Brevet FR2205722A1 — publié le 19740531

Ltinvention concerne les condensateurs électriques, et plus particulièrement les condensateurs électriques à puissance réactive élevée. On connaît des condensateurs haute tension à puissance réactive élevée basés sur des tubes en matériau diélectrique. Ces condensateurs comportent, à la surface du tube en matériau diélectrique, deux saillies isolantes superficielles disposées suivant le pourtour du tube, et, sur les surfaces intérieure et extérieure du tube en matériau diélectrique, des armatures métalliques appliquées et raccordées chacune à la connexion. t1 inconvénient des condensateurs haute tension connus puissance réactive élevée réside dans le fait que la connexion de l'armature métallique appliquée sur la surface intérieure du tube en céramique est exécutée sous forme d'une bande, d'une tige ou d'un élément en cane tronqué se trouvant à l'intérieur du tube en matériau didlectrique,ce qui rend difficile l'évacuation des calories de la surface intérieure des tubes et conditionne la faible valeur de l'intensité admise. C'est pourquoi les condensateurs connus disposent d'une valeur relativement faible en ce qui concerne leur puissance réactive. Un autre inconvénient des condensateurs connus réside dans le fait qu'ils disposent d'une gamme restreinte de fréquences de service dans laquelle les condensateurs fonctionnent au régime de puissance réactive maximale, car, au cours de l'accrois- sement de la fréquence dû à l'effet de peau, les connexions métalliques s'échauffent, ce qui fait monter la température de 1'ensemble du condensateur et provoque la réduction de la puissance réactive. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. Cette invention a pour objet un condensateur haute tension dans lequel, pour une gamme suffisamment large de fréquences, on obtient une puissance réactive maximale. Le condensateur haute tension conforme à l'invention comporte un tube à matériau diélectrique, muni de deux saillies isolantes superficielles disposées suivant le pourtour du tube, et d'armatures métalliques appliquées sur la surface intérieure et extérieure du tube et raccordées chacune à une connexion correspondante, et il est caractérisé en ce que l'une des saillies isolantes superficielles est disposée sur la surface intérieure du tube, à proximité de l'une de ses extrémités, en ce que l'autre saillie isolante superficielle est disposée sur la surface extérieure du tube, à proximité de son autre extrémité, en ce que l'armature métallique appliquée sur la surface intérieure du tube est dégagée par cette seconde extrémité sur la surface extérieure jusqu'à la seconde saillie isolante superficielle, en ce que, sur ce secteur, l'armature métallique est reliée par l'intermédiaire de plaques de contact à la connexion correspondante exécutée sous forme d'une bride, et-en ce que, sur le secteur compris entre la première extrémité et la seconde saillie isolante superficielle, l'armature métallique appliquée sur la surface extérieure du tube est reliée par l'intermédiaire de plaques de contact à la connexion correspondante également exécutée sous forme d'une bride. Dans l'exposé qui suit, 1invention est expliquée par la description d'un exemple d'exécution et par les dessins annexés, sur lesquels la figure 1 représente le condensateur haute tension en vue latérale, conforme à l'invention ; la figure 2,représente le même condensateur, en coupe suivant 1a ligne II-II de la figure 1 et la figure 3 illustre les courbes de la puissance réactive et du courant en fonction de la fréquence de service dans un condensateur connu et un condensateur conforme à l'invention. Le condensateur haute tension est représenté sur les figures 1 et 2. Sur la surface extérieure du tube 1 en céramique (figure 1) il est prévu, d'une part, une connexion 2, raccordée à l'armature métallique extérieure 3 (figure 2)d'autre part, une saillie isolante superficielle 4 disposée à proximité de l'extrémité 5 du tube 1, à une distance approximativement égale à la largeur de la saillie isolante superficielle 4, et d'autre part enfin, une connexion 6 de l'armature métallique intérieure 7 du tube en céramique 1. L'armature métallique 3 est appliquée par méthode de cuisson de pâte d'argent, tandis que la connexion 2 est exécutée sous forme d'une bride 8 fixée par les plaques de contact 9.La surface intérieure du tube 1 comporte, d'une part, une saillie isolante superficielle 10 directement disposée à proximité de l'extrémité Il du tube 1, et d'autre part, une armature métallique intérieure 7 appliquée par méthode de cuisson de pâte argentée et qui est dégagée par 1 'extrémité 5 sur la surface extérieure jusqu'à la saillie isolante superficielle 4. L'armature métallique intérieure 7 est raccordée sur la surface extérieure du tube à.la connexion 6, également exécutée sous forme d'une bride 12, fixée par des plaques de contact 13. Sur la figure 3 sont représentées les relations a) entre la puissance réactive (en kVA) et la fréquence de service (en MHz) dans le condensateur haute tension conforme à l'invention; b) entre la puissance réactive (en kVA) et la fréquence de service (en MHz) dans un condensateur haute tension connu; c) entre le courant (en A) et la fréquence de service (MHz) dans le condensateur haute tension conforme à l'invention; d) entre le courant (en A) et la fréquence de service (en MHz) dans un condensateur haute tension connu. Le condensateur haute tension selon l'invention présente une puissance réactive élevée et il peut être appliqué univer scellement dans les appareils radioélectriques. Ce condensateur sera avantageusement utilisé dans les circuits haute fréquence des installations électroniques.Pendant le fonctionnement du condensateur dans le circuit oscillant d'une installation haute fréquence, ce dernier est chargé par la puissance réactive P P1 = u2 2 #f C, où U est la tension entre les armatures 3 et 7 (figure 2) du condensateur en volts; la la fréquence de service en Hertz; C, la capacité du condensateur en farads; ; P1, la puissance réactive en volt-ampbre En fonction de la valeur de la puissance réactive et des conditions de dissipation de la chaleur, le chauffage du condensateur est conditionné par les pertes actives de puissance P2 dans le volute du matériau diélectrique du tube 1 (figure 1) qui sont proportionnelles å la tangente tg g de 1 'angle des pertes diélectriques, c'çst-à-dire P2 = P1 tg #, et par les pertes de puissance P sur les élénents en métal du condensateur proportionnelles au carré de l'intensité admise et b la résistance de I 'élément métallique, c'est-à-dire P3 = 12 R où I est l'intensité admise en ampères R la résistance des connexions 2 et 6 (figure 2) en ohms. Dans le condensateur selon l'invention, les conditions d'évacuation de la chaleur sur la surface intérieure du tube 1 (figure 1) sont améliorées, et le chauffage par le courant des connexions 2 et 6 (figure 2) dû à l'effet de peau engendré par 11 accroissement de la fréquence est diminué. La résistance électrique des connexions 2 et 6 dans les condensateurs selon l'invention est réduite jusqu'à la valeur minimale possible. On aboutit à ce résultat grace au fait que les connexions 2 et 6 des condensateurs sont exécutées sous forme de brides 8 et 12, et que la connexion 6 de la garniture extérieure 7 se trouve sur la surface extérieure du tube 1. La faible résistance électrique des connexions 2 et 6, donc et la faible résistance des points de contact du condensateur, aux endroits où ce dernier est raccordé au circuit oscillant, détermixnt lavaleur élevée de l'intensité admise qui est supérieure à celle des condensateurs connus; pour une fréquence de 600 kHz il est possible d'admettre une intensité cinq fois plus élevée (figure 3, courbes c et d). Dans la construction conforme à l'invention, le chauffage des éléments du condensateur au cours de sa charge en puissance réactive est réduit, comparativement à celui des condensateurs connus, ce qui permet de relever la puissance réactive admissible dans le condensateur de trois fois par rapport à celle des condensateurs connus. Les condensateurs selon l'invention, comparativement aux condensateurs connus, disposent également d'une plus large gamme de fréquences de service dans laquelle la valeur maximale de la puissance réactive se conserve, tandis que les connexions 2 et 6 (figure 2) n'accusent pas, à cette fréquence, une influence sensible sur le chauffage. Ainsi, la puissance réactive d'un condensateur connu dans la gamme des fréquences de 100 à 200 kHz ne dépasse pas 500 kW (figure 3, courbe b) et en présence d'un accroissement de la fréquence elle tombe rapidement, tandis que la puissance d'un condensateur selon l'invention à une fréquence de 300 kHz est de 1500 kW (figure 3, courbe a) et conserve cette valeur lorsque la fréquence continue à accroître. Le condensateur haute tension à puissance réactive élevée peut être utilisé dans les circuits haute fréquence des dispositifs radioélectriques de réception et d'émission pour le fonctionnement dans la gamme d'ondes moyenne, ainsi que dans les générateurs haute fréquence des machines de soudage électrique. L'application du condensateur conforme à l'invention dans les machines de soudage électrique permet de réduire le poids et les dimensions de ces dernières, et d'améliorer le facteur de surtension des circuits haute fréquence utilisés dans les machines de soudage électrique, ce qui favorise une économie d'énergie électrique en relevant la rentabilité de la machine ainsi équipée. REVENDICATION Condensateur haute tension comportant un tube en matériau déiélectrique, muni de deux saillies isolantes superficielles disposées suivant le pourtour du tube, et d'armatures métalliques appliquées sur la surface intérieure et extérieure du tube et raccordées chacune à une connexion correspondante, caractérisé en ce que l'une des saillies isolantes superficielles est disposée sur la surface intérieure du tube, à proximité de ltune de ses extrémités, en ce que l'autre saillie isolante superficielle est disposée sur la surface extérieure du tube, à proximité de son autre extrémité, en ce que l'armature métallique appliquée sur la surface intérieure du tube est dégagée par cette seconde extrémité sur la surface extérieure jusqu'à la seconde saillie isolante superficielle, en ce que, sur ce secteur, l'armature métallique est reliée par ltintermédiaire de plaques de contact à la connexion correspondante exécutée sous forme d'une bride, et en ce que, sur le secteur compris entre la première extrémité.et la seconde saillie isolante superficielle, l'armature métallique appliquée sur la surface extérieure du tube est reliée par l'intermédiaire de plaques de contact à la connexion correspondante également exécutée sous forme d'une bride.