Ligne coaxiale capacitive L'invention a pour objet une ligne coaxiale capacitive, comprenant un câble coaxial constitué par un tube con ducteur et une âme conductrice coaxiale audit tube et intérieure à lui, et une pluralité de condensateurs à con tacts latéraux, disposés dans l'espace compris entre le tube précité et ladite âme, chaque condensateur étant en contact électrique avec le tube et l'âme par ses con tacts latéraux. Lesdits condensateurs à contacts latéraux peuvent être du type de ceux décrits dans le brevet suisse N 479150 du 2 mai 1968 de la titulaire.
Divers modes de réalisation de l'invention sont repré sentés à titre d'exemple, au dessin annexé dans lequel la fig. 1 a représente schématiquement une vue en section transversale d'une ligne coaxiale selon l'inven tion ; la fig. lb représente, agrandi, un détail de la fig. la et la fig. 1c représente un fragment de la même ligne vu en coupe axiale.
la fig. 2a représente, vue en section transversale, une ligne coaxiale, capacitive, de grande puissance, selon une variante et la fig. 2b un détail agrandi de cette même ligne ; la fig. 3 représente, vue en coupe axiale, une ligne co axiale capacitive munie de sa prise ; les fig. 4 à 6 représentent, vus en coupe transversale, trois modes de réalisation de lignes coaxiales capacitives de moyenne puissance les fig. 7 et 8 représentent, vues en coupe axiale, deux lignes coaxiales capacitives de faible puissance selon deux modes de réalisation ;
tes fig. 9 à 11 représentent divers modes de réalisa tion de lignes capacitives coaxiales comprenant un con ducteur coaxial et des condensateurs de diamètre in férieur à la distance âme-conducteur extérieur dudit câble coaxial ; les fig. 12 à 17 représentent schématiquement divers modes de réalisation de groupements de lignes capaci- tives coaxiales.
Une application importante des condensateurs tels que décrits dans le brevet suisse N 479150 du 2 mai 1968 de la titulaire apparaît dans la réalisation de lignes capacitives, de toutes dimensions et puissances, obtenues en insérant des condensateurs à contacts latéraux entre l'âme et la gaine extérieure d'un câble coaxial.
Divers modes de réalisation de telles lignes vont être donnés. Dans les fig. la à 3, on a représenté des modes de réalisation préférés de lignes coaxiales de gros dia mètre (50 mm à 1 mètre), rigides et de forte puissance.
Les fig. 4 à 6 illustrent des modes de réalisation de lignes coaxiales, de préférence de diamètre compris entre <B>20 et 50 mm.</B>
Les fig. 7 et 8 concernent de très petites lignes co axiales souples, de faible puissance.
La fig. la représente schématiquement, vue en sec tion transversale, une ligne coaxiale capacitive selon l'in ver:tion.
Elle comprend un câble coaxial composé d'une âme intérieure I I et d'une gaine ou tube extérieur 12. Dans l'espace disponible entre gaine et âme sont insérés une pluralité de condensateurs tels que 13, de forme cylin drique à contacts latéraux, de telle manière que les géné ratrices du cylindre qui les délimite soient parallèles à l'axe du câble coaxial et que chaque condensateur ait au moins un contact 14 appuyé sur l'âme et un contact 15 appuyé sur la gaine. Les divers condensateurs sont isolés entre eux et maintenus par des pièces intermé diaires 16 en matériau isolant de l'électricité.
Les con tacts, dont l'un est représenté agrandi dans la fig. lb, comprennent, insérée dans un support en matériau isolant 19, une lame métallique 17 poussée par un ressort 18.
L'espace 20 laissé libre entre les condensateurs 13, le câble coaxial I1-12 et les pièces isolantes 16 peut avantageusement, surtout dans le cas des lignes à grande puissance, être rempli d'un matériau isolant après en avoir chassé l'air, ce matériau pouvant être un gaz tel que l'hexafluorure de soufre, un liquide à propriétés isolantes, une résine, de la céramique, du polytéréphta- late d'éthylène, une fibre, etc.
Selon la longueur de la ligne et la puissance souhai tée, on disposera bout à bout deux ou plus de deux con densateurs, comme il est représenté dans la fig. le, mon trant, vu en coupe axiale, un fragment d'une ligne iden tique à celle représentée dans la fig. la.
La forme des supports isolants 19 est choisie de forme dissymétrique et de manière à s'emboîter dans les pièces intercalaires 16. Outre une bonne rigidité de l'ensemble, cette circonstance permet d'éviter toute pos sibilité d'inversion du sens de montage des condensa teurs ; dans le cas d'utilisation de condensateurs électro lytiques, une inversion de polarité peut en effet être dan gereuse à la mise en charge de la ligne. La disposition décrite permet également dans 1e cas de condensateurs non polarisés de positionner tangentiellement à l'âme interne et à la gaine externe du coaxial, les contacts laté raux des condensateurs.
Le mode de réalisation décrit ci-dessus permet un montage rapide d'un banc de condensateurs à forte puis sance.
La fig. 2a montre, en section transversale, une ligne capacitive coaxiale, selon une variante de réalisation et qui diffère de celle de la fig. la, par le fait que la connexion des condensateurs est assurée au moyen de dentelures, telles que 25 et 26, respectivement fixées, de préférence par soudage, sur la gaine et l'âme du câble coaxial. Les contacts électriques 15 et 14 sont de préfé rence des lames à ressort (par exemple en bronze au béryllium) fixées dans les supports isolants tels que 19 et 27.
La fig. 2b montre, agrandis, le contact 15 et la den telure 25.
On choisira de préférence des largeurs différentes pour les contacts d'un même condensateur afin d'éviter tout risque d'inversion au montage dans le cas d'utilisa tion de condensateurs polarisés.
La fig. 3 représente, vue en section transversale, une ligne coaxiale capacitive selon l'invention. On distingue les divers condensateurs tels que 30, disposés bout à bout en plusieurs rangées, entre l'âme 31 et la gaine 32 d'un câble coaxial.
Les flasques d'extrémités 33 et 34 maintiennent serrés entre eux les condensateurs de chaque rangée ; les flasques sont séparés des condensateurs extrêmes par les pièces en matériau isolant solide, telles que 35.
Chaque condensateur est en contact électrique, d'une part avec l'âme 31 par un contact latéral 36, d'autre part avec la gaine 32 par un contact latéral 37.
A une extrémité de la ligne est fixée une prise co axiale 39 de type classique.
Une ouverture 40, permettant d'insuffler un gaz iso lant à l'intérieur de la ligne ou d'y injecter un liquide isolant, peut être prévue pour les lignes de forte énergie.
Les divers condensateurs de la ligne sont électrique ment connectés en parallèle et il suffit d'augmenter la longueur de la ligne et corrélativement le nombre de con densateurs qu'elle contient pour en augmenter la puis sance.
La fig. 4a représente, vue en section transversale, une ligne capacitive de moyenne dimension ; la fig. 46 représente, vu en perspective, le type de condensateur utilisé pour la confection de cette ligne.
Les condensateurs utilisés 50 sont prismatiques avec une base sensiblement trapézoïdale, de manière à occu per au maximum la place disponible entre l'âme et la gaine du câble coaxial. On remarque que les contacts électriques 51 du côté de la gaine 12 sont au nombre de deux alors qu'il n'existe qu'un seul contact 52 du côté de l'âme 11.
Le contact 52 est une plaquette métallique solidaire du condensateur et un appui direct sur l'âme du coaxial ; les contacts 51 assurent, outre le contact électrique avec la gaine 12, le positionnement du condensateur.
La forme des condensateurs permet d'occuper au maximum la place disponible entre l'âme et la gaine du coaxial et d'offrir ainsi un maximum de puissance pour un volume donné de lignes.
La fig. 5 représente, vue en coupe transversale, une variante de réalisation d'une ligne capacitive coaxiale de moyenne dimension, dans laquelle le positionnement des condensateurs 60 est assuré par leur contact extérieur 61 qu'on a réalisé à partir d'une lame métallique souple de grande largeur doublement recourbée de manière à former deux larges rebords 63 et 64 ayant une large assise sur la gaine 12. Le contact intérieur 65 est du même type que dans l'ensemble de réalisation de la fig. 4a.
La fig. 6 représente, vue en coupe transversale, une variante de réalisation d'une ligne coaxiale capacitive de moyenne puissance, réalisée à partir de condensateurs 70 de forme cylindrique à base circulaire, dans laquelle 1e contact électrique sur l'âme est obtenu à l'aide d'une bague 71 à contacts élastiques tels que 72 et soudée sur un contact latéral du condensateur, ainsi que repré senté en 73, le contact électrique sur la gaine 76 étant également obtenu à l'aide d'une bague 74, munie de con tacts élastiques tels que 75 et soudée sur un autre con tact latéral du condensateur, comme représenté en 76.
Les bagues utilisées dans ce mode de réalisation per mettent un montage et un démontage rapides.
La fig. 7 représente, vu en coupe axiale, un fragment de ligne coaxiale, selon un mode de réalisation adapté aux lignes de très faible diamètre. Les condensateurs 80, munis de contacts latéraux 81 et 82, sont, d'une part soudés à la gaine extérieure 12 du coaxial par leur con tact 81 et, d'autre part, soudés par leur contact 82 à une bague 83 enfilée sur l'âme 1l du coaxial et soudée à cette dernière. On obtient ainsi d'excellents contacts électriques. L'espace 20 entre les condensateurs sera de préférence rempli d'un matériau isolant.
La fig. 8 représente, vu en coupe axiale, un fragment de ligne capacitive coaxiale de petit diamètre selon une variante de réalisation et qui diffère de la précédente par le fait que le contact électrique du condensateur avec l'âme du coaxial, ainsi que son maintien en place, sont assurés par une ou plusieurs pinces élastiques, telles que 85, solidaires d'un des contacts du condensateur et en filées dans une bague 83 enserrant l'âme. Cette disposi tion permet d'économiser la soudure sur l'âme et confère une bonne souplesse au câble du fait que le contact pincé sur âme peut permettre un léger glissement.
On uti lisera de préférence pour les lignes de faible diamètre un diélectrique en vinyle entre les condensateurs, ce qui assure une bonne souplesse à celle-ci. Le conducteur extérieur du coaxial sera recouvert d'une gaine isolante. Les fig. 9 à 1 1 montrent qu'on peut utiliser des con densateurs de diamètre bien inférieur à la distance âme- conducteur extérieur du câble coaxial dont on dispose.
La fig. 9 représente en coupe transversale une ligne selon l'invention, dans laquelle les condensateurs 90 sont plaqués contre l'âme 11 du câble coaxial et y sont main tenus par exemple par une frette métallique 92 électri quement reliée au conducteur extérieur 12 du coaxial.
Dans une variante, représentée en coupe transversale dans la fig. 10 et en coupe axiale dans la fig. 11, les condensateurs 100 sont plaqués sur le conducteur exté rieur 12 du coaxial et en contact électrique avec lui par un contact latéral 101 pouvant être du type de celui représenté en 61 dans la fig. 5. Le maintien en place des condensateurs est assuré par une bague isolante intermé diaire métallique 103 ayant une portion 104 appuyée sur l'âme 11 et une portion 105 appuyée sur le contact 107 du condensateur.
Les fig. 12 à 17 représentent schématiquement divers groupements de lignes capacitives coaxiales.
La fig. 12 représente une ligne capacitive coaxiale constituée de plusieurs lignes telles que 200, reliées en séries par un câble de liaison unique 201.
La fig. 13 représente une ligne analogue à la précé dente mais avec plusieurs câbles de liaison.
Dans le mode de réalisation représenté en élévation dans la fig. 14 et de front dans la fig. <B>15,</B> les lignes sont empilées sur un support 204 et le câble de liaison unique 205 a ainsi une longueur très courte.
La fig. 16 représente l'assemblage au moyen de prises mâles 206, 206' et femelles 207, 207' de plusieurs lignes souples de petit diamètre 208, 208', 208".
La fia. 17 est une vue en perspective d'un banc capa- citif, qui ne diffère de celui de la fig. 14 que par le fait que la liaison entre les diverses lignes coaxiales capaci- tives est réalisée à l'aide de plusieurs câbles de liaison 109, 109', etc.
Capacitive coaxial line The invention relates to a capacitive coaxial line, comprising a coaxial cable consisting of a conductor tube and a conductive core coaxial with said tube and internal to it, and a plurality of side-contact capacitors, arranged in the tube. space between the aforementioned tube and said core, each capacitor being in electrical contact with the tube and the core by its lateral contacts. Said capacitors with side contacts may be of the type described in Swiss patent N 479150 of May 2, 1968 of the holder.
Various embodiments of the invention are shown by way of example, in the accompanying drawing in which FIG. 1 a schematically shows a cross-sectional view of a coaxial line according to the invention; fig. lb represents, enlarged, a detail of FIG. 1a and FIG. 1c represents a fragment of the same line seen in axial section.
fig. 2a represents, seen in cross section, a coaxial, capacitive, high power line, according to a variant and FIG. 2b an enlarged detail of this same line; fig. 3 shows, seen in axial section, a capacitive coaxial line provided with its socket; figs. 4 to 6 show, seen in cross section, three embodiments of medium power capacitive coaxial lines, FIGS. 7 and 8 represent, seen in axial section, two low power capacitive coaxial lines according to two embodiments;
your fig. 9 to 11 show various embodiments of coaxial capacitive lines comprising a coaxial conductor and capacitors with a diameter smaller than the distance between the core and the outer conductor of said coaxial cable; figs. 12 to 17 schematically show various embodiments of groupings of coaxial capacitive lines.
An important application of the capacitors as described in the Swiss patent N 479150 of May 2, 1968 of the holder appears in the realization of capacitive lines, of all dimensions and powers, obtained by inserting capacitors with side contacts between the core and the sheath. outside of a coaxial cable.
Various embodiments of such lines will be given. In fig. 1a to 3, preferred embodiments of coaxial lines of large diameter (50 mm to 1 meter), rigid and high power have been shown.
Figs. 4 to 6 illustrate embodiments of coaxial lines, preferably with a diameter between <B> 20 and 50 mm. </B>
Figs. 7 and 8 relate to very small flexible coaxial lines, of low power.
Fig. 1a schematically represents, seen in transverse section, a capacitive coaxial line according to the invention.
It comprises a coaxial cable composed of an inner core II and an outer sheath or tube 12. In the space available between sheath and core are inserted a plurality of capacitors such as 13, of cylindrical shape with lateral contacts, of such that the generators of the cylinder which delimits them are parallel to the axis of the coaxial cable and that each capacitor has at least one contact 14 supported on the core and one contact 15 supported on the sheath. The various capacitors are insulated from one another and held by intermediate pieces 16 made of an electrically insulating material.
The contacts, one of which is shown enlarged in fig. lb, include, inserted in a support of insulating material 19, a metal blade 17 pushed by a spring 18.
The space 20 left free between the capacitors 13, the coaxial cable I1-12 and the insulating parts 16 can advantageously, especially in the case of high power lines, be filled with an insulating material after having expelled the air therefrom, this material possibly being a gas such as sulfur hexafluoride, a liquid with insulating properties, a resin, ceramic, polyethylene terephthalate, a fiber, etc.
Depending on the length of the line and the desired power, two or more capacitors will be placed end to end, as shown in FIG. The, however, seen in axial section, a fragment of a line identical to that shown in fig. the.
The shape of the insulating supports 19 is chosen to have an asymmetrical shape and so as to fit into the intermediate pieces 16. In addition to good rigidity of the assembly, this circumstance makes it possible to avoid any possibility of reversing the direction of assembly of the. condensers; in the case of the use of electrolytic capacitors, a reverse polarity can indeed be dangerous when charging the line. The arrangement described also makes it possible, in the case of non-polarized capacitors, to position the lateral contacts of the capacitors tangentially to the internal core and to the external sheath of the coaxial.
The embodiment described above allows rapid assembly of a bank of high power capacitors.
Fig. 2a shows, in cross section, a coaxial capacitive line, according to an alternative embodiment and which differs from that of FIG. 1a, in that the capacitors are connected by means of serrations, such as 25 and 26, respectively fixed, preferably by welding, on the sheath and the core of the coaxial cable. Electrical contacts 15 and 14 are preferably leaf springs (eg beryllium bronze) fixed in insulating supports such as 19 and 27.
Fig. 2b shows, enlarged, the contact 15 and the den telure 25.
Different widths will preferably be chosen for the contacts of the same capacitor in order to avoid any risk of inversion during assembly in the case of the use of polarized capacitors.
Fig. 3 shows, seen in cross section, a capacitive coaxial line according to the invention. We can distinguish the various capacitors such as 30, arranged end to end in several rows, between the core 31 and the sheath 32 of a coaxial cable.
The end plates 33 and 34 keep the capacitors of each row clamped together; the flanges are separated from the end capacitors by parts made of solid insulating material, such as 35.
Each capacitor is in electrical contact, on the one hand with the core 31 by a lateral contact 36, on the other hand with the sheath 32 by a lateral contact 37.
At one end of the line is fixed a coaxial socket 39 of the conventional type.
An opening 40, allowing an insulating gas to be blown inside the line or to inject an insulating liquid therein, may be provided for high energy lines.
The various capacitors of the line are electrically connected in parallel and it suffices to increase the length of the line and correlatively the number of capacitors it contains in order to increase its power.
Fig. 4a shows, seen in cross section, a capacitive line of medium size; fig. 46 represents, seen in perspective, the type of capacitor used for making this line.
The capacitors used 50 are prismatic with a substantially trapezoidal base, so as to occupy as much as possible the space available between the core and the sheath of the coaxial cable. Note that the electrical contacts 51 on the side of the sheath 12 are two in number while there is only one contact 52 on the side of the core 11.
Contact 52 is a metal plate integral with the capacitor and a direct bearing on the core of the coaxial; the contacts 51 ensure, in addition to the electrical contact with the sheath 12, the positioning of the capacitor.
The shape of the capacitors makes it possible to occupy as much as possible the space available between the core and the coaxial sheath and thus to offer maximum power for a given volume of lines.
Fig. 5 shows, in cross section, an alternative embodiment of a coaxial capacitive line of medium size, in which the positioning of the capacitors 60 is ensured by their external contact 61 which has been produced from a flexible metal strip of large width doubly curved so as to form two wide flanges 63 and 64 having a wide seat on the sheath 12. The internal contact 65 is of the same type as in the embodiment of FIG. 4a.
Fig. 6 shows, in cross-section, an alternative embodiment of a medium power capacitive coaxial line, produced from capacitors 70 of cylindrical shape with a circular base, in which the electrical contact on the core is obtained using a ring 71 with elastic contacts such as 72 and welded to a lateral contact of the capacitor, as shown at 73, the electrical contact on the sheath 76 also being obtained using a ring 74, provided with con elastic tacts such as 75 and soldered to another side contact of the capacitor, as shown at 76.
The rings used in this embodiment allow rapid assembly and disassembly.
Fig. 7 shows, seen in axial section, a fragment of a coaxial line, according to an embodiment suitable for lines of very small diameter. The capacitors 80, provided with side contacts 81 and 82, are, on the one hand welded to the outer sheath 12 of the coaxial by their contact 81 and, on the other hand, welded by their contact 82 to a ring 83 threaded on the 1l core of the coaxial and welded to the latter. Excellent electrical contacts are thus obtained. The space 20 between the capacitors will preferably be filled with an insulating material.
Fig. 8 shows, seen in axial section, a fragment of a small-diameter coaxial capacitive line according to an alternative embodiment and which differs from the previous one in that the electrical contact of the capacitor with the core of the coaxial, as well as its holding in place , are provided by one or more elastic clamps, such as 85, integral with one of the contacts of the capacitor and threaded in a ring 83 enclosing the core. This arrangement makes it possible to save on welding on the core and gives good flexibility to the cable because the pinched contact on the core can allow a slight slip.
For the lines of small diameter, a vinyl dielectric will preferably be used between the capacitors, which ensures good flexibility thereof. The outer conductor of the coaxial will be covered with an insulating sheath. Figs. 9 to 11 show that it is possible to use capacitors with a diameter much smaller than the distance between the core and the outer conductor of the coaxial cable available.
Fig. 9 shows in cross section a line according to the invention, in which the capacitors 90 are pressed against the core 11 of the coaxial cable and are held there for example by a metal hoop 92 electrically connected to the outer conductor 12 of the coaxial.
In a variant, shown in cross section in FIG. 10 and in axial section in FIG. 11, the capacitors 100 are pressed against the outer conductor 12 of the coaxial and in electrical contact with it by a lateral contact 101 which may be of the type of that shown at 61 in FIG. 5. The capacitors are held in place by a metallic intermediate insulating ring 103 having a portion 104 resting on the core 11 and a portion 105 resting on the contact 107 of the capacitor.
Figs. 12 to 17 schematically represent various groupings of coaxial capacitive lines.
Fig. 12 shows a coaxial capacitive line consisting of several lines such as 200, connected in series by a single connecting cable 201.
Fig. 13 shows a line similar to the previous one but with several connecting cables.
In the embodiment shown in elevation in FIG. 14 and frontally in fig. <B> 15, </B> the lines are stacked on a support 204 and the single link cable 205 thus has a very short length.
Fig. 16 shows the assembly by means of male connectors 206, 206 'and female connectors 207, 207' of several flexible lines of small diameter 208, 208 ', 208 ".
The fia. 17 is a perspective view of a capacity bench, which does not differ from that of FIG. 14 only by the fact that the connection between the various capacitive coaxial lines is effected by means of several connecting cables 109, 109 ', etc.