Brevet FR2241891A1 — publié le 19750321

L'invention concerne les inducteurs électrostatiques, c'est-à-dire les électrodes, en général de grandes dimensions, que l'on porte à une tension électrique continue élevée par rapport à l'espace environnant pour engendrer dans ledit espace un champ électrostatique afin, par exemple, d'examiner le comportement d'un appareil ou d'un élément de structure placé dans un tel champ On sait que, pour éviter les pertes par effluves et par effet CORONA et pour obtenir une répartition homogène du champ, on doit conférer à ces inducteurs une forme extérieure de courbure aussi faible que possible et une surface lisse et continue, c'est-à-dire exempte d'accidents locaux et de rugosités. Aussi ces inducteurs sont-ils en général constitués par des corps creux métalliques rigides réalisés le plus souvent par repoussage suivi d'un polissage. On sait aussi que leurs rayons de courbure doivent être d'autant plus grands que la tension maximale à appliquer est plus élevée. C'est ainsi qu'un inducteur électrostatique sphérique auquel on désire appliquer une tension de 1 000 kilovolts doit avoir un diamètre d'environ 2 mètres. Comme l'épaisseur doit croître en raison de la masse pour que la rigidité requise soit obtenue, les inducteurs électrostatiques du genre connu deviennent lourds, encombrants, difficiles à réaliser et coûteux dès qu'ils sont prévus pour supporter une tension de quelques centaines de kilovolts. L'objet de l'invention est un inducteur électrostatique auquel on peut conférer de grandes dimensions et par conséquent appliquer des tensions élevées, mais qui soit cependant économique, léger et aisément manipulable. L'inducteur de l'invention est un ballon constitué par une enveloppe souple étanche en polymère isolant, gonflée par un gaz et dont au moins une fraction de la surface extérieure est conductrice de l'électricité. Ledit ballon est amarré par un dispositif comprenant au moins un conducteur électrique pour la tension appliquée. L'extrémité du conducteur solidaire du ballon est reliée électriquement à la partie conductrice de l'enveloppe de l'inducteur et l'autre à la source de haute tension. On se réfère, pour donner un exemple de réalisation de l'inducteur de l'invention, à la figure annexée qui est une vue extérieure partielle et une coupe partielle d'une forme de réalisation de l'invention. L'inducteur dont la figure ne montre que la ealotte inferieure est eonstitue par une enveloppe de ballon 1, en feuille de polyester, gonflée à I'helium, et recouverte d'un maillage métallisé en bandes,2, minces et souples d'aluminium adhésif du commerce. Les noeuds, 3, du maillage sont recouverts de taches de peinture métallisées, 4, qui débordent les bandes, 2, afin d'assurer le contact électrique aux intersections des bandes 2 malgré l'adhésif interposé. L'enveloppe 1 est amarrée par un dispositif tripode constitué d'une part par deux tubes rigides isolants 5 en polyamide, dont un seul est représenté, d'autre part par un tube rigide conducteur 6 coudé, en polyamide métallisé, relié électriquement et mécaniquement par son extrémité 7 au câble d'afin mentation en haute tension, non représenté. Le queusot 8 de gonflage de l'enveloppe pénètre à l'intérieur de l'extrémité supérieure du tube 6. Il est pincé et tiré par-un fil de polyamide 9, enroulé et noué autour du queusot et dont l'extrémité inférieure 10, qui traverse la paroi inférieure du coude du tube 6 est arrêtée par une pastille 11 coulissant à frottement sur le fil pour permettre de le tendre. Le contact électrique entre l'extrémité supérieure du tube 7 et les bandes 2 les plus proches est assuré par un enroulement 12 de papier d'aluminium. Afin d'éviter des pertes électriques par effluves du tube 6, on entoure celui-ci par un manchon 13 en polyester collé à l'enveloppe 1 par son extrémité ouverte 14 et traversé par le tube 6, sur lequel il est collé, au voisinage de son extrémité inférieure. Le manchon 13 est gonflé au moyen d'une valve 15. Les tubes-supports isolants 5 sont emmanchés à force par leur extrémité inférieure dans des orifices 17 percés dans des socles en bois 16, fixés sur le sol 18. L'enveloppe 1 est amarrée aux tubes 5 par des fils en polyamide 19 enroulés et noués autour de doigts 20 de l'enveloppe 1, obtenus par pincement. Les fils 19 traversent des trous ménagés dans la paroi des tubes 5 et sont arrêtés et tendus au moyen de pastilles 21 dans lesquelles ils coulissent à frottement. On a pu réaliser selon l'invention un inducteur de 2 mètres de diamètre. Le manchon 13 avait un diamètre d'environ 0,20 mètre. Le pas du maillage réalisé par les bandes 2 était d'environ 0,30 mètre. La largeur des bandes 2 et leur nombre étaient tes que la transparence du dispositif, c'està-dire le rapport de l'aire de la surface nue de l'enveloppe 1 à l'aire de sa surface totale était d'environ 0,40, 40, ce qui permettait d'obtenir une répartition homogène du champ électrique à une distance minimale de 1 mètre à partir de la surface de l'enveloppe portée à une tension de 1 000 kilovolts. De nombreuses variantes de réalisation sont d'ailleurs possibles dans le cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple - que les bandes 2 peuvent etre supprimées si l'enveloppe 1 est complètement métallisée par un dépôt métallique ou par une peinture métallisée, - que l'on peut d'ailleurs supprimer tout revêtement ou dépôt métallique si l'enveloppe est réalisée en un matériau suffisamment conducteur tel qu'un caoutchouc chargé par du carbone, - que si l'inducteur est disposé dans un bâtiment clos, les tubes 5 peuvent être supprimés, le tube conducteur 6 peut être remplacé par une simple ficel le humide reliant le point bas de l'enveloppe 1 et la source de haute tension le point haut de l'enveloppe 1 étant alors amarré a un fil de polyamide ten du et lui-même amarré au plafond du bâtiment, - que la ficelle humide peut être elle-même remplacée par un fil en matériau médiocrement isolant tel que le caoutchouc, - que, si l'enveloppe est gonflée à lthélium, les tubes 5 peuvent être rempla cés par de simples haubans en fil de polyamide puisque l'enveloppe est auto porteuse, - que l'on peut conformer l'enveloppe pour obtenir par gonflage une forme non sphérique. + REVENDICATIONS 1 - Inducteur électrostatique pour engendrer dans l'espace environnant un champ électrostatique caractérisé en ce qu'il est constitué par une enveloppe souple gonflée par un gaz et dont au moins une partie de la surface extérieure est conductrice de l'électricité. 2 - Inducteur électrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée par une feuille de matériau isolant recouverte au moins partiellement de bandes métalliques minces et souples. 3 - Inducteur électrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée par une feuille de matériau isolant recouverte au moins partiellement par une peinture conductrice. 4 - Inducteur électrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée par une feuille de matériau conducteur de l'électricité. 5 - Inducteur électrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est connecté à la source de haute tension par une tige conductrice qui joue le rôle de support d'amarrage.