Brevet FR2673334A1 — publié le 19920828

Eclateur haute énergie déclenché par laser La présente invention concerne les éclateurs haute énergie déclenchés par laser. Un éclateur de ce type est notamment utilisé dans un générateur d'onde de courant pseudo-sinusoidale de forte énergie déchargée dans une charge selfique, pour permettre le verrouillage de l'onde de courant dans la charge selfique, ainsi elle-meme déchargée. Le générateur d'onde de courant pseudo-sinusoidale est un générateur très haute tension, de quelques centaines de kilovolts à quelques mégavolts. Le verrouillage de l'onde de courant dans la charge selfique se produit lorsque l'intensité dans la charge selfique est proche de son maximum. I1 est réalisé notamment par un éclateur sous-vol té déclenché par un laser. Ces éclateurs ont leurs deux électrodes dans un milieu diélectrique constitué d'hexafluorure de soufre (SF6). Le faisceau laser de déclenchement traverse l'une de deux électrodes percée axialement à cet effet. I1 est rendu convergent dans l'espace inter-électrodes à l'aide d'une lentille en verre, et plus particulièrement en silice, montée dans un support en bout de l'électrode traversée par le faisceau laser, à l'opposé de l'espace inter-électodes. Cette lentille est soumise au SF6 mais également à ses produits de décomposition et parmi ceux-ci notamment à l'acide fluorhydrique auquel la lentille en silice est particulièrement sensible. Attaquée chimiquement, elle devient alors opaque au faisceau laser. Dans ces éclateurs, on démonte donc périodiquement la lentille en silice et on la nettoie et la repolit avant sa remise en place. Ces opérations sont longues et relativement fréquentes. Elles immobilisent pendant leur durée le circuit utilisant l'éclateur. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Elle porte sur un éclateur haute énergie déclenché par laser, du type précité, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de vidange de ladite enceinte, reliés à une sortie formée sur ladite enceinte sensiblement à l'opposé de la première électrode, et des moyens d'injection d'hexaflurorure neuf dans ladite enceinte reliés à une entrée de l'enceinte couplée à des conduites de distribution débouchant dans ledit canal axial de ladite première électrode, sensiblement au niveau de ladite lentille montée en bout de ce canal. L'éclateur selon l'invention présente en outre l'une ou l'autre des particularités suivantes - Les moyens d'injection et de vidange sont équipés de vannes commandées manuellement ou automatiquement. - Les électrodes comportant l'une et l'autre une embase de fermeture de l'enceinte alors tubulaire, l'entrée, les conduites de distribution et éventuellement en outre une conduite circulaire d'alimentation sont formées dans l'embase de la première électrode, tandis que la sortie et des canaux d'évacuation sont formés dans l'embase de la deuxième électrode. Les caractéristiques et les avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description d'un exemple de réalisation illustré dans la figure unique du dessin ci-annexé. Dans cette figure unique, l'éclateur selon la présente invention comporte deux électrodes 1 et 2 dans un milieu diélectrique 3 constitué par de l'hexafluorure de soufre, SF6. Ces deux électrodes sont montées dans une enceinte isolante 4 sous pression de SF6, qu'elles ferment directement. En variante, elles peuvent être montées sur des supports individuels fixés sur les parois de l'enceinte. Ces électrodes 1 et 2 sont avantageusement l'une et l'autre réalisées en deux parties, l'une de ces parties forme un dôme terminal 10 ou 11 selon l'électrode considérée, les deux dômes étant en regard l'un de l'autre. Ces dômes sont en général en bronze. L'autre partie de chaque électrode forme son corps principal, noté globalement 11 ou 21 selon l'électrode, elle est réalisée en aluminium ou un alliage conducteur par exemple en inox. Elle porte le dôme terminal et forme, à l'opposé, une large embase llA ou 21A, selon l'électrode, fermant directement la paroi tubulaire de l'enceinte 4. Ces électrodes sont portées à des tensions élevées, restant cependant insuffisantes pour l'obtention directe d'un arc de décharge entre elles. Cette décharge est déclenchée par un laser extérieur commandé. L'une des deux électrodes, dans cette figure l'électrode 1, a son corps principal et son dôme terminal percés d'un canal axial 5A, 5B pour le faisceau laser 6 de déclenchement de l'éclateur. Une lentille en verre ou silice 7 est associée à cette électrode 1 pour la convergence du faisceau laser dans l'espace inter-électodes. Cette lentille 7 est montée dans un support métallique 8 rapporté et fixé sur l'extérieur de l'embase liA de l'électrode 1. Ce support 8 présente un canal 8A centré sur le canal axial 5A, 5B de l'électrode 1, qui aboutit dans une fenêtre non référencée recevant la lentille, sur la face interne du support. Ce canal 8A est prolongé à l'arrière du support par un conduit 9 pour le faisceau laser. Des joints d'étanchéité tels que ceux représentés mais non référencés assurent l'étanchéité entre la paroi tubulaire de l'enceinte 4 et les deux embases liA et 21A des électrodes, ainsi que sur la périphérie du canal 5A et de la lentille 7 entre l'embase llA et le support 8. L'éclateur présente en outre une entrée et une sortie de SF6 dans l'enceinte 4, qui sont précisées ci-après et permettent selon l'invention le nettoyage direct de la lentille 7. L'entrée de SF6 dans l'enceinte est désignée par la référence 15, elle est prévue dans l'embase liA de l'électrode 1 contre laquelle est rapportée la lentille 7 montée dans son support. La sortie de SF6, désignée par la référence 25, est prévue à l'opposé de l'enceinte dans l'embase 21A de l'autre électrode 2. L'embase llA présente en conséquence une conduite circulaire d'alimentation 16, autour du canal 5A, communiquant par une conduite 15A avec l'entrée 15 définie latéralement sur cette embase llA, en bout de cette conduite 15A, et par des conduites radiales de distribution 16A avec le canal 5A. Ce canal 5A et le canal 5B servent ainsi également à la distribution de SF6 dans l'enceinte avec d'autres canaux supplémentaires de distribution 5C prévus dans le dôme 10 de cette électrode 1. Cette conduite circulaire d'alimentation 16 dans l'embase llA est formée par une rainure circulaire, portant la référence de la conduite, réalisée dans sa face extérieure et fermée par une bague d'étanchéité 16B. L'embase 21A de l'autre électrode 2 présente quant à elle une conduite d'évacuation 26 ouverte latéralement sur l'embase et définissant la sortie 25, qui débouche par ailleurs par des piquages 26A directement dans le fond de l'enceinte et/ou en regard de l'électrode 1 à travers l'électrode 2 alors également percée axialement et présentant d'éventuels canaux supplémentaires dans son dôme 20. Dans cet éclateur selon l'invention, l'entrée 15 de SF6 est couplée à un réservoir 18 d'alimentation de SF6, à travers une vanne commandée 19 interposée entre eux. La sortie 25 est quant à elle couplée à un réservoir de vidange 27 de SF6 et de ses produits de décomposition présents dans l'enceinte, à travers une vanne commandée 29 interposée entre eux. La vanne 29 étant ouverte, elle permet de dépressuriser et de vidanger partiellement l'enceinte 4, en particulier après le fonctionnement de l'éclateur pour évacuation partielle de SF6 et de ses produits de décomposition présents dans l'enceinte, ainsi que traduit par la flèche 25F. La vanne 19 étant ouverte, elle permet de réinjecter de l'hexafluorure de soufre neuf dans l'enceinte, ainsi que traduit par la flèche 15F. Le SF6 neuf injecté dans l'enceinte vient balayer la face interne de la lentille 7 ainsi directement nettoyée et vient former un tampon de SF6 neuf de protection devant la lentille, alors que les produits de décomposition sont en grande partie évacués. Cette opération de renouvellement du SF6 de l'enceinte et de nettoyage simultané de la lentille peut être réalisée après chaque décharge ou plusieurs décharges. Elle est effectuée manuellement ou de manière automatique. Le circuit de commande automatique, non représenté, peut notamment être asservi aux commandes de déclenchement de l'éclateur, à travers des temporisations convenables commandant l'ouverture de chacune des vannes et leur fermeture et des moyens associés de mesure de pression de SF6 neuf dans l'enceinte. Une pompe de vidange et/ou une pompe d'injection peuvent être associées aux réservoirs, pour permettre une vidange améliorée de l'enceinte et/ou une recirculation forcée et prolongée d'hexafluorure neuf sur la lentille et dans l'enceinte. REVENDICATIONS 1/ Eclateur haute énergie déclenché par laser, comportant une première électrode percée d'un canal axial et une deuxième électrode, disposées en regard l'une de l'autre dans un milieu électrique d'hexafluorure de soufre contenu dans une enceinte dans laquelle elles sont montées, et une lentille convergente en verre, maintenue relativement à ladite première électrode sensiblement en bout dudit canal axial, à l'opposé de l'espace entre lesdites électrodes, dans lequel l'obtention d'un arc de décharge entre lesdites électrodes portées à des tensions élevées, mais insuffisantes, est déclenchée par un faisceau laser reçu sur ladite lentille et rendu convergent le long dudit canal axial dans l'espace entre lesdites électrodes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de vidange (28, 29) de ladite enceinte, reliés à une sortie (25) formée sur ladite enceinte sensiblement à l'oppose de la première électrode, et des moyens d'injection (18, 19) d'hexaflurorure neuf dans ladite enceinte reliés à une entrée (15) de l'enceinte couplée à des conduites de distribution (16A) débouchant dans ledit canal axial (5A, 5B) de ladite première électrode, sensiblement au niveau de ladite lentille (7) montée en bout de ce canal. 2/ Eclateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de vidange comportent un réservoir de vidange (28) et des premiers moyens de commande (29) interposés entre ladite sortie et le réservoir de vidange, et que lesdits moyens d'injection comportent un réservoir d'alimentation (18) et des deuxièmes moyens de commande (19) interposés entre ladite entrée (15) et le réservoir d'alimentation. 3/ Eclateur selon la revendication 2, dans lequel les électrodes comportent chacune, à l'opposé de leurs parties en regard, une embase (llA, 21A) de fermeture de ladite enceinte (4) alors tubulaire, caractérisé en ce que ladite entrée (15) et lesdites conduites de distribution (16A) sont formées dans l'embase (llA) de ladite première électrode (1), et que ladite sortie (25) et des conduites d'évacuation (26, 26A) sont formées dans l'embase (21A) de ladite deuxième électrode (2). 4/ Eclateur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une conduite circulaire d'alimentation (16) dans l'embase de ladite première électrode, couplée auxdites conduites de distribution (16A) et à ladite entrée (15). 5/ Eclateur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite lentille (7) est montée centrée sur l'axe du canal de ladite première électrode dans un support (8) rapporté extérieurement contre ladite embase (llA) de ladite première électrode. 6/ Eclateur selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdits premiers et deuxièmes moyens de commande (19, 29) sont constitués par des vannes commandées manuellement ou automatiquement.