Brevet FR2730092A1 — publié le 19960802

LIAISoN MOYENNE OU HAUTE TENSION A FAIBLE INDUCTANCE DE PERTE DESCRIPTION Domaine technique La présente invention se rapporte au domaine des liaisons moyenne ou haute tension. Dans un système électrique de transfert d'une impulsion moyenne ou haute tension d'un générateur vers un récepteur, la liaison s'effectue par élément filaire afin de garantir au mieux le rendement du montage. Le générateur peut être par exemple un générateur d'impulsions de tension pour laser ou encore un modulateur d'un système de mise à feu pour initier des explosifs. Les courants rencontrés dans ce genre de liaison sont de l'ordre de quelques kiloampères, les impulsions de courant pouvant avoir des fronts de montée de l'ordre de la centaine de nanosecondes. Il est donc nécessaire de minimiser les pertes transitoires ainsi que les déformations temporelles du signal engendré par la liaison. Etat de la technique Les solutions connues sont les liaisons de type coaxial ou encore de type câble plat. Cette dernière version permet en particulier de concilier l'exigence de tenue en tension du montage avec celle de minimisation des éléments parasites qui perturbent le fonctionnement transitoire. Dans ce type de liaison, la circulation du courant dans les conducteurs fait qu'en chaque point de l'espace le champ magnétique est la résultante, en opposition, du champ créé par chaque conducteur. Ce champ résultant est matérialisé dans la ligne de transmission par une self-série d'autant plus faible que les axes principaux des conducteurs tendent à se confondre. I1 est donc nécessaire de réaliser un écartement minimum entre conducteurs. Ainsi, pour réaliser des cables plats, les solutions actuellement exploitées pour isoler les différents conducteurs consistent à réaliser un empilement de feuilles de kapton et de colle acrylique, afin de satisfaire la tenue diélectrique et la rigidité de la structure. Mais ce type de réalisation pose problème, du fait - des performances diélectriques des composants utilisés (le kapton a une rigidité diélectrique limitée à 120 volts par micromètre), - de la mise en oeuvre qui nécessite un collage, ce qui augmente l'écartement entre les conducteurs. Exposé de 1'invention La présente invention résout ces problèmes, en proposant un élément de liaison haute ou moyenne tension qui comporte une couche d'un matériau à rigidité diélectrique élevée, supérieure à 130 volts par micromètre, ladite couche étant comprise entre deux éléments conducteurs, supportés chacun par un élément en un matériau isolant. La couche de matériau à rigidité diélectrique élevée peut être composée de deux sous-couches de matériau à rigidité diélectrique élevée, chacune étant déposée sur un ensemble constitué par un des éléments conducteurs supporté par un des éléments en matériau isolant. Les deux éléments en matériau isolant peuvent être débordants, de part et d'autre du matériau à rigidité diélectrique élevée, les parties débordantes étant collées l'une à l'autre. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le matériau à rigidité diélectrique élevée est du parylène. Sa rigidité diélectrique est de 280 volts par micromètre. En outre, il peut être déposé par dépôt sous vide, ce qui permet une parfaite imprégnation macroscopique des éléments conducteurs et, donc, d'éviter les décharges partielles possibles. Par ailleurs, la technique de dépôt sous vide permet de très bien maîtriser l'épaisseur de dépôt. Une telle structure peut être réalisée avec une bonne reproductibilité. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un élément de liaison haute ou moyenne tension comportant - une étape de dépôt sous vide d'une première sous couche d'un matériau à rigidité diélectrique élevée, supérieure à 130 volts par micromètre, sur un premier ensemble constitué d'un premier conducteur supporté par un premier élément en matériau isolant, - une étape de dépôt sous vide d'une deuxième sous couche d'un matériau à rigidité diélectrique élevée, supérieure à 130 volts par micromètre, sur un deuxième ensemble constitué d'un second conducteur supporté par un second élément en matériau isolant. Ce procédé permet une bonne imprégnation macroscopique des conducteurs avec le matériau à rigidité diélectrique élevée, ce qui permet d'éviter les décharges partielles. Par ailleurs, la technique de dépôt sous vide permet une parfaite maîtrise de l'épaisseur de dépôt. De manière particulièrement avantageuse, le matériau à rigidité diélectrique élevée est du parylène. Dans ce cas, la technique du dépôt sous vide permet une parfaite imprégnation macroscopique du conducteur. Ce type de procédé, par dépôt sous vide, permet d'éviter l'emploi de toute étape de collage, qui augmente 1'écartement entre les conducteurs. Brève description des figures De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur les exemples de réalisation, donnés à titre explicatif et non limitatif, en se référant à des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un exemple de réalisation d'un élément de liaison haute ou moyenne tension, selon l'invention, - la figure 2 permet d'illustrer l'amélioration des propriétés d'un câble plat réalisé selon l'invention, par rapport à un câble plat selon l'art antérieur. Exemples détaillés de modes de réalisation de l'invention Un exemple de réalisation d'un élément de liaison haute ou moyenne tension selon l'invention est illustré sur la figure 1. Cette figure représente une vue en coupe transversale d'un câble plat comportant deux parties symétriques désignées par les références 2 et 4. Chaque partie est limitée par une couche d'un matériau isolant 6, 8 tel que du kapton. Chaque couche de matériau isolant supporte un élément conducteur 10, 12 tel que par exemple du cuivre. L'épaisseur de cette couche de matériau conducteur peut être de l'ordre de quelques dizaines de micromètres, par exemple 50 m. Sur chaque ensemble constitué par l'élément conducteur et l'élément isolant est déposée une sous-couche 14, 16 d'un matériau isolant à rigidité diélectrique élevée, supérieure à 130 volts par micromètre.Un tel matériau peut être très avantageusement du parylène, dont la rigidité diélectrique vaut 280 volts par micromètre. Du fait de cette rigidité diélectrique élevée, l'épaisseur totale e de la couche constituée par les deux souscouches 14, 16 en contact l'une avec l'autre peut être comprise entre quelques dizaines de micromètres et environ 500pm, mais n'a pas besoin d'être plus élevée. En outre, ainsi qu'on le verra plus loin, le parylène est particulièrement bien adapté pour être déposé sous vide, ce qui permet une parfaite maîtrise de l'épaisseur de dépôt. L'enveloppe extérieure constituée par les deux couches de matériau isolant 6, 8 est avantageusement débordante par rapport aux éléments conducteurs 10, 12 et aux éléments à rigidité diélectrique élevée 14, 16. L'assemblage des deux pièces se fait alors par collage 18, 20 des parties débordantes. La colle n'a qu'une fonction de tenue mécanique et n'intervient pas dans l'isolement entre conducteurs, ni dans les caractéristiques diélectriques et électriques du câble, contrairement aux câbles plats selon l'art antérieur. Un procédé de fabrication de l'élément décrit ci-dessus, dans le cas où les éléments 14, 16 sont en parylène, va maintenant être décrit. Le dépôt du parylène s'effectue en phase vapeur sous vide. Le processus de dépôt comporte trois étapes, qui sont - la production de vapeur de dimère par sublimation sous vide, à température comprise entre 100 et 3000C, du composé d d'origine (diparaxylylène) présent sous forme de granulés, - l'obtention du monomère réactif (paraxylylène) par pyrolyse de la vapeur de dimère, à une température comprise entre 500 et 7000C, - la condensation et la polymérisation simultanées pour effectuer le dépôt sur l'ensemble constitué d'un élément conducteur 10, 12 sur la couche isolante 6, 8 correspondante. Les deux parties 2, 4 obtenues sont assemblées par exemple par collage de parties débordantes des couches 6, 8 de matériau isolant. Des éprouvettes expérimentales ont été réalisées à l'aide de ce procédé, dans le cas du parylène. Pour des tenues en tensions identiques, il est possible de diminuer, dans un rapport 5, la selfparasite de la liaison, comparativement à la structure selon l'art antérieur. En outre, l'utilisation du parylène comme isolant pour la réalisation d'une ligne de transmission offre une amélioration des performances électriques qui apparaît en considérant les résultats obtenus par simulation du fonctionnement de l'ensemble générateurliaison-récepteur. Pour des paramètres identiques du générateur et du récepteur, les courbes de la figure 2 montrent les résultats obtenus sur le courant circulant dans le récepteur, dans le cas où la liaison est une liaison selon l'invention (cas du parylène : courbe II) et dans le cas où la liaison est une liaison classique de l'art antérieur (courbe I). On constate, grâce au câble selon l'invention, une amélioration du temps de montée de l'impulsion ainsi qu'une augmentation de la valeur du maximum du courant. REVENDICATIONS 1. Elément de liaison pour haute ou moyenne tension comportant une couche (14, 16) d'un matériau à rigidité diélectrique élevée, supérieure à 130 volts par micromètre, ladite couche étant comprise entre deux éléments conducteurs (10, 12), supportés chacun par un élément en matériau isolant (6, 8). 2. Elément de liaison selon la revendication 1, la couche du matériau à rigidité diélectrique élevée étant constituée de deux sous-couches (14, 16) de matériau à rigidité diélectrique élevée, chacune étant déposée sur un ensemble constitué d'un des deux éléments conducteurs (10, 12) supporté par l'élément correspondant en matériau isolant (6, 8). 3. Elément de liaison selon l'une des revendications 1 ou 2, les deux éléments (6, 8) en matériau isolant débordant, de part et d'autre du matériau à rigidité diélectrique élevée (14, 16), les parties débordantes étant collées l'une à l'autre. 4. Elément de liaison selon l'une des revendications précédentes, le matériau à rigidité diélectrique élevée étant du parylène. 5. Procédé de fabrication d'un élément de liaison haute ou moyenne tension comportant - une première étape de dépôt sous vide d'une première sous-couche (14, 16) d'un matériau à rigidité diélectrique élevée, supérieure à 130 volts par micromètre, sur un premier ensemble constitué d'un premier éliment conducteur (10, 12) supporté par un élément en matériau isolant (6, 8), - une deuxième étape de dépôt sous vide d'une deuxième sous-couche (14, 16) d'un matériau à rigidité électrique élevée, supérieure à 130 volts par micromètres, sur un deuxième ensemble constitué d'un deuxième élément conducteur (10, 12) supporté par un élément en matériau isolant (6, 8). 6. Procédé selon la revendication 5, les deux sous-couches de matériau à rigidité diélectrique élevée étant en parylène. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, le dépôt sous vide étant un dépôt en phase vapeur sous vide.