occasionnée par un dégagement d'une charge accumulée, telle que de la foudre, ne produisait pas de rup ture ni sur de la poudre d'aluminium ainsi traité, ni sur de la poudre -d'aluminium non traitée.
Lien entendu, les dispositifs de sûreté décrits peuvent s'employer dans toute ins tallation électrique appropriée autre que des circuits d'éclairage.