Brevet FR2625377A1 — publié le 19890630

PARAFOUDRE DE SURETE La présente invention a pour objet un parafoudre destiné à protéger les installations électriques contre les surtensions dues par exemple, à la foudre ou à tout autre incident de fonctionnement. Les parafoudres sont des composants connus constitués d'une enceinte cylindrique en céramique, aux extrémités de laquelle sont disposées deux électrodes, un gaz étant introduit dans cette enceinte. Dans certains types de parafoudres connus, il existe, de plus, une électrode centrale qui est destinée à être reliée à la masse. Bien entendu, les deux électrodes d'extrémité sont connectées entre deux lignes conductrices de courant, de manière à présenter une très forte impédance vis-à-vis des courants à tension normale, l'impédance baissant lorsqu'une surtension apparaît, de sorte qu'au moins une partie de l'énergie électrique soit dérivée par le parafoudre pour protéger les installations d'utilisation qui autrement seraient détruites. Lorsque la tension aux bornes du parafoudre augmente, il n'y a pas, dans un premier temps, de chute de potentiel, étant donné la grande résistance du parafoudre au départ qui est supérieure à 1 Gigohm, seul un léger courant de fuite se développant et augmentant avec le champ électrique. Puis, on observe une stabilisation du potentiel V, et enfin un effet d'avalanche dû à la multiplication des porteurs, la résistance du parafoudre diminuant. Enfin, les électrons passant d'une électrode à une autre, il apparatt un régime d'arc qui se traduit par une baisse de la résistance du parafoudre et la transmission du courant entre les deux électrodes. Bien entendu, cet allumage du parafoudre se traduit par une très notable augmentation de température, d'où des - risques d'incendie. La présente invention a pour objet de pallier cet inconvénient en permettant une mise en court-circuit rapide du parafoudre avant qu'une augmentation notable de température ne se produise, de manière à assurer une sécurité de fonctionnement vis-à-vis des incendies. Ainsi, les fusibles ou disjoncteurs coupent rapidement le courant. Selon la présente invention, le parafoudre du type tripolaire, comprenant une électrode centrale reliée à la terre et deux électrodes d'extrémités scellées sur une enceinte cylindrique remplie de gaz, est caractérisé en ce que les faces latérales extérieures des électrodes d'extrémité sont revêtues d'une couche fine isolante à température de fusion relativement basse, une barrette solidarisée avec l'électrode de terre portant sur les deux électrodes d'extrémité avec pression mécanique. Ainsi, lorsqu'une surtension se manifeste, le parafoudre commence à s'échauffer dès que le phénomène d'avalanche se déclenche. Sous l'influence conjuguée de la pression et de la température, le revêtement isolant des électrodes d'extrémités fond, ce qui établit un contact entre l'électrode de terre et les électrodes d'extrémités qui se trouvent ainsi en court-circuit. Il en résulte que les dispositifs sensibles à l'intensité tels que des disjoncteurs différentiels ou des fusibles sautent, et que le passage du courant dans les appareils utilisateurs est interrompu. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparartront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent - la figure 1, en perspective, un parafoudre selon l'invention - la figure 2, une vue de détail, à échelle agrandie, du contact entre la barrette et une électrode d'extrémité. Sur la figure 1, le parafoudre se compose de deux cylindres 1 et 2, en céramique, ouverts à leurs deux extrémités, et disposés bout à bout sur une électrode centrale 3, reliée au cours de l'utilisation à la terre par une tige de contact 4. Les cylindres 1 et 2 sont réunis à l'une de leurs extrémités sur l'électrode 3, brasés sur celles-ci par l'intermédiaire de rondelles (non représentées), par exemple ep alliage d'argent et de cuivre que l'on fait fondre. Le cylindre ainsi constitué est fermé à ses deux extrémités par deux électrodes 5 et 6, par exemple en cuivre, après mise sous vide de l'enceinte constituée par les cylindres 1 et 2, et introduction d'un gaz du type argon, azote, ou hydrogène. Les électrodes 5 et 6 sont également brasées sur les cylindres 1 et 2. On obtient, à ce moment, la structure d'un parafoudre connu. Conformément à l'invention, sur la tige 4 est montée une barrette 7 dont les extrémités 8 et 9 portent sur les électrodes 5 et 6. Comme celà apparaît sur la figure 2, qui représente à échelle agrandie l'électrode 6 à droite sur la figure 1, l'extrémité 9 de la barrette 7 porte sur l'électrode 6 par l'intermédiaire d'une couche isolante 10 à faible point de fusion (par exemple 70 à 800). Conformément à une caractéristique de l'invention, cette portée se fait sous pression. A cet effet, la barrette 7 qui est par exemple en bronze au béryllium, est fixée sur la tige 4 par l'intermédiaire d'un moyeu 11 anti-retour, c'est-à-dire que le moyeu présente, à sa partie intérieure, des lamelles s'opposant à l'extraction de la barrette, mais permettant une introduction aisée. Ainsi, en appliquant sur la barrette une pression convenable, celle-ci est maintenue par le moyeu 11 et reportée sur les extrémités 8 et 9. Il en résulte que la barrette 7 est prépolarisée et reliée à la terre. Lorsqu'une surtension se développe et que le parafoudre commence à chauffer, la couche isolante 10 fond par un phénomène de thermocompression, et le contact est établi entre les électrodes 5 et 6 et la terre. Le parafoudre est alors en court-circuit et toute tension résiduelle disparaît, De préférence, la matière isolante, par exemple une matière plastique, est colorée de manière à ce que l'échauffement provoque un changement de coloration indiquant que le parafoudre doit .être changé pour assurer sa position de sécurité vis-à-vis des surtensions. La présente invention peut également être appliquée dans le cas de parafoudre bipolaire, la barrette 7 formant alors un cavalier dont les extrémités sont appliquées sous pression mécanique par la résilience du matériau constitutif de ladite barrette. I1 va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Parafoudre de type tripolaire, comprenant une électrode centrale reliée à la terre et deux électrodes d'extrémités scellées sur une enceinte cylindrique isolante remplie de gaz, caractérisé en ce que les faces latérales extérieures des électrodes (5, 6) d'extrémité sont revêtues d'une couche fine isolante, à température de fusion relativement basse, une barrette (7) solidarisée avec l'électrode de terre portant par ses deux extrémités ( & 9) sur les électrodes (5, 6) sous pression mécanique. 2. Parafoudre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche (10) est une couche de matière plastique colorée.