La présente invention est relative à un condensateur, notamment pour tensions et fréquences élevées.
Les équipements produisant un signal radiofréquence du type employé par les émetteurs de radiodiffusion et de télévision comprennent généralement une partie produisant le signal radiofréquence et une source de courant continu qui alimente cette partie.
Des condensateurs sont utilisés dans la liaison entre la source de courant et la partie produisant le signal radiofréquence afin d'isoler l'énergie à radiofréquence produite dans la partie engendrant le signal par rapport à la source de courant. Un tel isolement est essentiel pour le fonctionnement convenable de la partie produisant le signal. Le condensateur constitue en fait un circuit à faible impédance par lequel les courants à radiofréquence peuvent passer à la terre. Le condensateur constitue en même temps une im pédance trés élevée pour le courant continu, impédance qui peut pratiquement être considérée comme étant infinie.
Les condensateurs pouvant être utilisés comme condensateurs d'entrée pour de telles applications comportent jusqu'à présent une matiére céramique revêtue d'une couche de métal. Toutefois, la tension nominale maximale sous laquelle de tels condensateurs peuvent effectivement être utilisés est d'environ 5000 V. Cela est dû au fait que la matiére céramique a une faible rigidité diélectrique, ce qui nécessite l'augmentation de l'épaisseur si la tension est plus élevée. L'augmentation de l'épaisseur provoque cependant la diminution de la capacité et l'augmentation de l'impédance pour l'énergie à radiofréquence. Ces demiers temps, les émetteurs de signaux radiofréquence sont conçus pour des puissances de plus en plus grandes.
Pour obtenir cette augmentation de puissance, il est nécessaire de faire fonctionner les émetteurs à des tensions plus élevées que jusqu'à présent. Des tensions supérieures à 30 000
V sont devenues courantes.
Compte tenu de ce qui précéde, I'invention vise à réaliser un condensateur apte à fonctionner sous des tensions pouvant atteindre 30 000 V ou davantage, qui est capable d'assurer un isolement efficace des signaux radiofréquence, et qui peut être utilisé pour davantage d'applications que les condensateurs connus jusqu'ici, qui est plus compact et qui est d'une réalisation originale.
Le condensateur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une unité comprenant un conducteur intérieur en forme de tige portant un élément radial en matière élec tnquement conductrice disposé en un point situé entre les extrémités du conducteur intérieur, deux disques de condensateur présentant chacun un trou central et disposés sur le conducteur intérieur, de part et d'autre de l'élément radial et de maniére que le conducteur traverse les trous centraux, chacun des disques ayant un diamétre supérieur à celui de l'élément radial et comprenant un élément de base en matiére ayant une grande rigidité diélectrique, une premiére électrode annulaire mince laminée sur la face du disque située en regard de l'élément radial,
cette électrode s'étendant depuis le trou central jusqu'à un bord extérieur situé radialement à l'intérieur de la périphérie du disque et en contact avec l'élément radial, et une seconde électrode annulaire mince laminée sur la face du disque située à l'opposé de l'élément radial et s'étendant de la périphérie du disque jusqu'à un bord situé radialement à l'extérieur du trou central mais à l'intérieur du bord extérieur de la premiére électrode, un élément de retenue conducteur entourant les disques, en contact avec les périphéries de ceuxci et en contact électrique avec leurs secondes électrodes, mais isolé du conducteur intérieur et de leurs premières électrodes, et des moyens pour établir des connexions électriques indépendantes d'une part avec le conducteur intérieur et d'autre part avec l'élément de retenue conducteur.
Dans une forme d'exécution particuliérement avantageuse plusieurs de ces unités peuvent être empilées de maniére que les conducteurs intérieurs soient électriquement reliés les uns aux autres et que les éléments de retenue extérieurs soient également reliés électriquement les uns aux autres.
D'autres caractéristiques et avantages de formes d'exécution de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif. ainsi que des dessins annexés dans lesquels
La fig. I est une vue en plan d'un condensateur simple réalisé conformément à une première forme d'exécution de l'invention.
La fig. 2 est une vue en élévation du condensateur représenté sur la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1, mais à plus grande échelle.
La fig. 4 est une vue en plan d'un des côtés d'un disque de condensateur utilisé dans le condensateur représenté sur la fig. 1.
La fig. 5 est une vue analogue à celle de la fig. 4, mais montrant l'autre côté du disque.
La fig. 6 est une courbe d'atténuation typique d'un condensateur réalisé suivant les fig. 1 à 5 et ayant une capacité de 500 picofarads.
La fig. 7 est une courbe d'atténuation typique d'un condensateur semblable, mais ayant une capacité de 1000 picofarads.
La fig. 8 est une vue en élévation partielle d'un condensateur multiple formé par l'empilage de deux unités de condensateur du type représenté sur les fig. I à 3, et
La fig. 9 est une coupe longitudinale d'un élément de connexion utilisé dans l'empilage représenté sur la fig. 8.
La fig. 10 est une coupe d'un autre mode de réalisation du condensateur selon l'invention.
La fig. Il est une coupe d'un empilage de deux unités de condensateur du type représenté sur la fig. 10.
Sur les différentes figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner des éléments identiques ou semblables.
Comme on le voit sur les fig. I à 5, le conducteur intérieur en forme de tige du condensateur est désigné par 10; il porte une rondelle 11 montée à un point situé entre les extrémités du conducteur intérieur. La rondelle a la forme d'une plaquette circulaire plate présentant un trou central dans lequel passe le conducteur 10. La rondelle 1 1 est reliée électriquement et mécaniquement au conducteur 10 par une soudure à l'argent ou d'une manière analogue.
Comme mentionné ci-dessus, le condensateur comprend deux disques de condensateur. Comme il ressort le mieux des fig. 4 et 5.
les disques, désignés dans leur ensemble par la référence 12, comprennent un élément de base 13 en une matière ayant une rigidité diélectrique élevée. Il peut s'agir notamment d'un produit laminé du type utilisé couramment dans la réalisation de plaquettes à circuit imprimé et composé d'un tissu de fibre de verre et d'époxy.
Une telle matière a une rigidité diélectrique trés élevée et elle peut être utilisée en couches trés minces dans le but d'obtenir une capacité élevée sous une haute tension nominale. La titulaire a trouvé que le polytètrafluoréthylène convient également comme matière pour l'élément de base 13 lorsqu'il est souhaitable de maintenir les pertes par dissipation à un minimum ou lorsque le condensateur doit être utilisé à des fréquences trés élevées.
Comme il ressort également des fig. 4 et 5, le disque 12 porte, sur l'une de ses faces, une électrode annulaire mince 14 qui est laminée sur cette face et qui s'étend d'un trou central 15 jusqu'à un bord extérieur 16 qui est situé radialement à l'intérieur de la périphérie 17 du disque. Le cercle 18 en traits mixtes indique le diamètre de la rondelle 11 avec laquelle le disque 12 est assemblé. La face opposée du disque, le mieux visible sur la fig. 5, porte une autre électrode annulaire mince 19 qui est laminée sur la matière de base et qui s'étend de la périphérie 17 du disque jusqu'à un bord 20 situé radialement à l'extérieur du trou 15, mais à l'intérieur du bord extérieur 16 de l'électrode 14 se trouvant sur la face opposée du disque.
Deux disques 12, I'un désigné par 12a et l'autre par 12b sont montés de part et d'autre de la rondelle 11 sur le conducteur 10 (voir fig. 3), de manière que les électrodes ayant le plus petit diamètre, c'est-à-dire les électrodes 14, soient tournées vers la ron delle 1 1 et soient en contact électrique avec elle. Pour assurer un contact électrique convenable, I'électrode 14 de chacun des disques 12 peut être soudée sur la rondelle 11. Comme représenté sur les dessins, le conducteur 10 traverse les trous 15 des disques 12.
Une enveloppe radiale conductrice 21 avec un rebord radial de montage 22 entoure les disques 12 et est en contact avec les périphéries de ceux-ci ainsi qu'en contact électrique avec la paire d'électrodes située sur les faces extérieures des disques, c'est-à-dire avec les électrodes 19. Le contact électrique est assuré par le soudage de l'enveloppe sur les électrodes 19. On notera cependant que l'enveloppe 21 est isolée du conducteur intérieur 10 et de la paire d'électrodes 14.
Pendant l'assemblage du condensateur représenté sur les fig. 1 à 3, les disques de condensateur sont montés de telle manière sur le conducteur intérieur 10 que la rondelle 11 soit située entre eux; le sous-ensemble ainsi obtenu est introduit dans l'enveloppe 21 de manière que le disque intérieur s'applique contre l'épaulement 23 prévu dans l'enveloppe 21. L'espace entre les deux disques 12 dans la zone 24 située entre la périphérie de la rondelle 1 1 et la paroi intérieure de l'enveloppe est rempli de façon connue d'une masse isolante appropriée. Le bord 26 de l'enveloppe est rabattu pour que les disques soient maintenus à l'intérieur. Enfin, le condensateur est fermé de façon étanche par le dépôt de couches 27 et 28 de masse isolante.
Pour permettre le montage du condensateur ainsi que son branchement électrique, le conducteur intérieur peut être pourvu d'un trou fileté 29, tandis que le rebord 22 peut être pourvu d'une série d'ouvertures ou de trous 30 pour le passage de vis.
Selon un mode de réalisation typique, le conducteur intérieur 10, la rondelle 11 et l'enveloppe 21 sont en laiton. Les disques 12 peuvent être obtenus à partir d'un produit laminé revêtu d'une couche de cuivre du type Panelyte grade 1655 , Ce produit laminé correspond au type FR4 de la National Electrical Manufacturers Association . Il correspond en outre à la norme miliaire
MIL-P13 949 Type GF epoxy-glass laminate des E.U.A. Bien que l'utilisation du produit laminé cité ci-dessus ait donné satisfaction, tout autre produit équivalent correspondant aux normes mentionnées peut être employé avec les mêmes résultats satisfaisants.
Des disques d'une épaisseur d'environ 0,32 mm (comprenant un mince revêtement de cuivre sur les deux côtés) ont été utilisés avec de bons résultats pour la réalisation de condensateurs d'une capacité de 500 picofarads et une tension nominale de 5000
V courant continu. Un condensateur d'une capacité de 1000 picofarads et une tension nominale de 20000 V courant continu a été réalisé en utilisant des disques d'une épaisseur d'environ 0,85 mm, y compris le revêtement en cuivre sur les deux côtés. Bien que des disques ayant une épaisseur inférieure à 0,4 mm aient été utilisés avec de bons résultats, il peut s'avérer nécessaire d'utiliser des disques d'une épaisseur atteignant plus de 3 mm si le condensateur doit être utilisé sous une tension très élevée.
Comme il ressort le mieux de la fig. 3, la rondelle ou plaquette 11 a un diamètre relativement important et une faible épaisseur.
Cela assure que l'inductance du condensateur est maintenue minimale et que la rondelle agit en même temps comme un élément d'absorption de la chaleur. Une épaisseur typique pour la rondelle il est3mm.
La matière de remplissage utilisée dans la fabrication des condensateurs doit avoir une faible perte diélectrique. Des résultats
satisfaisants ont été obtenus avec un époxy à faibles pertes vendu
sous la désignation Stycast 2471 LV par Emerson & Cuming,
Inc. Les caractéristiques d'atténuation de condensateurs réalisés
comme décrit sont représentées sur les fig. 6 et 7. La fig. 6 se rap
porte à un condensateur ayant une capacité de 500 picofarads. La
fréquence de résonance propre du condensateur en question était
supérieure à 500 megahertz. La courbe de la fig. 7 se rapporte à
un condensateur d'une capacité de 1000 picofarads dont la fré
quence de résonance propre est de l'ordre de 350 megahertz.
La fig. 10 représente une autre forme d'exécution du condensateur suivant l'invention. Dans ce mode de réalisation, le conducteur intérieur 100 porte un élément radial 101 constitué par une douille métallique montée à un point situé entre les extrémités du conducteur. La rondelle 101 est cylindrique et présente un trou central traversé par le conducteur 10, auquel elle est reliée mécaniquement et électriquement.
Le condensateur comprend deux disques de condensateur 102 qui sont espacés l'un de l'autre et qui comprennent chacun un élément de base 103 composé d'une matière ayant une grande rigidité diélectrique. La titulaire a trouvé que le polyétrafluoréthylène convient particulièrement pour cette application.
Le disque 102 présente en outre, sur l'une de ses faces, une électrode annulaire mince 104 qui est laminée sur ladite face et qui s'étend d'un trou central 105 jusqu'à un bord extérieur 106 qui est situé radialement à l'intérieur de la périphérie 107 du disque.
L'autre face du disque 102 porte, de façon analogue, une électrode annulaire mince 109 qui est laminée sur l'élément de base 103 et qui s'étend de la périphérie 107 du disque jusqu'à un bord 110 situé radialement à l'extérieur du trou 105, mais à l'intérieur du bord extérieur 106 de l'électrode 104. Les électrodes opposées 102 et 104 produisent ainsi une forte impédance négative du disque 102. La titulaire a trouvé que le cuivre convient particulièrement comme matière métallique pour les électrodes.
Comme il ressort plus particulièrement de la fig. 10, deux disques 102 sont montés de part et d'autre de la rondelle 101 sur le conducteur 100, de manière que l'électrode 104 à faible diamètre de chaque disque 102 soit en contact électrique avec cette rondelle.
Deux anneaux de retenue ou enveloppes conducteurs 112 sont disposés autour des périphéries des disques 102, contre les électrodes 109 de ceux-ci; ils sont traversés par des tiges d'assemblage 114 qui maintiennent les disques 102 à l'état assemblé, comme représenté.
Pour obtenir et maintenir l'alignement convenable des divers éléments, une bague de retenue formant joint 116, de préférence en polyéthylène de forte densité, est prévue à l'intérieur. D'une manière analogue, pour rendre étanche l'intérieur du condensateur, un joint 118 en élastomère est disposé entre les disques 102, près de leurs périphéries 107. I1 est à noter toutefois que le joint 118 et la bague de retenue 116 ne sont pas des éléments essentiels.
Pour permettre le montage du condensateur ainsi que son branchement électrique, le conducteur intérieur 100, qui est en contact électrique avec les électrodes 104, est fileté et pourvu d'écrous 120 pour le branchement, tandis que les tiges d'assemblage 114 qui sont en contact électrique avec les anneaux de retenue 112 et des électrodes 109, sont filetées également à chaque extrémité et pourvues d'écrous 122 qui servent en même temps au branchement.
Etant donné que le conducteur 100 est normalement le conducteur sous tension, chacune de ses extrémités est pourvue d'un capuchon isolant approprié 124 qui est séparé par un joint approprié 126 par rapport à l'intérieur du condensateur.
Les condensateurs réalisés comme décrits ci-dessus et comme
représentés sur les fig. 1 à 5 et 10 se prêtent admirablement à un
empilage destiné à augmenter la capacité pour des tensions nominales élevées. L'un de ces empilages a été réalisé par le montage
en parallèle de cinq condensateurs, ayant ensemble une capacité
de 10 000 picofarads et une tension nominale de 25 000 V courant
continu.
La fig. 8 représente un empilage de condensateurs du type re
présenté sur les fig. 1 à 5; les rebords 22 sont reliés par des vis
d'assemblage 31 qui traversent des tubes entretoises 32, tandis que
les conducteurs intérieurs 10 sont reliés électriquement par un élé
ment de connexion élastique télescopique 33 qui est disposé entre
les conducteurs intérieurs 10 et qui est représenté en détail sur la
fig. 9. A cet effet, les conducteurs 10 ont un fini lisse, tout au moins aux extrémités reliées par l'élément de connexion 33, de sorte que les doigts élastiques 34 de l'élément assurent un contact électrique convenable avec elles. II va de soi que d'autres condensateurs peuvent être ajoutés à l'empilage en utilisant des vis d'assemblage plus longues ainsi que des entretoises et des éléments de connexion supplémentaires.
La fig. Il représente un empilage de condensateurs du type représenté sur la fig. 10; les tiges d'assemblage 114 traversant les anneaux de retenue extérieurs, et le conducteur intérieur 100 sont rallongés en vue de l'empilage de deux condensateurs. Des entretoises 130, pouvant être traversées par des tiges 114, maintiennent les condensateurs à distance l'un de l'autre, tandis qu'une bagueentretoise interne 132, de préférene en polyéthyléne ou une ma trière analogue, et un joint élastomère 134 assurent la cohésion au centre. II va de soi que d'autres condensateurs peuvent être ajoutés à cet empilage en utilisant des tiges d'assemblage et des conducteurs plus longs, ainsi que des joints et des entretoises supplémentaires.
The present invention relates to a capacitor, in particular for high voltages and frequencies.
Equipment producing a radiofrequency signal of the type used by radio and television transmitters generally comprise a part producing the radiofrequency signal and a direct current source which supplies this part.
Capacitors are used in the connection between the current source and the radio frequency signal producing part to isolate the radio frequency energy produced in the signal generating part from the current source. Such isolation is essential for the proper functioning of the signal producing part. The capacitor is in fact a low impedance circuit through which radio frequency currents can pass to earth. The capacitor at the same time constitutes a very high impedance for the direct current, an impedance which can practically be considered to be infinite.
Capacitors which can be used as input capacitors for such applications heretofore have consisted of ceramic material coated with a layer of metal. However, the maximum rated voltage at which such capacitors can actually be used is around 5000 V. This is due to the fact that ceramic material has low dielectric strength, which requires increasing the thickness if the voltage is higher. The increase in thickness, however, causes the capacitance to decrease and the impedance to increase for the radio frequency energy. In recent times, radiofrequency signal transmitters have been designed for ever greater powers.
To obtain this increase in power, it is necessary to operate the transmitters at higher voltages than hitherto. Voltages over 30,000
V have become common.
In view of the foregoing, the invention aims to provide a capacitor capable of operating at voltages of up to 30,000 V or more, which is capable of ensuring effective isolation of the radiofrequency signals, and which can be used for more. 'applications than the capacitors known hitherto, which is more compact and which is of an original embodiment.
The capacitor according to the invention is characterized in that it comprises at least one unit comprising an inner conductor in the form of a rod carrying a radial element of electrically conductive material arranged at a point situated between the ends of the inner conductor, two discs of capacitor each having a central hole and arranged on the inner conductor, on either side of the radial element and so that the conductor passes through the central holes, each of the discs having a diameter greater than that of the radial element and comprising a base element made of material having high dielectric strength, a first thin annular electrode laminated on the face of the disc located opposite the radial element,
this electrode extending from the central hole to an outer edge located radially inside the periphery of the disc and in contact with the radial element, and a second thin annular electrode laminated to the face of the disc located at the opposite the radial member and extending from the periphery of the disc to an edge located radially outside the central hole but inside the outer edge of the first electrode, a conductive retainer surrounding the discs, in contact with the peripheries thereof and in electrical contact with their second electrodes, but isolated from the inner conductor and their first electrodes, and means for establishing independent electrical connections on the one hand with the inner conductor and on the other part with the driver's retainer.
In a particularly advantageous embodiment several of these units can be stacked so that the inner conductors are electrically connected to each other and the outer retainers are also electrically connected to each other.
Other characteristics and advantages of embodiments of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given solely by way of non-limiting example. as well as the accompanying drawings in which
Fig. I is a plan view of a simple capacitor produced in accordance with a first embodiment of the invention.
Fig. 2 is an elevational view of the capacitor shown in FIG. 1.
Fig. 3 is a section taken along line 3-3 of FIG. 1, but on a larger scale.
Fig. 4 is a plan view of one side of a capacitor disc used in the capacitor shown in FIG. 1.
Fig. 5 is a view similar to that of FIG. 4, but showing the other side of the disc.
Fig. 6 is a typical attenuation curve of a capacitor produced according to FIGS. 1 to 5 and having a capacity of 500 picofarads.
Fig. 7 is a typical attenuation curve of a similar capacitor, but having a capacity of 1000 picofarads.
Fig. 8 is a partial elevational view of a multiple capacitor formed by stacking two capacitor units of the type shown in FIGS. I to 3, and
Fig. 9 is a longitudinal section of a connection element used in the stack shown in FIG. 8.
Fig. 10 is a sectional view of another embodiment of the capacitor according to the invention.
Fig. It is a sectional view of a stack of two capacitor units of the type shown in fig. 10.
In the various figures, the same references are used to designate identical or similar elements.
As seen in Figs. I through 5, the rod-shaped inner conductor of the capacitor is denoted by 10; it carries a washer 11 mounted at a point located between the ends of the inner conductor. The washer has the shape of a flat circular plate having a central hole in which the conductor 10 passes. The washer 11 is electrically and mechanically connected to the conductor 10 by silver soldering or in a similar manner.
As mentioned above, the capacitor includes two capacitor disks. As best seen from figs. 4 and 5.
the disks, designated as a whole by the reference 12, comprise a base element 13 made of a material having a high dielectric strength. It may in particular be a laminated product of the type commonly used in the production of printed circuit boards and composed of a fabric of fiberglass and epoxy.
Such a material has very high dielectric strength and it can be used in very thin layers for the purpose of obtaining high capacitance at high rated voltage. The licensee has found that polytetrafluoroethylene is also suitable as a material for base element 13 when it is desirable to keep dissipation losses to a minimum or when the capacitor must be used at very high frequencies.
As can also be seen from FIGS. 4 and 5, the disc 12 carries, on one of its faces, a thin annular electrode 14 which is laminated on this face and which extends from a central hole 15 to an outer edge 16 which is located radially inside the periphery 17 of the disc. The circle 18 in phantom lines indicates the diameter of the washer 11 with which the disc 12 is assembled. The opposite side of the disc, best visible in fig. 5, carries another thin annular electrode 19 which is laminated to the base material and which extends from the periphery 17 of the disc to an edge 20 located radially outside the hole 15, but inside the outer edge 16 of electrode 14 on the opposite side of the disc.
Two discs 12, one designated by 12a and the other by 12b are mounted on either side of the washer 11 on the conductor 10 (see FIG. 3), so that the electrodes having the smallest diameter, that is to say the electrodes 14 are turned towards the ron delle 1 1 and are in electrical contact with it. To ensure proper electrical contact, the electrode 14 of each of the discs 12 may be welded to the washer 11. As shown in the drawings, the conductor 10 passes through the holes 15 of the discs 12.
A conductive radial envelope 21 with a radial mounting flange 22 surrounds the disks 12 and is in contact with the peripheries thereof as well as in electrical contact with the pair of electrodes located on the outer faces of the disks, that is, that is to say with the electrodes 19. The electrical contact is ensured by the welding of the casing on the electrodes 19. Note however that the casing 21 is insulated from the inner conductor 10 and from the pair of electrodes 14.
During the assembly of the capacitor shown in fig. 1 to 3, the capacitor discs are mounted in such a way on the inner conductor 10 that the washer 11 is located between them; the sub-assembly thus obtained is introduced into the casing 21 so that the inner disk rests against the shoulder 23 provided in the casing 21. The space between the two disks 12 in the zone 24 situated between the periphery of the washer 1 1 and the inner wall of the casing is filled in a known manner with a suitable insulating mass. The edge 26 of the envelope is folded down so that the discs are held inside. Finally, the capacitor is sealed by the deposition of layers 27 and 28 of insulating mass.
To allow mounting of the capacitor as well as its electrical connection, the inner conductor may be provided with a threaded hole 29, while the flange 22 may be provided with a series of openings or holes 30 for the passage of screws.
According to a typical embodiment, the inner conductor 10, the washer 11 and the casing 21 are made of brass. The discs 12 can be obtained from a rolled product coated with a layer of copper of the Panelyte grade 1655 type. This rolled product corresponds to the FR4 type of the National Electrical Manufacturers Association. It also corresponds to the military standard
MIL-P13 949 Type GF epoxy-glass laminate from USA Although the use of the laminated product mentioned above has given satisfaction, any other equivalent product corresponding to the standards mentioned can be used with the same satisfactory results.
Discs with a thickness of about 0.32 mm (comprising a thin copper coating on both sides) have been used with good results for the realization of capacitors with a capacity of 500 picofarads and a nominal voltage of 5000.
V direct current. A capacitor with a capacity of 1000 picofarads and a nominal voltage of 20,000 V direct current was made using discs with a thickness of about 0.85 mm, including the copper coating on both sides. Although discs with a thickness of less than 0.4 mm have been used with good results, it may be necessary to use discs with a thickness of up to 3 mm if the capacitor is to be used under voltage. very high.
As best seen in fig. 3, the washer or plate 11 has a relatively large diameter and a small thickness.
This ensures that the inductance of the capacitor is kept minimal and that the washer at the same time acts as a heat absorbing element. A typical thickness for the washer it is 3mm.
The filler material used in the manufacture of the capacitors must have a low dielectric loss. Results
satisfactory results were obtained with a low loss epoxy sold
under the designation Stycast 2471 LV by Emerson & Cuming,
Inc. The attenuation characteristics of capacitors produced
as described are shown in fig. 6 and 7. FIG. 6 rap
door to a capacitor with a capacity of 500 picofarads. The
the natural resonant frequency of the capacitor in question was
greater than 500 megahertz. The curve of FIG. 7 relates to
a capacitor with a capacity of 1000 picofarads whose fré
own resonance frequency is of the order of 350 megahertz.
Fig. 10 shows another embodiment of the capacitor according to the invention. In this embodiment, the inner conductor 100 carries a radial element 101 constituted by a metal sleeve mounted at a point located between the ends of the conductor. The washer 101 is cylindrical and has a central hole through which the conductor 10 passes, to which it is mechanically and electrically connected.
The capacitor includes two capacitor disks 102 which are spaced apart from each other and which each include a base member 103 made of a material having high dielectric strength. The licensee has found polyetrafluoroethylene particularly suitable for this application.
The disc 102 further has, on one of its faces, a thin annular electrode 104 which is laminated on said face and which extends from a central hole 105 to an outer edge 106 which is located radially to the side. inside the periphery 107 of the disc.
The other side of the disc 102 similarly carries a thin annular electrode 109 which is laminated to the base member 103 and which extends from the periphery 107 of the disc to an edge 110 located radially at the edge. outside of hole 105, but inside of outside edge 106 of electrode 104. The opposing electrodes 102 and 104 thus produce a strong negative impedance of disc 102. The licensee has found copper to be particularly suitable as a metallic material for electrodes.
As emerges more particularly from FIG. 10, two discs 102 are mounted on either side of the washer 101 on the conductor 100, so that the small diameter electrode 104 of each disc 102 is in electrical contact with this washer.
Two retaining rings or conductive envelopes 112 are arranged around the peripheries of the discs 102, against the electrodes 109 thereof; they are crossed by assembly rods 114 which hold the discs 102 in the assembled state, as shown.
To achieve and maintain the proper alignment of the various elements, a seal retaining ring 116, preferably of high density polyethylene, is provided therein. Similarly, to seal the inside of the capacitor, an elastomeric seal 118 is disposed between the discs 102, near their peripheries 107. It should be noted, however, that the seal 118 and the retaining ring 116 are not. not essential elements.
To allow mounting of the capacitor as well as its electrical connection, the inner conductor 100, which is in electrical contact with the electrodes 104, is threaded and provided with nuts 120 for connection, while the assembly rods 114 which are in electrical contact with the retaining rings 112 and the electrodes 109, are also threaded at each end and provided with nuts 122 which serve at the same time for connection.
Since conductor 100 is normally the live conductor, each of its ends is provided with a suitable insulating cap 124 which is separated by a suitable gasket 126 from the interior of the capacitor.
The capacitors made as described above and as
shown in fig. 1 to 5 and 10 lend themselves admirably to a
stacking intended to increase the capacity for high nominal voltages. One of these stacks was achieved by mounting
in parallel of five capacitors, together having a capacity
of 10,000 picofarads and a nominal voltage of 25,000 V current
continued.
Fig. 8 shows a stack of re type capacitors
presented in fig. 1 to 5; the edges 22 are connected by screws
assembly 31 which pass through the spacers 32, while
the internal conductors 10 are electrically connected by an element
telescopic elastic connection 33 which is arranged between
internal conductors 10 and which is shown in detail on
fig. 9. For this purpose, the conductors 10 have a smooth finish, at least at the ends connected by the connection element 33, so that the resilient fingers 34 of the element provide suitable electrical contact with them. Of course, other capacitors can be added to the stack by using longer cap screws as well as extra spacers and connectors.
Fig. It shows a stack of capacitors of the type shown in FIG. 10; the assembly rods 114 passing through the outer retaining rings, and the inner conductor 100 are extended for stacking two capacitors. Spacers 130, which can be traversed by rods 114, keep the capacitors at a distance from one another, while an internal spacer ring 132, preferably of polyethylene or the like, and an elastomeric seal 134 ensure the cohesion at the center. Of course, other capacitors can be added to this stack using longer connecting rods and conductors, as well as additional gaskets and spacers.