Brevet FR2005653A1 — publié le 19691212

26QS6S3 1 La présente invention concerne les dispositifs d'alimentation en courant continu haute tension» Le développement des applications industrielles des faisceaux d'électrons de grande énergie a entraîné une demande 5 croissante de systèmes accélérateurs haute tension pouvant non seulement produire des faisceaux d,électrons de grande énergie, mais aussi pouvant fonctionner d'une façon continue pendant des duréœ prolongées. Ces systèmes accélérateurs doivent aussi être relativement peu coûteux, aussi bien du point de vue de l'inves-10 tissement en capital que du prix de revient du fonctionnement et de 1* entretien. La production de faisceaux d,e particules chargées de grande énergie autres que des électrons, tels que les protons, les deutons et même des particules chargées plus lourdes est aussi d'un intérêt considérable du point de vue scientifique. 15 Un type de systèmes accélérateurs haute tension comprend essentiellement une source de courant continu haute tension, un accélérateur utilisant cette tension pour accélérer un faisceau drions, et un système de câble pour transmettre l'énergie haute tension à l'accélérateur. L'accélérateur demande 20 typiquement aussi de l'énergie basse tension pour produire les particules chargées devant être accélérées, et par suite, cette énergie doit être produite dans le système d'alimentation et être transmise à l'accélérateur à travers le câble. Les valeurs des tensions continues présentant 25 un intérêt pour certaines applications industrielles et autres d'un système accélérateur sont comprises entre 100 et 1.000 kV. Les problèmes posés pour produire des tensions en courant continu de ces valeurs par conversion d'un courant alternatif, sont bien connus. Des transformateurs pour convertir un courant alternatif ■ 30 basse tension en courant alternatif haute tension sont disponibles assez facilement, et des circuits de différents types pour la conversion du courant alternatif en courant continu sont bien connus. Cependant, il est difficile de concilier les problèmes concernant la dissipation de la chaleur, le réglage et la stabi-35 lisation de la haute tension obtenue et le maintien des dimensions du dispositif d'alimentation en courant à des valeurs acceptables. La présente invention a par suite pour objet un appareil perfectionné d'alimentation en courant continu haute tension, en particulier pour un système accélérateur haute tension. 69 10446 2095653 2 Un dispositif selon l'invention comprend une enceinte pour un dispositif d'alimentation contenant un fluide isolant du point de vue électrique avec plusieurs dispositifs pour échelonner des tensions pour stabiliser la haute tension 5 produite dans l'enceinte, chaque dispositif d'échelonnement de la tension comprenant plusieurs plans équipotentiels espacés les uns des autres, avec un gradient de potentiel par échelons successifs entre la haute tension et la tension de référence de la terre. Un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, comportant une alimentation en courant du type doubleur de tension comprend trois séries de plans équipotentiels associés à des redresseurs, des condensateurs et des résistances, montés en deux empilages séparés entre les parois opposées de l'enceinte se trouvant au potentiel de la masse, les condensateurs 15 associés à ces plans étant distribués entre les deux empilages. L'une des parties des plans des condensateurs est isolée électriquement de la paroi la plus voisine, ét l'autre partie utilise cette paroi comme plan de masse de référenceo Les plans de masse de référence des séries de redresseurs et des résistances des 20 plans sont mis au potentiel de référence de la masse par les parois opposées de l'enceinte. Les constituants électriques, tels que les résistances, les condensateurs et les redresseurs, sont montés entre les plans correspondants» 25 Les avantages principaux de l'alimentation en cou rant à plans échelonnés selon 1*invention sont la réduction des dimensions de l'enceinte et l'augmentation de la stabilité de l'alimentation, ainsi que l'absence de décharge entre des points matériels se trouvant à des potentiels différents à l'intérieur 30 de l'enceinte» Ces caractéristiques sont particulièrement efficaces suivant le mode de mise en oeuvre préféré, de l'invention pour constituer l'alimentation à plans échelonnés parce qu'il suffit de deux piles séparées de plans et que les plans soumis à la tension en courant continu la plus élevée ne font pas face aux 35 plans mis à la masse par leurs côtés plats, des plans intermédiaires ayant des potentiels plus bas étant interposéso Certains de. ces avantages existent aussi dans l'utilisation du système à plans échelonnés comportant trois séries BAD ORtQjftjg —-v.. 69 10449 2095653 3 de plans montés en trois empilages séparés, mais une distance de séparation relativement importante entre les plans se trouvant au potentiel en courant continu le plus élevé et les plans de référence de la masse vus par leurs côtés plats, doit être prévue. 5 II peut ainsi être considéré qu'un certain échelonnement des potentiels du courant d'alimentation permet une réduction des dimensions, mais l'échelonnement global des potentiels permet une plus grande réduction des dimensions, et en même temps apporte l'avantage important d'une plus grande stabilité de fonctionnement. 10 Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels î La figure 1 est le schéma général d'un système 15 accélérateur haute tension à échelonnement de la tension suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention» La figure 2 est une vue schématique en élévation de la disposition mécanique de base du système d'alimentation de la figure 1. 20 La figure 3 est une vue en plan du dispositif d'alimentation de la figure 2. La figure 4 est une vue en élévation d'un dispositif accélérateur d'un type antérieur. La figure 5 est une vue schématique 25 en élévation de la disposition mécanique de l'accélérateur de la figure 1, et La figure 6 est une vue partiellement en coupe d'un câble haute tension à échelonnement des potentiels d'une construction particulière. 30 Les trois constituants de base d'un système accélérateur haute tension à potentiels échelonnés sont représentés sur la figure 1 sous la forme d'un dispositif d'alimentation en courant continu haute tension à potentiels échelonnés 100, d'un accélérateur haute tension à potentiels échelonnés 200 et d'un 35 câble de transmission de courant continu haute tension à potentiels échelonnés 300. Le dispositif d'alimentation 100 est du type doubleur de tension dans lequel la tension alternative de la ligne d'alimentation en courant alternatif est d'abord transformée pour 69 10440 2885653 4 produire un signal en courant alternatif haute tension, é;tant ensuite redressé pour produire du courant continu de tension correspondant. Les caractéristiques particulières du fonctionnement d'un dispositif d'alimentation de puissance en courant continu 5 du type doubleur de tension n'ont pas à être décrites, parce que ces caractéristiques sont bien connues. Ainsi qu'il ressort de la figure 1, une série de plans équipotentiels 1 & 11 comporte des plans interconnectés par une série de redresseurs 30, une série de résistances 31 et 10 une série de condensateurs 32. La principale fonction électrique de groupe d'éléments est le redressement assuré par les redresseurs 30, les condensateurs 32 agissant en égaliseurs des potentiels transitoires et les résistances 31 participant à l'échelonnement des tensions plans équipotentiels à redresseurs. Le plan 15 équipotentiel 11 constitue aussi l'un des plans de la série de plans 11 à 20 qui sont interconnectés par trois séries de condensateurs 40 et une série de résistances 41 <> Il doit être compris que le symbole du redresseur 30 peut représenter plusieurs re- • dresseurs en série entre deux plans équipotentiels- si cela est 20 nécessaire du point de vue des valeurs réelles des tensions, et qu'il en est de même pour les résistances 31 et les condensateurs 32. De plus, les nombres et les types de ces éléments peuvent varier d'une application à l'autre. Les plans 15 et 16 de la série de plans à conden-25 sateurs sont connectés directement par un conducteur 29 car ces plans fonctionnent au même potentiel. La raison de cette connexion apparaîtra en considérant la disposition matérielle décrite ci-après. Le plan 20 est en fait le fond d'un récipient qui est au potentiel de référence de la terre et le plan 1 est associé au 30 dessus 20 du récipient, qui est aussi au potentiel de référence de la terre. Le plan 11 qui est le plan commun pour les séries de plans à redresseurs et à condensateurs est connecté par un • élément résistant 50 au plan 21 d'une série de plans 21 à 27 con-35 nectés par des résistances 60 et 61„ Chaque résistance 60 et 61 peut en réalité représenter plusieurs résistances en série entre deux plans correspondants« Le plan 27 est associé au dessus 26 du récipient et par suite il est au potentiel de référence de la 69 10440 2095653 5 terre» Le plan 6 de la série à redresseurs et le plan 15 de la série à condensateurs sont connectés par des câbles 72 et 71 aux bornes 73 et 74 du secondaire d'un transformateur haute 5 tension 70* I»e transformateur 70 est alimenté à travers des câbles 61 et 62 par une source d'alimentation de puissance 60 extérieure au récipient. Le courant alternatif haute tension apparaissant sur les bornes 73 et 74 est redressé pour produire un courant continu haute tension correspondant sur le plan 11 ainsi que 10 sur le plan équipotentiel 27. L'échelonnement des potentiels des plans équipotentiels î à 11 est un échelonnement variable, tandis que l'échelonnement des potentiels pour les plans 11 à 20 et les plans 21 à 27 est pratiquement un échelonnement constant des potentiels, avec seulement des ondulations peu importantes. 15 Le transformateur 75 est un transformateur d'isolement alimenté par une source 65 à travers des câbles 66 et 67 par un dispositif d'alimentation 65 et il produit un courant alternatif sur les bornes 76 et 79 de son secondaire. Les caractéristiques électriques d'un accélérateur 20 d'électrons haute tension 200 sont aussi représentées sur la figure 1o Les plans haute tension 200 sont aussi représentés : sur la figure 1o Les plans 110 à 116 sont des plans équipotentiels à potentiels échelonnés, les plans 110 à 114 servant comme électrodes accélératrices, le plan 115 avec la coupelle 122 ser-25 vant comme système extracteur de faisceaux et le plan 116 servant comme plan haute tension associé au filament 120o Un écran 117 est aussi associé au plan 116 et au filament 120 auquel il est connecté par un conducteur 116. Les électrons émis par le filament 120 sont accélérés par les électrodes 110 à 115 pour former 30 un faisceau d'électrons à grande vitesse pour effectuer du travail de différents types» Pour certaines applications, un balayage rectiligrie du faisceau est provoqué après l'accélération pour l'irradiation par les électrons sur une largeur de la matière bombardée. 35 .Le courant pour les différents éléments de l'ac célérateur 200 est transmis à partir du dispositif d'alimentation 100 à travers un câble 300 à potentiels échelonnés. Le câble à potentiels échelonnés 300 comprend plusieurs conducteurs concen- 69 10440 2005653 triques 210 à 270 autour d,un conducteur ou fil central 2Ô0. Les sept conducteurs concentriques 210 à 270 sont connectés à une extrémité aux plans 21 à 27 du dispositif d*alimentation 100 par les conducteurs 61 à 67, et à 1*autre extrémité aux plans 5 110 à 116 par les conducteurs 130 à 135 et le conducteur 11Ô ainsi que l'écran 117* De cette façon, les tensions échelonnées des plans équipotentiels 21 à 27 du dispositif d'alimentation 100 sont directement transmises aux plans correspondants 110 à 116 de 1*accélérateur 200 & travers un câble unique. Le conducteur 10 ou fil central 200 transmet le courant alternatif du transformateur d'isolement 75 au filament 120 pour chauffer celui-ci pour ltémission des électrons devant être accélérés. Les figures 2 et 3 représentent respectivement en élévation latérale et en plan la disposition mécanique dans le 15 dispositif d'alimentation 100 et une extrémité du câble à potentiels échelonnés 300 associée. Il doit être compris que les différents éléments électriques tels que les résistances, les condensateurs et les redresseurs représentés schématiquement sur la figure 1 sont physiquement situés entre les différents disques 20 constituant les plans équipotentiels. Le transformateur haute tension 70 occupe de la façon représentée tout un côté du récipient du dispositif d'alimentation, et le transformateur d'isolement 75 est situé dans un angle du récipient, de l'autre côté de celui-ci. 25 Les disques 21 à 27 servant comme plans équipo tentiels sont montés en deux empilages séparés entre le dessus 2t et le fond 20 du récipient. Le disque 4 est représenté en coupe pour illustrer le profil typique en section transversale des disques 1 à 27* Gomme le montre la figure 2 les disques servant 30 comme plans équipotentiels au potentiel le plus élevé en courant continu (300 kV) sont séparés du dessus 26 et du fond 20 du récipient, et par suite ils n@ sont pas en vue directe entre leurs côtés plats et un plan de terre» La disposition à deux empilages permet une économie d'espace dans le dispositif d * alimentation, 35 et par suite un récipient plus patit pour le dispositif d'alimentation. Cela est un avantage particulier parce que le récipient est moins coûteux et que l'espace nécessaire en usine ou en laboratoire pour loger le dispositif d'alimentation peut être badowgjnal 69 10449 2005653 7 plus réduit. De plus, la séparation entre les plans à la tension la plus élevée et le dessus et le fond du récipient, avec interposition de plans à des tensions échelonnées réduit le risque d'éclatement d'étincelles dans le dispositif d'alimenta-5 tion, ce qui est très avantageux parce que ces décharges provoquent une défaillance coûteuse du système avec possibilité d'endommagement des redresseurs et aiitres éléments qui dans ce cas doivent être remplacés, avec un temps d'arrêt correspondant de l'installation. 10 Un avantage important d'un dispositif d'alimenta tion à plans à potentiels échelonnés est la réduction des dimensions résultant de l'échelonnement des niveaux de tension entre 300 kV et la terre par plusieurs plans équipotentiels. Le récipient du dispositif d'alimentation est rempli d'une façon connue 15 d'un fluide isolant, typiquement une huile non conductrice. La distance de séparation nécessaire entre un point à 300 kV et un point à la terre quand il existe seulement une huile isolante doit être très importante, mais avec des plans intermédiaires à potentiels échelonnés, la distance globale de séparation est 20 considérablement inférieure. Cela résulte de la relation non linéaire entre l'épaisseur de l'isolant et la tension de claquage de sorte que la distance nécessaire avec un fluide isolant est plus faible quand il existe des plans à potentiels échelonnés entre les plans à 300 kV et les plans à la terre. Un autre avanta-25 ge est l'augmentation de la stabilité du dispositif d'alimentation du fait des plans équipotentiels à tensions échelonnées assurant un gradient uniforme de tension dans le récipient du dispositif d'alimentation. Comme il apparaît sur la figure 2, les plans 30 équipotentiels à condensateurs 16 à 19 sont montés sur trois colonnes isolantes 43 et les autres plans équipotentiels à condensateurs 11 à 15 sont montés sur trois autres colonnes isolantes 42. Les plans équipotentiels à résistances 21 à 27 sont montés sur une colonne isolante unique 29 supportée par le plan 16. Le 35 plan 27 est associé au-dessus 20 du récipient du dispositif d'alimentation. Les plans équipotentiels à redresseurs sont représentés montés sur une colonne isolante unique 33 supportée par le plan 11. Le plan 1 est associé au-dessus 2S du récipient du 69 10440 2005653 8 dispositif d'alimentation. De préférence, les plans 1 à 10 avec la colonne 33 et les plans 21 à 27 avec la colonne 29 peuvent être construits mécaniquement pour pouvoir être enlevés du récipient sous la forme d'ensembles unitaires pour faciliter 5 l'entretien du dispositif d'alimentation» De plus, un plan ou un disque supplémentaire peut être ajouté à l'extrémité inférieure de la série de plans à redresseurs avec un dispositif d'enfichage sur le plan 11 pour permettre d'inverser les polarités du dispositif d'alimentation en retournant cette unité» 10 Des résistances 51, 52 et 53 sont représentées pour connecter le plan 11 ou plan 21, Ces résistances sont des résistances de limitation pour protéger les redresseurs associés aux plans 1 à 10 contre une surintensité en cas d'un court-circuit dans l'accélérateur ou dans le câblage» 15 Comme il ressort des figures 2 et 3, le câble 300 à potentiels échelonnés traverse les plans 21 à 27 et les conducteurs concentriques 210 à 270 sont dénudés aux niveaux voulus pour la connexion aux plans respectifs. Le fil conducteur central 280 traverse le plan 21 et il est connecté par un'conducteur 76 au 20 transformateur d'isolement 75o II doit être observé que d'autres combinaisons mécaniques peuvent être utilisées entre le câble 300, les plans 21 à 27 et le transformateur 75» Un dispositif d'alimentation à 300 kV du type représenté sur les figures 2 et 3 peut être construit avec des 25 dimensions hors tout d'environ 1,5 x 1,8 x 1,5 mètres, ce qui est environ la moitié des dimensions de nombreux dispositifs d'alimentation d'autres types ayant les mêmes caractéristiques nominales» Un dispositif d'alimentation réellement construit fonctionne à environ 300 kY avec une puissance fournie d'environ 30 30 kW. Du point de vue d'un équipement industriel, un dispositif d'alimentation ayant ces caractéristiques nominales et ces dimensions hors tout constitue un progrès réel» De plus, le développement des caractéristiques de base de cette construction pour obtenir des dispositifs d'alimentation ayant pour caractéristiques nomi-35 nales 1»000 kV et 100 kW est possible avec seulement une augmentation relativement faible des dimensions hors tout, éventuellement avec un plus grand nombre de plans de potentiels échelonnés dans chaque empilage» 4 BAD OR&ftAic 69 10449 2995653 La figure 4 représente un accélérateur d'électrons 400 de 300 kV d'un type antérieur. Deux câbles volumineux 501 et 502 transmettent le courant continu haute tension et un signal en courant alternatif superposé à la haute tension en courant continu. 5 Dans ce cas, un transformateur 350 abaisse la tension du signal alternatif avant son application au filament, bien que cela ne soit pas toujours nécessaire parce qu'un signal d'intensité supérieure à tension plus basse peut être produit par le dispositif d,alimentation et être transmis directement par le câble au fila-10 ment. Un grand nombre d1électrodes accélératrices, par exemple les vingt électrodes 310 à 330 de la figure 4 est nécessaire dans la colonne d,accélération pour un fonctionnement stable d'un accélérateur de ce type, et un circuit de résistances 335 est 15 nécessaire pour constituer un diviseur de tension pour ^alimentation des électrodes respectives. Des anneaux séparés en matière isolante 331 supportent les électrodes et les anneaux et les électrodes sont scellés pour former une enceinte étanche au vide. Les différentes résistances du circuit 335 doivent être petites 20 et cependant doivent pouvoir fonctionner à une puissance élevée, et ces deux conditions ne sont pas facilement compatibles. Un courant d'une intensité assez élevée est désirable dans ce circuit de résistances pour qu'un faisceau d'électrons de dispersion ne modifie pas la valeur de la chute de tension RI dans les résistan-25 ces, mais il existe une limite pratique à l'intensité du courant en raison de la chaleur engendrée. Un refroidissement auxiliaire peut être envisagé, mais cela est indésirable» Par suite, un courant de 0,5 mA est une limite typique de l'intensité de courant à travers ce circuit de résistances. Il n'est pas considéré que 30 le développement de ce mode de réalisation pour fournir une tension encore supérieure et des puissances plus importantes soit possible sans augmenter considérablement la longueur de la colonne d'accélération. De même, des câbles de transmission plus importants sont aussi nécessaires pour le fonctionnement à une tension plus 35 élevée. Par suite, il peut être considéré qu'il existe des limitations inhérentes pour un accélérateur de ce type antérieur et que ces limites rendent ce mode de construction relativement peu intéressant pour les accélérateurs haute tension. mw ■ 69 10440 208,5653 10 La figure 5 représente un accélérateur 200 à plans à potentiels échelonnés montrant approximativement le rapport des dimensions relatives par comparaison à l'accélérateur représenté sur la figure 4« La simplicité de construction et la réduction des 5 dimensions sont apparentes par la comparaison des deux figures côte à côte. L'accélérateur 200 comporte sept plans à potentiels échelonnés 110 à 116 qui sont connectés par des conducteurs 130 à 135 et 118 à sept conducteurs à potentiels échelonnés 210 à 270. Ces sept plans à potentiels échelonnés sont montés sur un groupe trian-10 gulaire de trois colonnes isolantes 139 (dont une seule est représentée) et le câble 300 traverse directement ces plans comme dans le cas du dispositif d'alimentation 100 de la figure-2. Les.différents plans 111 à 115 peuvent avoir le même profil en section transversale que le plan ou disque 4 du dispositif d'alimentation 15 de la figure 2. Différents types de construction peuvent être utilisés pour la colonne accélératrice 138 qui comporte d'une façon générale des électrodes intérieures (non représentées) et des éléments isolants cylindriques 137 montés en sandwich et devant 20 être scellés de façon étanche au vide. Les électrodes peuvent être des parties intégrantes des plans ou disques correspondants, ou bien elles peuvent être des éléments séparés montés sur les plans respectifs. Les plans 111 à 116 peuvent cependant avoir des diamètres bien plus faibles que ceux représentés sur la figure 5, les 25 bords des plans dépassant de la colonne 136 ayant alors seulement la largeur suffisante pour permettre le passage des segments respectifs du câble 300. Dans ce cas, des colonnes isolantes telles que la colonne 139 peuvent ne pas être nécessaires pour supporter les plans 111 à 116, les anneaux isolants:137 pouvant supporter 30 eux-mêmes ces plans. En général, un écran ou enveloppe cylindrique étanche au gaz est fixé au plan de base 110 pour être empli d'un fluide non conducteur, tel qu'un gaz isolant» Ce gaz isolant assure l'isolement électrique entre les plans respectifs, et empêche les 35 décharges ou l'éclatement d'étincelles entre ces plans. De même, les plans 110 à 116 peuvent être entourés d'une enveloppe étanche au vide dans laquelle est établi un vide poussé» Cela réduit encore le risque d'éclatement d'étincelles antre les plans et r^nd possi- éàd «Ram,. 69 10440 2905653 n ble la suppression des anneaux 137 de la colonne accélératrice 136. Un gain évident sur les dimensions est obtenu en réalisant un accélérateur à plans à potentiels échelonnés suivant la figure 5» La différence des dimensions résulte principalement de la colonne isolante plus courte avec un nombre plus réduit 5 d*électrodes. Cela est rendu possible en plaçant les résistances du diviseur de tension dans le dispositif d'alimentation où elles peuvent être refroidies efficacement et par suite supporter un courant plus important ( de l'ordre de 2,0 mA ) pour stabiliser la chute RI entre les plans respectifs dans la zone de la colonne de 10 l'accélérateur, cela permettant un fonctionnement plus stable de l'accélérateur avec moins de risques de décharges entre les plans ou entre les électrodes accélératrices. Ainsi, la distance entre les plans 110 et 116 de l'accélérateur 200 de la figure 5 peut être réduite à 20,5 cm, par comparaison à une distance de l'ordre 15 de 45,7 cm entre les plans 330 et 340 de l'accélérateur 400 de la figure 4* De plus, comme dans le cas du dispositif d'alimentation 100, il peut être considéré qu'un développement de ce mode de construction doit permettre d'obtenir des accélérateurs fonctionnant sous une tension supérieure à 300 kV. 20 Un autre avantage important est qu'il suffit d'un seul câble 300 pour connecter l'accélérateur 200 à un dispositif d'alimentation approprié. Il en résulte une facilité d'installation quand le câble doit être contenu dans un conduit et aussi l'avantage que le câble à potentiels échelonnés est lui-même d'un diamètre 25 plus petit que l'un ou l'autre des câbles 501 et 502 de la figure 4» La figure 6 représente une construction particulière de câble à potentiels échelonnés. Un fil conducteur 280 portant une couche mince d'isolant 416 est contenu à l'intérieur d'un tube en cuivre 270. Une couche d'isolant 415 entoure le tube en cuivre 270 30 et elle est suivie d'une couche en matière conductrice 270 représentée sous la forme d'une couche mince en clinquant métallique mais qui peut être aussi une couche constituée par une tresse en cuivre ou par n'importe quel autre matériau conducteur. Une tresse en cuivre est cependant avantageuse parce qu'elle a une plus grande 35 élasticité ou souplesse qu'un clinquant métallique et que par suite elle risque moins d'être cassée quand le câble est courbé. Des couches similaires de matière isolante et de matière corductrice successives complètent le câble à huit conducteurs® Une couche o» ï 0448 2095653 12 ! relativement épaisse formée d,une tresse en cuivre est représentée en 210 et constitue le conducteur de retour à la terre du câble, ce conducteur étant finalement recouvert dfune couche de matière isolante 401. 5 Un procédé pouvant être utilisé pour former des tron çons relativement courts (environ 15 m) de câbles de ce type consiste à partir d'un tube en cuivre 270 contenant le fil isolé 2â0 et à placer un tube à paroi mince en matière plastique rétrécissant à chaud autour de ce tube. Le tube en matière plastique est ensuite 10 chauffé pour qu'il se resserre sur le tube en cuivre et adhère à celui-ci en formant la couche isolante 415. Une couche unique en clinquant d'aluminium (par exemple d'une épaisseur d'environ 0,1 mm) ou bien une couche formée d'une tresse de cuivre (par exemple d'une épaisseur d'environ 0,25 mm) est ensuite placée autour de la couche 15 isolante 415 pour former le conducteur 260. Un tube en matière plastique rétrécissant à chaud est ensuite placé autour du conducteur 260 et il est chauffé pour qu'il se resserre et adhère à la structure précédemment formée. Un second et un troisième tubes en matière plastique peuvent aussi être utilisés pour augmenter l'épais-20 seur de la couche isolante, suivant les besoins. La répétition de ces opérations permet d'obtenir un câble ayant n'importe quel nombre désiré de conducteurs concentriques» Un câble réellement construit en utilisant ce procédé et en partant d'un tube en cuivre d'un diamètre extérieur de 7,56 mm, 25 avec du clinquant d'aluminium mince pour les couches conductrices afin de former un câble tel que représenté sur la figure 6 a un diamètre hors tout d'environ 30 mm, et ce câble a été essayé de façon satisfaisante avec 300 kV sur le tube en cuivre 270 et des tensions inférieures d'environ 60 kV pour les conducteurs 250, 30 240, 230, 220 et 210. Le diamètre d'un câble réellement construit avec des tresses de cuivre pour constituer les couches conductrices est seulement légèrement supérieur du fait des couches plus épaisses de matière conductrice. Il peut être admis que ces câbles peuvent supporter des tensions supérieures à 300 kV et il n'apparaît 35 aucune raison empêchant la construction de câbles similaires pour des tensions supérieures à 1.000 kV, éventuellement avec dix échelons de 100 kV entre le conducteur le plus intérieur et le conducteur le plus extérieur. BAD.ORIÔfNM. 69 1044e 2085653 13 Il doit être noté que des câbles peuvent être formés suivant d'autres variantes et par d'autres procédés conformément à l'invention. Il doit être noté que la présente invention n'est pas 5 limitée au cas des accélérateurs ou même des systèmes de transmission à câbles à potentiels échelonnés, ni à l'utilisation d'une alimentation du type à doubleur de tension ou produisant des tensions négatives. Bien entendu, la description qui précède n'est pas 10 limitative et l'invention peut être .mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre» • * 69 10449 2005653 14 REVENDICATIONS 1 o Un dispositif d'alimentation en courant continu haute tension dans lequel la haute tension continue est produite par des éléments électriques tels que des redresseurs, des condensateurs et autres, caractérisé par une enveloppe de dispositif d'alimentation 5 pour contenir un isolant électrique fluide, et plusieurs dispositifs d'échelonnement de la tension à l'intérieur de cette enveloppe pour stabiliser la haute tension produite, chaque dispositif d'échelonnement comprenant plusieurs plans équipotentiels espacés les uns des autres, avec un gradient de potentiels par échelons entre 10 la haute tension et la tension de référence de la terre, les éléments électriques étant montés entre les différents plans équipotentiels. 2. Le dispositif d'alimentation en courant continu haute tension selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enveloppe 15 comprend deux parois opposées pratiquement au potentiel de réfé-* rence de la terre et que le nombre de dispositifs d'échelonnement de la tension est égal à trois, le premier, le second et le troisième dispositifs d'échelonnement étant principalement associés respectivement & des redresseurs, à des condensateurs et à des 20 résistances, ces trois dispositifs d'échelonnement étant disposés en deux empilages séparés entre les parois opposées de façon que les plans équipotentiels se trouvant au potentiel le plus élevé en courant continu soient espacés de ces parois opposées avec au moins un plan équipotentiel se trouvant au potentiel le plus bas interposé 25 entre chacun des plans haute tension et les parois opposées afin de réduire la tendance à l'éclatement d'étincelles dans le dispositif d'alimentation» 3» Un dispositif d'alimentation en courant continu haute tension du type doubleur de tension dont les constituants sont 30 immergés dans un bain d'huile formant un isolant électrique caractérisé par un certain nombre de plans équipotentiels groupés pour le fonctionnement en plans de redresseurs, en plans de condensateurs et en plans de résistances, ces plans étant répartis en deux empilages séparés de plans espacés, tous les plans à redres-35 seurs et une première partie des plans à condensateurs dans le i' QADcmmm^L Jl 69 10440 2@©SêSB 15 premier empilage et tous les plans à résistances et le reste des plans à condensateurs dans le second empilage, les plans de chaque empilage étant à des potentiels échelonnés, avec les potentiels les plus bas sur les plans de chaque extrémité et le potentiel 5 le plus élevé sur les plans des milieux des empilages.. 4* Un dispositif d"alimentation en courant continu haute tension selon la revendication 3 caractérisé en ce que les deux empilages de plans sont montés entre une paire de parois opposées se trouvant au potentiel de référence de la terre, l'une des parois 10 établissant le potentiel de référence de la terre pour les plans à redresseurs et les plans à résistances et l'autre paroi établissant le potentiel de référence de la terre pour les plans à condensateurs et étant isolée électriquement de la première partie des plans à condensateurs. 15 5. Un appareil comportant un dispositif d'alimentation en courant continu haute tension caractérisé par un récipient comportant des parois conduisant l'électricité et pouvant contenir un fluide constituant un isolant électrique, un transformateur haute tension monté sur le fond du réservoir, plusieurs disques 20 montés espacés les uns des autres en deux empilages séparés entre deux parois opposées du récipient, un certain nombre de redresseurs couplés en série entre un premier disque prédéterminé se trouvant dans une position intermédiaire de l'un des empilages et l'une des parois opposées, les disques successifs constituant des plans 25 équipotentiels à tensions échelonnées à redresseurs, un certain nombre de condensateurs couplés en série entre ce premier disque prédéterminé et le disque voisin de l'autre des parois opposées, les disques successifs servant comme plans équipotentiels à tensions échelonnées à condensateurs, un certain nombre de résistances cou-30 plées en série entre un second disque prédéterminé situé dans line position intermédiaire de l'autre empilage et la première des parois opposées, les disques successifs servant comme plans équipotentiels à tensions échelonnées à résistances, un certain nombre de condensateurs couplés en série entre la seconde des parois opposées et 35 le disque voisin du second disque prédéterminé, les disques successifs servant comme plans équipotentiels à tensions échelonnées à condensateurs, un dispositif pour connecter métalliquement la série de disques couplés aux condensateurs dans le premier empilage BAD OWC'^AL 1 n* 69 10448 2095653 16 à la série de disques couplés par les condensateurs de l'autre empilage, au moins une résistance série connectée au premier disque prédéterminé et au second disque prédéterminé, et des connexions entre le transformateur haute tension et un plan à 5 redresseurs prédéterminé et un plan à condensateurs prédéterminé afin que le dispositif d'alimentation produise une haute tension extrêmement stable en courant continu entre ces deux disques prédéterminés. 6. Un appareil selon la revendication 5 caractérisé en 10 ce que la valeur de la résistance de chacune des résistances est choisie pour obtenir un gradient prédéterminé de tensions échelonnées en courant continu sur les plans équipotentiels à. résistances, et en ce qu'il comprend un appareil pour utiliser individuellement chacune des tensions en courant continu des plans à 15 résistances et un câble pour transmettre individuellement les tensions en courant continu des plans à résistances à l'appareil d'utilisation» 7». Un appareil selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'appareil dfutilisation est un accélérateur de particules 20 chargées comportant plusieurs électrodes accélératrices espacées et isolées électriquement les unes des autres, chacune nécessitant d'être portée à un potentiel prédéterminé en courant continu d'après un gradient prédéterminé de potentiels accélérateurs échelonnés, et que le câble est un câble haute tension comportant 25 un certain nombre de conducteurs électriques concentriques isolés les uns des autres pouvant transmettre les potentiels accélérateurs en gradients de potentiels échelonnés, chacun des conducteurs étant connecté à une extrémité à un plan à résistances correspondant et à l'autre extrémité à l'une des électrodes accélératrices. 30 8» Un appareil selon la revendication 7 caractérisé en ce que la résistance totale des résistances en série est choisie pour établir â travers ces résistances un courant d'une valeur suffisamment supérieure à la valeur maximale envisagée du courant du faisceau de dispersion pouvant frapper l'une des électrodes 35 accélératrices, la chaleur engendrée dans ces résistances étant dissipée dans le flux isolant du dispositif d'alimentation. 9. Un appareil selon la revendication 6 caractérisé en ce que le câble est un câble haute tension comprenant un conducteur &À&0«6iWAL 69 10449 2005653 17 central, plusieurs conducteurs concentriques entourant le conducteur central, et plusieurs éléments non conducteurs concentriques, chacun des plans à résistances comportant une ouverture pour recevoir au moins une partie du câble haute tension, le second 5 disque prédéterminé étant connecté électriquement au conducteur central et chacun des plans à résistances étant connecté à un conducteur concentrique correspondant. 10. Un appareil selon la revendication 9 caractérisé en ce que le conducteur central est un tube métallique pouvant trans-10 mettre un courant d'une amplitude substantielle avec au moins un conducteur sous la forme d'un fil isolé dans ce tube métallique pour coopérer avec celui-ci pour transmettre un signal en courant alternatif basse tension d'intensité élevée superposé à la haute tension continue et en ce que l'appareil comprend un transforma-15 teur de courant situé dans le récipient du dispositif d'alimentation pour produire le signal en courant alternatif d'intensité élevée basse tension pour sa transmission à travers le tube et le fil, l'appareil comportant en outre un dispositif pour utiliser ce signal en courant alternatif. 20 11. Un appareil selon la revendication 5 caractérisé en ce que les redresseurs et les plans à redresseurs sont construits et disposés pour pouvoir être enlevés du récipient sous la forme d'un ensemble unitaire pour faciliter l'entretien et aussi pour faciliter les changements de polarité de la haute tension en courant 25 continu produite par le dispositif d'alimentation, le récipient comportant une ouverture d'accès correspondant à cet ensemble ■unitaire. 12. Un appareil selon la revendication 11 caractérisé en ce que les résistances et les plans à résistances sont construits 30 et disposés pour pouvoir être enlevés du récipient sous la forme d'un ensemble unitaire pour faciliter l'entretien, le récipient comportant une seconde ouverture d'accès correspondant à cet ensemble unitaireo