Brevet FR2274155A1 — publié le 19760102

L'invention concerne un dispositif de sécurité pour condensateur applicable notamment aux condensateurs à haute tension utilisés dans des générateurs de très haute tension tels que les générateurs de Marx, ou plus généralement à des condensateurs fonctionnant sous tensions élevées. I1 peut être nécessaire de décharger rapidement de tels condensateurs, par exemple en cas de mauvais fonctionnement des éclateurs d'un générateur de Marx, et cette opération est impossible ou dangereuse lorsqu'elle est faite en établissant manuellement des connexions électriques. Même lorsqu'un condensateur de forte énergie a été déchargé par court-circuit temporaire de ses bornes, il subsiste lors d'une manipulation ultérieure, un risque que le manipulateur subisse une décharge électrique provenant d'une charge résiduelle résultant d'un phénomène connu sous le nom d'hystérésis diélectrique. Ceci oblige à maintenir un court-circuit entre les bornes du condensateur entre chaque mise en service. La présente invention a pour but la réalisation d'un dispositif de sécurité pour condensateur permettant d'obtenir de manière automatique une sécurité accrue. Elle a pour objet un dispositif de sécurité pour condensateur, caractérisé par le fait qu'il comporte - deux électrodes métalliques susceptibles d'etre connectées respectivement aux deux bornes d'un condensateur s - une enceinte à a parois isolantes reliant ces deux électrodes et pourvue d'une première et d'une deuxième ouverture, - dans ladite enceinte rigide, un premier et un deuxième plot de contact connectés respectivement aux deux dites électrodes, - une enceinte souple reliant ledit premier plot à une partie de la paroi de ladite enceinte rigide comportant ladite première ouverture de manière à à faire communiquer l'intérieur de cette enceinte souple avec l'extérieur de cette enceinte rigide, à travers cette première ouverture, - des moyens élastiques pour amener ledit premier plot en contact avec ledit deuxième plot lorsque la pression est la même dans ladite enceinte souple et dans le reste de ladite enceinte rigide, - des moyens commandables pour appliquer dans ladite enceinte rigide à travers ladite deuxième ouverture une pression supérieure .i celle appliquée dans ladite enceinte souple à travers ladite première ouverture. A l'aide de la figure schématique ci-jointe1 on va décrire ci-après, à titre non limitatif, un mode de mise en oeuvre de l'invention. La figure unique représente une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif représenté est associe à un condensateur 2, de forte énergie, dont les deux bornes sont connectées à deux flasques ou deux bornes cylindriques métalliques parallèles 4 et 6, formant les deux électrodes précédemment mentionnées. En raison des fortes tensions utilisées, les bords de ces flasques sont classiquement recourbées pour former des anneaux anti-corona. Entre ces deux flasques sont disposes d'une part le condensateur 2, d'autre part une enceinte rigide 8 formée par une partie de flasques 4 et 6 et par une paroi tubulaire 9 constituee d'un matériau isolant rigide tel qu'un haut polymère organique ou une céramique. Deux joints toriques élastiques 10 et 12 assurent l'étanchéité entre les flasques 4 et 6 et les bords de la paroi tubulaire 8. Dans l'enceinte 9 sont disposés deux plots de contact 14 et 16, constitués de tungstène d'alliages de tungstène ou de tout autres corps conducteur, connectés électriquement et réunis mécaniquement aux flasques 4 et 6 respectivement, par l'intermédiaire de supports 18 et 20 constitués de colonnes de graphite ou de tout autre corps résistif. Ces supports constituent des résistances électriques en série dans le circuit qui permet d'assurer la décharge du condensateur 2 à travers les plots 14 et 16 lorsqu'ils sont en contact. Le plot 16 est fixe. Le plot 14 est relié au support 18 par l'intermédiaire d'un soufflet élastique 22 de type classique, On constitue ainsi, à l'intérieur de l'enceinte rigide B, une enceinte souple 24, limitée par le plot 14, le soufflet 22 et le support 18, et communiquant avec l'atmosphère par un conduit percé dans l'axe du support 18 et par une première ouverture 26 percée dans la partie du flasque 4 qui limite l'enceinte 8. Le soufflet 22 est réalisé de manière que. lorsque l'enceinte 8 est soumise à la pression atmosphérique, les plots 14 et 16 soient pressés l'un contre l'autre. et qu'ils s'écartent lorsqu'une pression de quelques atmosphères est créée dans l'enceinte 8, de manière à éviter tout risque de décharge électrique. Pour permettre d'appliquer une telle pression, l'enceinte 8 est munie d'une deuxième ouverture 28 percée dans la paroi 9.Cette deuxième ouverture communique d'une part par une tubulure souple isolante 30 avec une source commandable non représentée d'un gaz sous pression à bon pouvoir isolant tel que l'azote, l'argon, l'hexafluorure de soufre, d'autre part, avec l'entrée d'un interrupteur manométrique 32. Cet interrupteur est connecté électroniquement à l'alimentation de charge, de telle sorte que le condensateur ne puisse etre chargé que lorsque la distance entre les plots 14 et 16 est convenable. Le dispositif selon l'invention présente les avantages suivants - grande sécurité, car la simple ouverture de la tubulure 30 assure un court-circuit permanent entre les bornes du condensateur 2 ; - facilité de comnande par pression, sans risque de créer des connexions indésirables, gr3ce à l'emploi de tubulures isolantes souples telles que la tubulure 30 ; - maintien de la sécurité en présence de défauts du système de commande, car ces défauts se traduisent en général par une perte de pression. Bien entendu, il serait possible de remplacer la commande par surpression dans l'enceinte rigide'8 par une comnande par dépression dans l'enceinte souple 24. Mais une surpression présente l'avantage d'augmenter la tension admissible entre les plots 14 et 16 1 - simplicité de montage car l'enceinte e, dont les dimensions ont été exagérées sur la figure, se loge entre les flasques dont sont généralement munis les condensateurs de haute tension. REVENDICATIONS 1/-Dispositif de sécurité pour condensateur, caractérisé par le fait qu'il comporte - deux électrodes métalliques (4, 63 susceptibles d'être connectées respectivement aux deux bornes d'un condensateur (2), - une enceinte rigide (83 à parois isolantes (9) reliant ces deux électrodes et pourvue d'une première (26) et d'une deuxième (28) ouvertures, - dans ladite enceinte rigide un premier (14) et un deuxième (16) plots de contact connectés respectivement aux deux dites électrodes, - une enceinte souple t24) reliant ledit premier plot (14) à une partie de la paroi de ladite enceinte rigide comportant ladite première ouverture (26) de manière à faire communiquer l'intérieur de cette enceinte souple (24) avec l'extérieur de cette enceinte rigide (8), à travers cette première ouverture, - des moyens élastiques (22) pour amener ledit premier plot (14) en contact avec ledit deuxième plot (16) lorsque la pression est la m & e dans ladite enceinte souple (24) et dans le reste de ladite enceinte rigide (6), - des moyens commandables (30) pour appliquer dans ladite enceinte rigide à travers ladite deuxième ouverture (26) une pression supérieure à celle appliquée dans ladite enceinte souple à travers ladite première ouverture (26). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi de ladite enceinte souple est constituée au moins partiellement par un soufflet élastique (22) constituant en même temps lesdits moyens pour amener ledit premier plot (14) en contact avec ledit deuxième plot (16). 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'un au moins desdits plots t16) est relié mécaniquement et connecté électriquement à l'une desdites électrodes (6) par l'intermédiaire d'un support (20) constitué au moins partiellement d'un corps résistif de manière à ce que ce corps résistif forme une résistance en série dans la connexion électrique de ce plot, 4/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que - ladite première ouverture (26) débouche sur l'atmosphère j - ladite deuxième ouverture (28) communiquant avec un interrupteur électrique manomètrique (32) cet interrupteur étant connecté électriquement à l'alimentation de charge du condensateur (2), de telle sorte que celui-ci puisse être mis sous tension seulement lorsque la pression appliquée à ladite deuxième ouverture (28) est suffisamment supérieure à la pression atmosphérique pour que lesdits plots (14) et (16) ne soient pas on contact. 5/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que - les deux dites électrodes (4, 6) ont la forme de deux flasques métalliques parallèles, - ladite enceinte rigide étant formée par un tube isolant (9) reliant deux zones en regard de ces deux flasques (4, 6).