FR2518832A1 - Procede de revetement d'electrodes, notamment pour eclateurs - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE REVETEMENT D'ELECTRODES DANS DES DISPOSITIFS ECLATEURS QUI REDUIT LA FORMATION DE FILAMENTS. APRES AVOIR DEPOSE UN REVETEMENT 21, PAR EXEMPLE EN CARBONE, SUR LES SURFACES DES ELECTRODES 11 ET 12, ON APPLIQUE AU DISPOSITIF UN SIGNAL QUI PROVOQUE LA CONDUCTION DANS LE MODE D'ARC PENDANT PLUSIEURS PERIODES COURTES. PENDANT CHAQUE PERIODE DE CONDUCTION, UNE PETITE REGION DU REVETEMENT ADHERE A L'ELECTRODE POLARISEE NEGATIVEMENT. ON POURSUIT CETTE OPERATION AVEC DES POLARITES ALTERNEES JUSQU'A OBTENTION DE L'ADHERENCE DU REVETEMENT SUR LA QUASI-TOTALITE DE LA SURFACE DES DEUX ELECTRODES. APPLICATION A LA FABRICATION DES PARAFOUDRES.

Description

la présente invention concerne le revêtement de

surfaces d'électrode et elle porte en particulier sur un pro-

cédé de revêtement pour faire adhérer de façon ferme un re-

vêtement sur l'électrode.

On utilise depuis de nombreuses années des limi- teurs de surtension pour protéger l'appareillage contre des surtensions élevées qui résultent de diverses causes telles que la foudre Ces dispositifs comprennent fondamentalement deux électrodes séparées par un intervalle constituant un éclateur le dispositif, qui est branché en parallèle sur l'appareil protégé, ne conduit pas pendant le fonctionnement

normal de l'appareil Cependant, lorsqu'une surtension d'am-

plitude suffisante apparaît au niveau des électrodes, une

étincelle se forme dans l'intervalle et la surtension est -dé-

rivée par rapport à l'appareil protégé Dans le limiteur de surtension à gaz hermétique, les électrodes sont placées dans

un boîtier scellé hermétiquement qui contient un gaz inerte.

Le dispositif s'amorce lorsque le gaz dans la région de l'in-

tervalle est suffisamment ionisé pour produire une étincelle.

On a constaté dans de tels dispositifs qu'un revg-

tement de graphite sur la surface des électrodes améliore les

performances du dispositif en augmentant l'émission d'élec-

trons à partir de l'électrode, ce qui favorise la formation

de la décharge par plasma dans l'intervalle Il exiàte cepen-

dant un problème associé à de tels revêtements, qui consiste dans la formation de filaments de carbone sur la surface, après quelques décharges du dispositif, ce qui conduit à des

courants de fuite et à des courts-circuits dans-des cas ex-

trêmes. On peut éviter ce problème en faisant adhérer plus

fermement le revêtement d'électrode sur la surface de l'élec-

trode. On parvient à ceci par un traitement dans lequel on

dépose tout d'abord un revêtement sur la surface des électro-

des On applique ensuite un signal aux électrodes pour pro-

duire une conduction dans le mode d'arc pendant plusieurs pé-

riodes courtes, de façon que pendant chacune de ces périodes, une partie différente du revêtement adhère aux électrodes L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se

référant aux dessins annexés sur lesquels:

la figure 1 est une coupe d'un limiteur de surten-

sion hermétique à gaz,-d'un type caractéristique, fabriqué

conformément à un mode de réalisation de l'invention.

La figure 2 est une caractéristique courant-tension du dispositif de la figure 1 qui montre la conduction dans le

mode d'arc.

les figures 3 et 5 sont des schémas d'exemples de

circuits qu'on utilise dans la mise en oeuvre de l'invention.

La figure 4 représente la tension aux bornes des

électrodes et le courant dans les électrodes pendant l'appli-

cation du signal provenant du circuit de la figure 3.

La figure 6 montre la tension aux bornes des élec-

trodes lorsqu'on utilise le circuit de la figure 5.

La figure 7 est une représentation agrandie d'une partie de la figure 6 et montre de façon plus détaillée le courant qui traverse les électrodes, La figure 8 montre un circuit destiné à effectuer

une opération de traitement supplémentaire.

La figure 9 montre le courant qui traverse le dis-

positif lorsqu'on utilise le circuit de la figure 8.

La figure 1 représente un limiteur de surtension à gaz, de type scellé Le dispositif comprend deux électrodes, 11 et 12, définissant entre elles un intervalle étroit, ou éclateur, 19 Les électrodes sont fixées à des collerettes, 14 et 15, qui sont à leur tour fixées aux extrémités opposées d'un boîtier isolant, 13 Des bornes, 16 et 17 sont également

fixées aux collerettes et connectées électriquement aux élec-

trodes Le bottier est empli d'un gaz consistant en argon et il est scellé hermétiquement en utilisant un métal fusible 18 pour toutes les liaisons entre les électrodes, les collerettes, les bornes et le boîtier isolant Un ressort 20 est incorporé

entre l'électrode 12 et la borne 17 pour contribuer à l'ob-

tention d'un intervalle uniforme.

Dans cet exemple, les électrodes sont en cuivre et comprennent un revêtement 21 en carbone (graphite) sur les

parties des surfaces d'électrode qui sont situées face à fa-

ce Les surfaces d'électrode comprennent également des sil-

lons 22 destinés à empêcher une détérioration du revêtement de carbone (Voir par exemple le brevet US 4 037 266) Le boîtier isolant est en céramique, les collerettes sont en

cuivre et les bornes consistent en un alliage fer-nickel re-

vêtu de nickel Le métal fusible est un eutectique argent-

cuivre A l'exception du traitement utilisé pour faire adhé-

rer le revêtement 21 sur les électrodes 11 et 12, le dispasi-

tif et son procédé de fabrication sontconnus.

Conformément à un mode de réalisation de l'inven-

tion, on forme le revêtement de carbone 21 sur la surface d'électrode en déposant tout d'abord le revêtement par une pulvérisation classique de graphite colloïdal (une suspension de graphite dans de l'alcool et de l'eau) Dans cet exemple, le revêtement mesure appropximativement 3 pm d'épaisseur, mais il est de façon générale compris dans la plage 1,5 5

p M On assemble ensuite complètement le dispositif conformé-

ment aux techniques de fabrication classiques.

Après l'assemblage, on soumet le dispositif à un signal qui fait conduire le-dispositif dans le mode d'arc pendant plusieurs périodes courtes On peut comprendre la conduction dans le mode d'arc en se référant à la figure 2

qui montre une courbe tension-courant pour un dispositif ca-

ractéristique lorsqu'on applique aux électrodes une tension qui augmente lentement, par exemple avec une pente d'environ

2000 V/s A un certain point, le dispositif atteint la ten-

sion de claquage V, après quoi le dispositif conduit dans le mode de "décharge luminescente", de I à I 2, avec une tension

relativement constante inférieure à la tension de claquage.

Lorsque le courant augmente au-delà de I 2, dans l'intervalle

I-2-,I 3 le dispositif fonctionne dans le mode d'arc, dans le-

quel la tension aux bornes des électrodes est à une valeur

relativement constante, mais très inférieure Dans cet exem-

ple, la tension de claquage VB est de 300 V, la tension de mode de décharge luminescente VG est d'environ 180 V et la tension de mode d'arc VA est d'environ 15 V Le Qourant le plus faible (Il) pour le mode de décharge luminescente est

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de l'ordre de quelques microampères et le début du mode d'arc est à 200 m A.

On a découvert que chaque fois qu'on fait fonction-

ner le dispositif dans le mode d'arc, la température atteinte est suffisante pour produire une réaction entre le revêtement de cathode et la surface d'électrode sous-jacente, de façon à

produire une meilleure adhérence Le mécanisme-est donc net-

tement différent des traitements de vieillissement classiques de l'art antérieur, qui font essentiellement fonctionner le limiteur dans le mode de décharge luminescente et provoquent

une pulvérisation de particules à-partir de la surface d'éléc-

trode (Voir par exemple le brevet US 3 454 811) (On notera qu'une certaine pulvérisation se produit pendant la mise en oeuvre du procédé de l'invention, mais ceci ne constitue pas la réaction principale) On a également découvert que si on utilise des impulsions discrètes de courte durée (moins de jus), l'étincelle qui est produite pendant chaque amorçage apparaît de façon aléatoire dans des zones dans lesquelles il n'y a pas encore eu de réaction, sur la surface de

l'électrode, de façon à faire réagir essentiellement une par-

tie différente du revêtement pendant chaque amorçage En ou-

tre, en inversant la polarité des impulsions, on peut égale

ment traiter de cette manière l'autre électrode du limiteur.

Ainsi, si on applique au dispositif un signal comprenant de nombreuses impulsions courtes d'amplitude suffisante pour provoquer la conduction du dispositif dans le mode d'arc, et si on inverse la polarité du signal à certains intervalles, la quasi-totalité du revêtement de carbone présent sui la

surface des deux électrodes 11 et 12 est susceptible de for-

mer une liaison résistante avec les électrodes.

A titre d'exemple, on décrit deux configurations

de circuit différentes pour -effectuer l'opération de traite-

ment décrite ci-dessus La première est représentée sur la figure 3 Dans ce circuit, un courant est fourni par une source de signal-alternatif 24, qui produit un signal à 60

cycles/seconde, avec une tension efficace de 1000 V la sour-

ce est connectée à un réceptacle S (dans lequel est introduit le dispositif limiteur de surtension qui est traité), par l'intermédiaire de résistances R 1 et R 2 connectées en série avec le limiteur Un condensateur C est connecté entre les deux résistances et dans un circuit de décharge branché en série avec l'une des résistances (R 2) et le réceptacle Le circuit est conçu pour fonctionner dans le mode d'oscillateur à relaxation, en fournissant au limiteur un courant suffisant pour que chaque fois que le dispositif conduit, il passe dans le mode d'arc, et avec des impulsions suffisamment

courtes pour qu'une partie différente réagisse à chaque im-

pulsion Ainsi, le condensateur C emmagasine une charge jus-

qu'à ce que la tension aux bornes du limiteur atteigne la tension de claquage, et à ce moment C se décharge par R 2 dans

le limiteur, avec un courant suffisant pour produire une con-

duction dans le mode d'arc pendant une courte période Le courant est une impulsion qui est déterminée par C, R 2 et

l'inductance de R 2 Après cette période, la conduction s'ar-

rête et la tension aux bornes du limiteur commence à augmen-

ter jusqu'à ce que le claquage soit obtenu à nouveau, et le

processus se répète Ce fonctionnement du limiteur est repré-

senté sur la figure 4 qui est une représentation approximati-

ve de la tension aux bornes du dispositif et du courant qui le traverse, pour un cycle du signal alternatif On notera que le dispositif s'est amorcé plusieurs fois pendant chaque demi-cycle Dans un mode de réalisation, il y a eu en moyenne

17 amorçages pendant chaque demi-cycle Pendant chaque amor-

çage, la conduction en mode d'arc est obtenueavec un courant de crtte d'environ 1,4 A, ce qui conduit à des températures

de surface de plusieurs milliers dé degrés Ceci est suffi-

sant pour produire une réaction entre le cuivre et le carbone, dans une petite région différente de l'électrode polarisée négativement:, pendant chaque amorçage Pendant la seconde moitié du cycle, la polarité est inversée et les réactions se produisent sur l'autre électrode On répète cette procédure pendant plusieurs cycles (approximativement 20 secondes dans cet exemple), jusqu'à ce que la totalité du revêtement de carbone présent sur les deux surfaces d'électrode ait ainsi réagi. Lorsqu'on utilise le circuit de la figure 3, il est préférable que la durée de chaque conduction dans le mode d'arc soit comprise dans la plage de 1 is 200 ls, mais

des durées allant jusqu'à 400 Us sont utilisables Si la pé-

riode est trop courte, la taille delazonetraitéeesttiopffedhle,ce qui fait qu'il est difficile d'obtenir une réaction complète

de la surface d'électrode, et si elle est trop longue, l'élec-

trode peut 9 tre endommagée La période réelle pour chaque con-

duction dans le mode d'arc est dans cet exemple d'environ 20 lus pour les impulsions principales Pour faire en sorte qu'une zone différente réagisse pendant chaque impulsion de courant,

il est préférable que chaque impulsion de courant soit termi-

née par une inversion de polarité de tension de quelques

volts, comme il est représenté sur la figure 4 (et décrit da-

vantage ci-après), pour -garantir le blocage du dispositif, Dans le même but, il est recommandé que les impulsions de courant soient séparées d'au moins 1 ms Un courant de trête

d'au moins 1 A est préférable.

Dans le circuit représenté sur la figure 3, on uti-

lise des résistances bobinées (inductives) qui comprennent six résistances de 1470 -a chacune connectées en série pour R 1, une résistance bobinée du commerce de 215 Q pour R 2, et un condensateur ayant une capacité de 0,1 P Les inductances propres aux résistances bobinées procurent la légère inversion

de polarité de tension pour le blocage à la fin de chaque im-

pulsion Iso capacité détermine la quantité d'énergie qui est appliquée au limiteur lorsque le claquage est obtenu, et la valeur de R 2 détermine la taille de la zone qui réagit dans chaque conduction en mode d'arc, en définissant le courant de crtte de l'impulsion R 1 détermine le temps nécessaire pour

charger le condensateur et définit donc la cadence de répéti-

tion des impulsions.

la figure 5 montre un autre exemple de circuit pour mettre en oeuvre le traitement destiné à faire adhérer le revêtement, mais d'une manière quelque peu différente On constate que pour améliorer encore davantage le traitement,

le revêtement doit être soumis à une séquence rapide de poin-

tes de courant ayant chacune un front avant à montée rapide et une amplitude élevée Pendant l'établissement de l'arc (c'est-à-dire pendant les 50 premières nanosecondes du début de la décharge),des densités-de courant extremement élevées

apparaissent dans l'intervalle du fait que, au moins initia-

lement, l'extension latérale de l'arc est très faible Cha-

que établissement de l'arc, avec une densité élevée, fait réagir une très petite zone du revêtement avec la surface

d'électrode Du fait que l'arc s'étale, la réaction de sur-

face désirée ne se produit que pendant l'établissement de l'arc, et une amplitude élevée pendant l'établissement de l'arc est donc préférable En outre, les pointes de courant sont de préférence suffisamment rapidespour que le dispositif s'amorce plusieurs fois avant que le plasma soitcomplètement éteint Ceci conduit à des réactions qui sont produites de façon aléatoire le long de la surface d'électrode, du fait que les emplacements sont déterminés par la dérive de charges résiduelles qui proviennent de la décharge précédente, et non par des conditions de surface 'Un tel traitement produit une

réaction uniforme, au moins sur les parties plates des élec-

trodes, qui sont les parties importantes des électrodes, du

fait qu'elles déterminent la valeur de la tension de limita-

tion des surtensions.

Dans le circuit qu' on voit sur la figure 5, le li-

miteur de surtension est représenté par S le courant est fourni par une source de signal alternatif 123, qui produit un signal à 60 cycles/seconde, avec une tension efficace de

1000 V Pour les besoins de la description, le reste du cir-

cuit est divisé en parties I, II et III, et on décrira leurs fonctions fondamentales, à titre d'exemple et non dans un

but limitatif.

La partie I comprend un circuit série formé par des résistances R 1 l et R 12 et une inductance L 11, entre la source 123 et une électrode du limiteur S, et une résistance R entre l'autre électrode du limiteur et la source 123 Un

condensateur C 11 est branché dans un circuit de décharge sé-

rie à une extrémité des résistances R 11 et R 13, e t un conden-

sateur C 12 est connecté à l'autre extrémité de RM et R 15,

dans un circuit de décharge série qui comprend R 12 et 111.

R 11, R 13, a 12 et le limiteur de surtension S fonctionnent à la manière d'un oscillateur à relaxation de façon à produire un nombre désiré de signaux de tension en dents de scie par demi-cycle de la tension à 60 cycles qui est appliquée, ce

nombre étant de 45 à 60 dans le cas considéré Ceci est re-

présenté par la'courbe de la figure 6 qui montre le signal de tension approximatif aux bornes du dispositif La courbe en trait miixte représente la tension que fournit la source

123 Sous l'effet de cette tension, C 12 se charge à une vi-

tesse qui est déterminée-par sa capacité ainsi que par les

résistances R 11 et R 13 Lorsque la tension aux bornes du li-

miteur S atteint la tension de claquage VB, le condensateur C 12 se décharge Lorsque le limiteur cesse de conduire, C 12

se charge à nouveau et le processus se répète Comme le mon-

tre la figure 6, la fréquence d'oscillation varie en-fonc-

tion de la tension appliquée (Tous les claquages ne sont pas représentés sur la figure, dans un but de clarté) C 11 fait fonction de condensateur de dérivation, R 12 limite le courant de décharge et L 11 ralentit la déchargeà partir de

012, pour que les autres parties du circuit puissent fonc-

tionner plusieurs fois pendant chaque période d'oscillation.

Dans cet exemple, la période d'oscillation,, varie avec la tension mais elle est supérieure à 80 'So la partie II du circuit comprend un condensateur 13 et une inductance L 12, qui sont également branchés dans un circuit de décharge série avec le limiteur S C 13 est branché entre les deux inductances It 1 et L 12 Cette partie

forme avec S un oscillateur résonnant excité de façon im-

pulsionnelle, ayant pour effet de bloquer plusieurs fois le limiteur pendant la décharge de 0120 En fait, le circuit produit une légère inversion de la polarité de la'tension chaque fois qu'une décharge a lieu dans le dispositif, pour assurer le blocage de ce dernier Ceci se produit du fait qu'au moment du-claquage, C 13 se décharge par L 12 jusqu'à

ce que la tension aux bornes de C 13 s'inverse Les oscilla-

355 tions de cette partie sont de courte durée, du fait que le dispositif se bloque après un demi-cycle, et les éléments R 14 et 014 -constituent pour le circuit une charge qui fait cesser les oscillations Cependant, la charge et la décharge

de C 13 se répètent plusieurs fois pendant que C 12 se déchar-

ge Ainsi, la période d'oscillation de cette partie doit être

inférieure à celle de la partie I pour qu'il y ait des cla-

quages multiples du limiteur pour chaque période '7 Dans cet exemple, on a calculé une période d'oscillation de 0,38 "s pour L 12 et C 13 L'interaction avec le limiteur et d'autres composants du circuit conduit en réalité à des périodes qui tombent en général dans la plage de 1 à 20 p 1 so la partie III du circuit comprend une résistance

R 14 et un condensateur C 14 e branchés dans un circuit de dé-

charge série avec le limiteur A chaque claquage du limiteur, le condensateur se décharge par la résistance avec un courant élevé, soit environ 30 A dans cet exemple Le temps de réponse de cette partie (le temps nécessaire pour que le courant de crête provenant du condensateur C 14 soit appliqué au-limiteur) doit être très court pour produire une densité de courant très élevée dans l'intervalle du limiteur pendant l'établissement de l'arc Dans cet exemple, le temps de réponse est inférieur

à 50 ns La constante de temps pour la décharge du condensa-

teur C 14 est d'environ 0,5 ls, mais selon les caractéristiques désirées pour le limiteur, des constantes de temps allant

jusqu'à 0,1 lis sont de façon générale utilisables.

la figure 7 montre une représentation plus détaillée d'une tension caractéristique aux bornes du dispositif pendant une période de l'oscillation de relaxation représentée sur la figure 6 Du fait que l'onde de tension varie d'un dispositif à un autre et avec la durée de vieillissement, il faut noter

que cette onde n'est représentée qu'à titre d'exemple On note-

ra que le claquage du limiteur se produit de façon qaractéris-

tique plusieurs fois pendant chaque partie correspondant à une dent de scie Ceci résulte de l'action des parties I Iet II Idu circuit, comme décrit précédemment On notera également qu'il y a une légère inversion de polarité à chaque claquage, comme indiqué précédemment La figure 7 montre également des pointes

de courant caractéristiques dans le dispositif, qui correspon-

dent à la tension considérée à titre d'exemple Une pointe de courant se produit à chaque claquage du dispositif Un aspect de l'utilisation de ce circuit consiste en ce que les pointes

de courant ont une amplitude élevée, au moins pendant l'éta-

blissement de l'arc, et sont produites en séquence rapide, pour donner lieu à une réaction uniforme sur la totalité de

la frontière entre le revêtement et la partie plate de l'élec-

trode L'amplitude et la fréquence précises varient avec le vieillissement et d'un dispositif à un autre En général, l'amplitude des pointes de courant est limitée par R 14, dont la valeur est déterminée par les caractéristiques désirées

pour le limiteur Les-amplitudes des pointes de courant doi-

vent de façon générale étre dans-la plage de 10 à 1000 A, et les pointes de courant qui se produisent pendant une période d'oscillation doivent être séparées de moins de 20 Fs Dans cet exemple, l'amplitude est de 25 à 30 A et les pointes de

courant sont séparées par moins de 10 js.

Dans cet exemple particulier, on a utilisé les pa-

ramètres de circuit suivants (les inductances parasites in-

trinsèques sont indiquées entre parenthèses): Rll = 4 k- ( 203 pl)

R 12 = 215 L ( 16)

R 13 = 4 k L ( 203 p-)

R 14 = 10 _O_

c = 5 o 00 p F a 12 = O o 03 p F 013 = 1 000 p F 014 = 5 000 p F 1 = 27 p

L 12 = 3,6 L

On notera que ces valeurs sont données à titre d'exemple et

peuvent 8 tre modifiées en fonction de besoins particuliers.

Au point de vue théorique, on considère que la den-

sité de courant élevée qui est produite pendant l'établisse-

ment de l'arc du limiteur de surtension (dans une durée de 50 ns à partir du début de la décharge) entraîne la pénétration du rev 8 tement de carbone et conduit à une bonne adhérence En outre, il faut plusieurs microsecondes pour que le plasma produit dans la région de l'intervalle se dissipe En créant une séquence rapide d'impulsions, un certain nombre d'ions demeurent dans l'intervalle pour la décharge immédiatement suivante du dispositif (Ceci est mis en évidence par le

fait que les décharges successives se produisent à des ten-

sions plus faibles, comme le montre la figure 7) On pense que du fait de lg migration de certains de ces ions entre des décharges, les décharges suivantes ont une plus grande tendance à 9 tre étalées sur la surface de l'électrode et'on

obtient une réaction plus uniforme sur la surface de l'élec-

trode Ainsi, les réactions se produisent de façon aléatoire

sur la surface de l'électrode et leurs emplacements ne dé-

pendent pas de propriétés de surface Il faut noter qu'on ne comprend pas parfaitement le-mécanisme précis et que ce qui

est indiqué ci-dessus ne constitue qu'une explication possi-

ble des résultats obtenus.

la réaction décrite ci-dessus se produit à l'élec-

trode qui est chargée négativement (cathode) Ainsi, l'in-

version de la polarité que fournit la source alternative 123

permet de traiter les deux électrodes.

Le temps total perdant lequel on doit appliquer au limiteur le signal sous forme d'impulsions, en utilisant l'un ou l'autre des circuits représentés sur les figures 3 et 5, ou d'autres circuits qui conviennent à la mise en oeuvre de

l'invention, peut être déterminé par un examen visuel du re-

vêtement, du fait que la région dans laquelle la réaction a

eu lieu est recouverte, de points contigus On peut égale-

ment déterminer le temps de façon empirique pour chaque type de dispositif en examinant la distribution des tensions de claquage et des tensions de limitation de surtension pour des groupes de tels dispositifs ayant subi un vieillissement pendant diverses durées Siela durée est trop courte, il y aura-une variation importante dans ces valeurs, et si elle

est trop longue, la-valeur médiane de la tension de limita-

tion de surtension augmentera Dans un exemple d'utilisation du circuit de la figure 5, la source de courant à 60 cycles/ seconde fournit 9 impulsions avec des durées d'une seconde pour chacune En général, il est souhaitable en fabrication commerciale de soumettre le limiteur au signal sous forme d'impulsions pendant moins de 10 secondes la technique précédente crée un revêtement qui adhère uniformément, au moins sur la zone plate des électro-

des Cependant, il est souhaitable dans certaines circons-

tances de laisser certaines particules du revêtement à l'état non adhérent, et les surfaces d'électrode dans un état rendu

rugueux les particules non adhérentes contribuent à l'ob-

tention d'aspérités de surface A titre d'exemple, un trop

petit nombre d'aspérités peut conduire à des tensions de li-

mitation de surtension élevées (au contraire, trop de carbone

libre peut conduire à une résistance faible pour le disposi-

tif)o Pour créer la quantité d'aspérités correcte, on

place ensuite le dispositif dans le circuit qui est représen-

té sur la figure 8 le limiteur de surtension S est à nouveau alimenté par une source de courant alternatif, 125, fonction-' nant à 60 cycles par seconde, et avec une tension efficace de

1000 V Une résistance R 15 'et une inductance L 13 sont connec-

tées en série entre la source et le dispositif Un 'condensa-

teur 015 est connecté dans un circuit de décharge série avec l'inductance et le limiteur Un autre condensateur C 16 est connecté en parallèle sur le limiteur, à l'autre extrémité de l'inductance Ce circuit fonctionne d'une manière similaire à

celui de la figure 5, dans 'la mesure o R 15, 15 et le limi-

teur forment 'un oscillateur à-relaxation, et l'inductance de

13 assure le blocage du dispositif Comme le montrent les si-

gnaux de courant et de tension représentés sur la figure 9, lorsque la tension appliquée dépasse la tension de claquage, le dispositif donne lieu à plusieurs décharges, en conformité avec l'oscillation de relaxation, et des pointes de courant

circulent dans le dispositif L'amplitude des pointes est dé-

terminée par 016 qui est une capacité parasite Cependant, on

choisit pour la résistance du circuit, R 15, une valeur suffi-

samment faible pour que lorsque la tensionfdpasse une certai-

ne valeur, il circule vers le limiteur un courant suffisant

pour entretenir une conduction en mode d'arc, sans oscilla-

tion, pendant la majeure partie de la durée de l'impulsion appliquée Comme il est représenté, à la fin de l'impulsion -les décharges multiples recommencent la faiblé densité de courant dans le limiteur que produit ce circuit forme les aspérités qui donnent une valeur basse pour la tension de li- mitation de surtension Dans cet exemple, on applique une seule impulsion de courant d'une valeur efficace d'environ

1 A, pendant une seconde, et la durée de conduction non oscil- lante s'étend sur environ 6,5 ms par demi-cycle En général, il est

préférable que la conduction non oscillante s'étende sur des durées de 5 à 7 ms par demi-cycle, pour obtenir la

quantité désirée d'aspérités l'amplitude du courant de l'im-

pulsion appliquée doit de préférence être comprise dans la plage de 0,5 à 1,5 A eff Dans cet exemple particulier, les paramètres de circuit sont les suivants: R 15 = 1 k IL a 15 = i 000 p F 113 = 27 p H Cp q 100 p F On notera à nouveau qu'on peut faire varier les paramètres du

circuit en fonction de besoins particuliers.

Bien qu'on ait décrit l'invention en utilisant un revêtement de graphite sur Jes électrodes, elle s'applique à d'autres revêtements, comme par exemple des revêtements de molybdène, de tungstène, de cuivre et de verre émissif En outre, il n'est pas obligatoire que l'électrode sous-jacente soit en cuivre, et elle peut être en molybdène, en tungstène

ou en d'autres conducteurs.

De plus, bien qu'il soit avantageux de faire réagir le revêtement et les électrodes une fois que le dispositif est complètement assemblé, ce traitement peut être effectué

avant l'assemblage.

* Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté, sans sortir

du cadre de l'invention.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 Procédé de fabrication d'un dispositif ayant

deux électrodes ( 11 et 12) séparées par un intervalle d'écla-

teur ( 19),dans lequel on dépose un revêtement ( 21) sur une partie des électrodes, caractérisé en ce qu'on applique aux électrodes un signal qui provoque la conduction dans le mode d'arc pendant plusieurs périodes courtes, de façon que pendant chacune de ces périodes, une partie différente du revêtement

adhère à l'une des électrodes.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en

ce que le revêtement consiste en carbone.

3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en

ce que les électrodes consistent en cuivre.

4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal est appliqué par un circuit qui comprend une source de courant alternatif ( 23), plusieurs résistances (R 1, R 2) branchées en série avec la source et les électrodes, et un condensateur (C) branché dans un circuit de décharge en

série avec les électrodes et l'une au moins des résistances.

5 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les périodes de conduction dans le mode d'arc sont dans la plage 1 lis 200 F. 6 Procédé seelon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique aux électrodes un signal de polarité alternée de façon à produire plusieurs fois la conduction dans le mode

d'arc pendant chaque polarité.

7 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplitude des pointes de courant est dans la plage

1000 A.

8 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intervalle de temps entre la majorité des pointes de

courant est inférieur à 20 lis.

9 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée totale d'application du signal sous forme

d'impulsions est inférieure à 10 s.

Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit comprend une source de courant alternatif ( 23) qui inverse périodiquement la polarité du signal dans le

but de faire adhérer le revêtement sur une électrode particu-

lière pour chaque polarité.

Procédé selon la revendication 10, caractérisé

en ce que le circuit comprend des premiers moyens (I) desti-

nés à appliquer un signal d'oscillation de relaxation aux

bornes du dispositif, des seconds moyens (Il) destinés à pro-

-.*Yduire plusieurs pointes de courant dans le dispositif à la fin de chaque période du signal d'oscillation de relaxation et à produire une faible inversion de polarité chaque fois que le signal passe par zéro, et des troisièmes moyens (III)

destinés à produire des pointes de courant d'amplitude élevée.

12 Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que les premiers moyens comprennent une première résis-

tance (R 11) branchée en série entre la source du courant et une électrode du dispositif, une seconde résistance (R 13)

branchée en série entre la source de courant et l'autre élec-

trode du dispositif, des premier et second condensateurs (C

et C 12) branchés en parallèle à une extrémité des deux ré-

sistances, et une troisième résistance (R 12) et une première -inductance (I 11) branchées dans un circuit de décharge série

entre le second condensateur et l'une des électrodes du dis-

positif. 13 Procédé selon la revendication 11, caractérisé

en ce que les seconds moyens comprennent une seconde induc-

tance ( 112) et un troisième condensateur (O 13 > branchés dans

un circuit de décharge série par rapport au dispositif.

14 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que les troisièmes moyens comprennent une quatrième résistance (R 14) et un quatrième condensateur) branchés mutuellement en série et dans un circuit de décharge série

par rapport au dispositif.

Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce qu'il comprend en outre l'opération qui consiste à ap-

pliquer un signal à l'électrode au moyen d'un second circuit qui fait circuler dans les électrodes au moins une impulsion de courant suffisante pour produire certaines aspérités à la

surface des électrodes.