WO1998021786A1

WO1998021786A1 - Ensemble a haute tension a elements separables

Info

Publication number: WO1998021786A1
Application number: PCT/FR1997/001961
Authority: WO
Inventors: Hans Jedlitschka; Jacques Sireul; Xavier Lepennec; Alexander M. Blok
Original assignee: Ge Medical Systems S.A.
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1997-11-03
Publication date: 1998-05-22
Also published as: EP0938759A1; DE69723720D1; DE69723720T2; FR2755797B1; FR2755797A1; EP0938759B1; JP2001503564A

Abstract

Ensemble à haute tension comprenant au moins deux éléments séparables (1a, 1b) comportant chacun au moins un contact électrique (2a, 2b) complémentaire, caractérisé en ce qu'il comprend un élément d'isolation (6) en un matériau électriquement isolant, élastiquement déformable, entourant les contacts électriques et élastiquement déformé, lorsque les éléments séparables sont raccordés dans leur position finale, de façon à réaliser une continuité de l'isolation électrique sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une huile ou une graisse d'isolation. Application: aux ensembles à haute tension.

Description

Ensemble à haute tension à éléments séparables.

La présente invention concerne, d'une manière générale, un ensemble à haute tension comprenant des éléments séparables et plus particulièrement un tel ensemble à haute tension dans lequel la continuité d'isolation électrique entre les éléments séparables est assurée au moyen d'un élément en matériau isolant, élastiquement déformable.

Dans les systèmes à haute tension, par exemple 40 kV à 150 kV ou plus, comportant des éléments séparables, tels que les éléments de raccordement d'un câble à haute tension à un appareil sous haute tension, par exemple un générateur à haute tension ou la gaine d'un tube à rayons X, le raccordement électrique s'effectue classiquement au moyen de contacts électriques appariés maintenus dans des blocs isolants rigides, eux mêmes disposés dans des enveloppes métalliques permettant une réunion mécanique sûre des éléments de raccordement, par exemple au moyen de filetage et taraudage complémentaires sur les enveloppes ou d'un dispositif à baïonnette. Lors de ce raccordement des éléments séparables à haute tension, le contact mâle d'un des éléments s'adapte dans le contact femelle de l'autre élément et les deux éléments sont réunis sous une pression, de telle sorte que les faces transversales terminales des blocs isolants rigides, généralement planes, viennent s'appliquer l'une contre l'autre le plus étroitement possible, sous l'action de la pression exercée par les enveloppes métalliques, pour réaliser une continuité d'isolation électrique entre les éléments séparables. Afin d'améliorer l'isolation électrique à l'interface entre les éléments séparables de tels ensembles à haute tension et ainsi éviter autant que possible l'apparition de décharges électriques entre les contacts et les enveloppes métalliques formant masse électrique à l'interface de raccordement des éléments séparables, on dispose généralement à cette interface de l'huile ou une graisse isolante. On évite ainsi la présence d'air à l'interface de raccordement entre les éléments, air qui a pour inconvénient d'interrompre la continuité de l'isolation électrique du fait d'un changement brutal de la constante diélectrique. L'utilisation d'huile ou de graisse pour améliorer la continuité d'isolation entre des éléments séparables d'un ensemble à haute tension, nécessite des constructions complexes des éléments pour assurer une étanchéité vis-à-vis de l'huile ou de la graisse de l'ensemble à haute tension. En effet, en fonctionnement, l'ensemble de raccordement à haute tension ainsi que l'huile ou la graisse se trouvent à une température relativement élevée, et les différences de dilatation thermique des divers composants des éléments ainsi que de l'huile ou de la graisse entraînent un risque potentiel de perte d'étanchéité de l'ensemble résultant en une fuite d'huile ou de graisse et par conséquent un abaissement du niveau d'isolation élecrique de l'ensemble de raccordement à haute tension. Ce problème d'étanchéité est particulièrement important lorsque l'ensemble à haute tension se trouve dans un système tournant, par exemple les gaines de certains appareils de radiographie aux rayons X. Il est alors nécessaire de prévoir des moyens d'étanchéité complexes tels que des bagues à soufflet pour éviter une fuite d'huile ou de graisse au niveau de l'interface entre les éléments séparables, en particulier sous l'effet de la température lors de l'utilisation de l'ensemble afin de compenser la variation de volume.

De plus, après utilisation, il est parfois difficile avec de tels ensembles de raccordement connus de séparer les éléments séparables de l'ensemble.

La présente invention a donc pour objet de réaliser un ensemble à haute tension comportant des éléments séparables, dans lequel il n'est pas nécessaire d'utiliser de l'huile ou de la graisse pour assurer la continuité d'isolation électrique entre les éléments séparables de l'ensemble.

L'invention a encore pour but de fournir un ensemble à haute tension comprenant des éléments séparables qui peuvent être aisément assemblés lors de la fabrication ou l'installation et désassemblés après utilisation ou pour intervention.

Les objectifs ci-dessus sont atteints selon l'invention par un ensemble à haute tension comprenant au moins deux éléments séparables, chacun des éléments séparables comportant au moins un contact électrique ayant une face transversale terminale, lesdits contacts d'un élément separable se raccordant électriquement audit contact de l'autre des éléments séparables lorsque les éléments séparables sont réunis, dans lequel la continuité de l'isolation électrique autour des contacts est réalisée au moyen d'un élément d'isolation en matériau électriquement isolant et élastiquement déformable, déformé par compression, lorsque les éléments séparables sont raccordés l'un à l'autre.

Selon une réalisation de l'invention, l'élément d'isolation déformable assurant la continuité de l'isolation électrique est un joint élastiquement déformable, en matériau isolant, disposé entre les faces transversales terminales de blocs rigides en matériau isolant de manière à entourer le (ou les) contact(s) électrique(s). Le joint est déformé par compression entre les faces transversales terminales des blocs rigides en matériau isolant, pour réaliser une continuité d'isolation électrique de l'ensemble à haute tension, lorsque les éléments séparables sont réunis.

Le joint élastiquement déformable peut être réalisé en tout matériau isolant souple, élastiquement déformable, ayant des caractéristiques d'isolation électrique appropriées et une dureté appropriée pour pouvoir être comprimé entre les blocs en matériau isolant des éléments séparables et suffisamment se déformer pour remplir parfaitement, à l'état comprimé, l'espace entre les blocs isolants rigides autour des contacts. En se déformant par compression, le joint isolant souple s'adapte parfaitement aux faces transversales terminales des blocs isolants rigides et ainsi remédie aux imperfections de surface éventuelles de ces faces transversales terminales.

De préférence, le joint souple, élastiquement déformable, est en un matériau élastomère approprié, tel qu'un élastomère de silicone.

La dureté Shore A du matériau isolant souple du joint est généralement comprise entre 10 et 50, de préférence entre 10 et 30.

La pression exercée par les éléments séparables sur le joint isolant souple doit être suffisante pour réaliser l'isolation électrique voulue. Bien évidemment, cette pression sera fonction de la dureté (souplesse) et de la nature du matériau du joint et de la haute tension d'utilisation de l'ensemble.

Le joint isolant souple peut être un joint amovible, c'est-à-dire qu'il constitue un élément distinct des éléments séparables. Toutefois, ce joint peut être également solidaire d'une face terminale transversale d'un bloc isolant rigide, par exemple, par fixation au moyen d'une colle appropriée à ladite face.

Dans une réalisation recommandée, les faces transversales terminales des blocs rigides en matériau isolant des éléments séparables ont une forme convexe où le joint souple a une forme biconvexe, de telle sorte que lors de la réunion des éléments séparables de l'ensemble, il se forme temporairement des espaces annulaires en forme de coin entre le joint souple et les faces transversales terminales des blocs isolants rigides des éléments, permettant à l'air de s'échapper de l'interface entre les deux éléments séparables, jusqu'à ce que ces espaces aient totalement disparu lorsque les deux éléments séparables ont atteint leur position définitive d'accouplement et que le joint souple comprimé sous l'effet de la pression exercée par les blocs rigides en matériau isolant occupe la totalité de l'espace entre les blocs en matériau isolant des deux éléments séparables. On réalise ainsi un ensemble à haute tension comportant des éléments séparables qui, lorsque ceux-ci sont réunis, a une excellente continuité d'isolation électrique.

La convexité des faces transversales terminales des blocs isolants ou du joint amovible souple doit être telle que les espaces en forme de coin créés lors de la réunion des éléments séparables soient seulement de quelques degrés pour permettre à l'air de s'échapper et ainsi éviter que de l'air ne soit piégé aux interfaces entre les éléments séparables et le joint, et pour assurer que le joint souple isolant ne laisse subsister aucun intervalle d'air lorsque les éléments séparables sont dans leur position de réunion finale. De préférence, la convexité est telle que l'angle des espaces en forme de coin est généralement compris entre 1 et 5°.

Dans une autre réalisation recommandée de l'invention, on réalise un connecteur haute tension qui comprend deux éléments séparables. Un premier des éléments séparables est constitué par une enveloppe creuse de forme tronconique, ouverte à une extrémité, en matériau isolant rigide, pourvue dans sa paroi de fond d'un ou plusieurs contacts électriques, par exemple des contacts femelles. Le second élément separable comprend un bloc tronconique en matériau électriquement isolant, solide, déformable élastiquement par compression et dont la face avant est destinée à venir buter contre la paroi de fond de l'enveloppe tronconique et comporte un ou plusieurs contacts électriques, par exemple des contacts mâles, destinés à se raccorder avec le ou les contacts femelles du premier élément separable.

Selon l'invention, l'angle au sommet de l'enveloppe tronconique rigide du premier élément separable est légèrement supérieur à l'angle au sommet du bloc d'isolation tronconique du second élément separable, de sorte que, lorsque les deux éléments séparables sont simplement emboîtés l'un dans l'autre, c'est-à-dire sans qu'une compression soit exercée sur le bloc d'isolation déformable du second élément separable, il existe un petit espace annulaire angulaire, par exemple de 1 à 5°, entre la paroi latérale intérieure de l'enveloppe tronconique rigide et la paroi latérale externe du bloc tronconique en matériau isolant élastiquement déformable.

De plus, selon l'invention, la hauteur du bloc isolant élastiquement déformable est légèrement supérieure, par exemple de 1 à 5 mm, à la profondeur du volume intérieur de l'enveloppe tronconique rigide creuse.

Ainsi, lorsque le second élément separable du connecteur haute tension est emboîté dans le premier élément separable, puis comprimé, par exemple au moyen d'un écrou de serrage prévu sur le second élément separable et coopérant avec un filetage complémentaire prévu sur le support dans lequel est adapté le premier élément separable, le bloc isolant élastiquement déformable, se trouve déformé de telle sorte que le matériau élastiquement déformable remplisse totalement le volume intérieur de l'enveloppe tronconique creuse, entrant en contact étroit et sans discontinuité avec les parois internes de cette enveloppe. Du fait de la présence initiale de l'espace annulaire angulaire entre la paroi interne de l'enveloppe tronconique creuse et de la paroi latérale externe du bloc en matériau isolant élastiquement déformable, l'air est chassé et évacué au fur et à mesure de la déformation par compression du bloc en matériau isolant élastiquement déformable jusqu'à ce que le bloc en matériau isolant élastiquement déformable remplisse totalement le volume intérieur de l'enveloppe tronconique lorsque l'écrou de serrage est vissé dans sa position finale. On assure ainsi une isolation électrique continue, sans risque de présence d'air inclus et sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une huile ou une graisse isolante. Bien évidemment, lors de la séparation des éléments séparables, le bloc isolant élastiquement déformable retrouve ses forme et dimension initiales.

Comme indiqué précédemment, le bloc d'isolation du second élément separable est de préférence constitué d'un élastomère approprié, tel qu'un élastomère de silicone. Ce matériau a généralement une dureté Shore A comprise entre 10 et 50, de préférence entre 10 et 30.

La pression exercée sur le bloc en matériau isolant élastiquement déformable doit être telle qu'elle permette une réduction de la hauteur du bloc à la valeur de la profondeur du volume interne de l'enveloppe tronconique rigide. Bien évidemment, cette hauteur supplémentaire du bloc isolant en matériau élastiquement déformable doit être telle que le bloc, lorsqu'il est totalement déformé par compression, remplisse entièrement le volume intérieur de l'enveloppe tronconique creuse, rigide.

Le ou les contacts électriques du second élément separable sont généralement disposés dans des évidements ménagés dans la face avant du bloc en matériau isolant élastiquement déformable de manière à ce que ces contacts ne saillent pas à l'extérieur de cette face avant du bloc isolant. Bien évidemment, ces évidements sont conformés et dimensionnés pour recevoir les contacts électriques complémentaires du premier élément separable. Ainsi, on évite tout risque de détérioration des contacts électriques du second élément separable lors de la manipulation du conoecteur. De préférence, les contacts électriques disposés dans les évidements du bloc isolant en matériau élastiquement déformable sont des contacts mâles, et de préférence encore des contacts mâles formant latéralement ressort de contact destinés à être introduits dans des contacts femelles complémentaires portés par la paroi de fond de l'enveloppe tronconique rigide creuse du premier élément separable.

Enfin, on peut prévoir sur l'extrémité ouverte de l'enveloppe rigide du premier élément separable une partie plane et à l'arrière du second élément separable une partie plane ou tout autre moyen de détrompage analogue, tel que des parties complémentaires positives ou négatives empêchant une rotation relative des éléments mâle et femelle, de telle sorte que les éléments séparables ne peuvent être raccordés que dans une seule position pour éviter toute détérioration éventuelle des contacts électriques lors du raccordement. Bien évidemment, ces moyens de détrompage doivent, pour être efficaces, entrer en action avant tout engagement des contacts.

La suite de la description se réfère aux dessins annexés qui représentent respectivement : figure 1 - une vue schématique en coupe d'un ensemble à haute tension selon la présente invention avec les éléments séparables non encore réunis; figure 2 - une vue de l'ensemble à haute tension de la figure 1 avec les éléments séparables réunis; figure 3 - une vue schématique analogue à celle de la figure 1, dans laquelle les faces transversales terminales des blocs en matériau - isolant ont une forme convexe; figure 4 - une vue schématique analogue à celle de la figure 1, dans laquelle le joint souple, amovible, en matériau isolant, a une forme biconvexe; figure 5 - une vue schématique d'un ensemble de raccordement d'un câble à haute tension à un dispositif sous haute tension selon l'invention; figure 6 - un ensemble modulaire à haute tension réalisé selon les principes de la présente invention; figure 7 - une vue schématique d'un connecteur haute tension, selon une autre réalisation recommandée de l'invention, avant raccordement des contacts électriques; figure 8 - une vue schématique du connecteur haute tension de la figure 7, avec les éléments séparables raccordés, mais avant compression du bloc de matériau isolant élastiquement déformable; figure 9 - une vue schématique du connecteur haute tension de la figure 7, avec le bloc de matériau isolant élastiquement déformable, déformé par compression en fin de raccordement; figure 10 - une vue schématique d'une partie du connecteur de la figure 7 montrant les différences de conicité des éléments séparables; figure 1 1 - une vue partielle d'un élément separable du connecteur haute tension de la figure 7, montrant un agencement recommandé d'un contact électrique mâle dans un des éléments séparables du connecteur; et figures 12a et 12b - une vue schématique en perspective d'une autre réalisation d'un connecteur selon l'invention, comportant un détrompeur pour la connexion des éléments séparables.

Sur les figures, et en particulier sur les figures 1 et 2, on a représenté schématiquement une réalisation d'un ensemble à haute tension selon l'invention. L'ensemble comprend deux éléments séparables la, lb, comportant chacun un contact électrique 2a, 2b, maintenu fixement dans un bloc rigide en matériau isolant 3a, 3b, et relié, comme cela est bien connu, à un conducteur électrique d'alimentation ou différents organes devant fonctionner sous une haute tension. Les éléments séparables de tels ensembles comprennent classiquement des enveloppes métalliques complémentaires pourvues de moyens coopérants appropriés permettant de réunir fixement entre eux les éléments séparables de l'ensemble. Ces enveloppes métalliques constituent une masse électrique schématiquement représentée par le bloc 5 sur les figures 1 et 2. Comme cela est bien connu, il existe un risque d'apparition d'arc électrique entre les contacts réunis 2a et 2b et les enveloppes métalliques constituant la masse électrique 5 au niveau de l'interface entre les éléments.

Comme le montrent les figures 1 et 2, l'ensemble à haute tension selon l'invention, comprend en outre un joint amovible 6 en matériau isolant souple, élastiquement déformable, de forme annulaire, disposé entre les faces transversales terminales des blocs rigides en matériau isolant des éléments de l'ensemble et entourant les contacts électriques 2a, 2b. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, lorsque les éléments séparables de l'ensemble à haute tension sont réunis de façon à accoupler les contacts électriques 2a et 2b des éléments, le joint en matériau isolant souple 6 se déforme sous l'effet de la pression qu'exercent les faces des blocs isolants rigides des éléments, de façon à épouser étroitement la configuration de ces faces transversales terminales 4a, 4b, réalisant ainsi une continuité d'isolation électrique de l'ensemble lorsque les éléments séparables sont réunis.

Comme le montrent plus particulièrement les figures 3 et 4, dans une réalisation recommandée, on prévoit un moyen d'évacuation de l'air aux interfaces entre les faces transversales terminales 4a et 4b des blocs d'isolation rigides des éléments séparables de l'ensemble à haute tension et le joint isolant souple.

Comme le montre la figure 3, ce moyen d'évacuation de l'air peut être réalisé en conférant aux faces transversales terminales 4a et 4b des blocs une convexité telle qu'il se forme un espace annulaire en forme de coin entre les faces transversales terminales 4a, 4b des blocs rigides et les surfaces transversales correspondantes du joint 6. L'angle ainsi obtenu est généralement de quelques degrés. Ainsi, la convexité des faces transversales terminales 4a, 4b des blocs rigides 3a, 3b doit être telle qu'il se forme des espaces annulaires en forme de coin, mais ne doit pas être si importante qu'il ne serait plus possible de faire disparaître ces espaces annulaires par compression du joint souple 6 lors de la réunion des éléments séparables la, lb. La valeur de l'angle α dépendra aussi bien évidemment de la dureté du matériau isolant du joint 6. En général, cet angle α sera compris entre 1 et 5°.

Lorsque les éléments séparables sont réunis pour réaliser la connexion électrique de ceux-ci, il se forme donc un espace annulaire en forme de coin s'évasant vers la périphérie des blocs rigides 3a et 3b des éléments séparables entre les surfaces transversales terminales convexes 4a et 4b de ces blocs et les surfaces transversales du joint amovible en matériau isolant élastiquement déformable de forme annulaire, cet espace se réduisant pour finalement entièrement disparaître sous l'effet de la compression du joint amovible annulaire 6 lorsque les éléments séparables sont réunis dans leur position finale. Ainsi, l'air est chassé des interfaces entre les faces terminales transversales convexes 4a et 4b des blocs d'isolation rigides des éléments séparables et le joint 6 et ne se trouve pas piégé entre les faces transversales terminales des blocs rigides des éléments séparables et les faces transversales du joint amovible, par exemple en cas de défauts existants dans les faces transversales terminales des blocs rigides isolants des éléments séparables. De ce fait, on réalise une isolation électrique excellente entre les éléments séparables.

Comme le montre la figure 4, on peut également réaliser une évacuation de l'air entre les éléments séparables la et lb de l'ensemble à haute tension, comportant des blocs isolants rigides dont les faces transversales terminales sont planes, en réalisant un joint amovible en matériau isolant élastiquement déformable, annulaire, biconvexe, c'est-à-dire dont les faces transversales ont une légère convexité de façon, comme précédemment, à réaliser temporairement des espaces en forme de coin analogues à ceux décrits en liaison avec la figure 3, lors de la réunion des éléments séparables de l'ensemble à haute tension.

On a représenté, à la figure 5, une application de la présente invention à un ensemble de connexion à haute tension entre un câble d'alimentation à haute tension et une prise d'un dispositif sous haute tension, telle que par exemple un générateur haute tension où la gaine d'un tube à rayons X.

Comme le montre la figure 5, l'ensemble à haute tension comporte deux éléments de raccordement séparables 10a, 10b. L'élément separable 10a est relié fixement à l'enveloppe d'un dispositif à haute tension, par exemple un générateur à haute tension, à l'aide d'une enveloppe métallique de forme générale cylindrique, dont l'extrémité située à l'extérieur du dispositif haute tension comporte un filetage. Un contact électrique 12a, par exemple un contact mâle, est maintenu à l'intérieur de l'enveloppe métallique cylindrique 15a au moyen d'un bloc isolant rigide 13a. Comme cela est bien connu, les divers éléments composant le dispositif sous haute tension sont électriquement isolés au moyen d'un remplissage d'huile isolante. L'élément de raccordement separable 10b de l'ensemble de connexion comprend une enveloppe métallique de forme généralement cylindrique dont une extrémité est pourvue d'un taraudage destiné à coopérer avec le filetage de l'enveloppe 15a de l'élément fixé au dispositif à haute tension. L'autre extrémité de l'enveloppe 15b de l'élément de raccordement 10b est fixée à l'extrémité d'un câble à haute tension 17. Un contact électrique 12b, par exemple un contact femelle, est maintenu à l'intérieur de l'enveloppe 15b au moyen d'un bloc isolant rigide 13b. Comme cela est bien connu, ce contact 12b est réuni au conducteur du câble à haute tension. Comme cela est également bien connu lors de la réunion des éléments séparables de l'ensemble de connexion, les contacts 12a et 12b s'accouplent pour réaliser la continuité électrique entre les deux éléments de l'ensemble de connexion.

Comme le montre encore la figure 5, un joint annulaire en matériau isolant souple, élastiquement déformable, est disposé entre les faces transversales terminales 14a et 14b des blocs isolants rigides 13a et 13b. Comme indiqué précédemment, lors de la réunion des deux éléments séparables au moyen des enveloppes métalliques 15a et 15b par vissage, respectivement, de leur extrémité taraudée et filetée, le joint annulaire en matériau isolant souple est comprimé entre les faces transversales 14a et 14b des blocs isolants 13a et 13b jusqu'à ce que les contacts 12a et 12b soient réunis. Le joint amovible souple annulaire 16 comprimé entre les faces transversales 14a et 14b des blocs 13a et 13b, assure ainsi une continuité d'isolation excellente entre les éléments séparables 10a, 10b. Ainsi, il est possible d'obtenir une isolation électrique entre des éléments séparables selon l'invention pour des tensions allant jusqu'à 160 kV et plus. D'autre part, comme cela est bien connu, dans les ensembles séparables connus, il pouvait être difficile, après utilisation de ceux-ci, de séparer à nouveau les éléments. En utilisant un joint amovible en matériau isolant élastiquement déformable selon l'invention, les éléments séparables de l'ensemble à haute tension sont aisément séparables même après utilisation.

Bien que l'on ait décrit des éléments séparables comportant chacun un contact électrique, il est bien évident que chacun des éléments peut comporter deux contacts ou plus maintenus dans les blocs isolants rigides. Dans ce cas, bien évidemment, le joint amovible en matériau isolant élastiquement déformable comportera le nombre nécessaire de passages pour permettre la réunion des contacts coopérants de ces éléments séparables.

La figure 6 représente schématiquement un ensemble modulaire à haute tension réalisé selon les principes de la présente invention.

A titre d'exemple, l'ensemble modulaire peut comporter un premier module 10, par exemple les enroulements secondaires d'un générateur à haute tension contenus dans une enveloppe en matière plastique rigide, un second module 20 constitué par un bloc de redressement et de filtrage, également contenu dans une enveloppe en matière plastique rigide, un troisième module 30 constituant un bloc de connexion de sortie, et des raccords 40a, 40b de câble à haute tension.

Comme le montre la figure 6, les différents modules 10, 20, 30, 40a et 40b, sont électriquement reliables entre eux par des contacts complémentaires. Selon l'invention, on prévoit entre chaque module des joints amovibles en matériau isolant élastiquement déformable 11 , 21 , 31a et 31b, qui, lorsque les modules sont réunis entre eux, de manière à réaliser la connexion électrique entre les différents modules, sont comprimés entre les modules adjacents, pour réaliser une continuité d'isolation électrique entre les différents modules comme cela a été décrit précédemment. On réalise ainsi un ensemble modulaire à haute tension parfaitement isolé, simple, facile à monter et démonter, et qui ne nécessite pas d'utiliser de l'huile ou de la graisse entre les différents modules pour assurer l'isolation électrique.

Bien évidemment, on peut conférer aux surfaces transversales des enveloppes des modules une légère convexité ou encore utiliser des joints isolants souples biconvexes pour, comme précédemment, réaliser une évacuation de l'air aux interfaces entre les modules et les joints. On a représenté aux figures 7 à 12 une réalisation recommandée d'un connecteur haute tension, selon l'invention.

En se référant aux figures 7 à 9, le connecteur haute tension recommandé selon l'invention comprend deux éléments de connexion séparables, un élément femelle 10 et un élément mâle 20.

L'élément femelle 10 est destiné à être fixé à un appareil fonctionnant sous haute tension, par exemple un générateur haute tension ou la gaine d'un tube à rayons X, en vue de son alimentation sous haute tension. Comme le montre la figure 7, cet élément separable femelle 10 se compose essentiellement d'une enveloppe tronconique, creuse, rigide, en matériau électriquement isolant 1 1 , par exemple une matière plastique rigide. Cette enveloppe tronconique creuse comprend une paroi de fond 12 et une paroi latérale 13, ouverte à son extrémité 15 opposée à la paroi de fond 12 et délimitant un volume intérieur 14.

Cette enveloppe tronconique est munie sur le pourtour de son extrémité ouverte 15 d'une bride annulaire 16 pour son raccordement à une paroi 30, mise à la masse électrique, de l'enveloppe métallique d'un appareil haute tension. Cette paroi 30 de l'enveloppe de l'appareil haute tension est également pourvue d'un moyen, par exemple un filetage 31 destiné à coopérer avec un écrou de fixation 26 de l'élément mâle de raccordement 20 du connecteur pour assurer une connexion sûre des éléments séparables du connecteur.

Plusieurs, par exemple trois, contacts électriques femelles 17 sont - disposés dans la paroi de fond 12 de l'enveloppe rigide creuse 11 et font saillies dans le volume intérieur 14 de l'enveloppe. Ces contacts électriques 17 sont d'autre part raccordés par des conducteurs 18 à des organes appropriés de l'appareil haute tension.

Comme le montre le schéma de la figure 10, la paroi latérale 13 de l'enveloppe tronconique rigide 1 1 , s'évase depuis la paroi de fond 12 jusqu'à son extrémité ouverte 15 suivant un angle α déterminé par rapport à l'axe longitudinal de l'enveloppe.

L'élément de connexion mâle 20 se compose d'un bloc tronconique 21 en matériau électriquement isolant, élastiquement déformable, enrobant des conducteurs 22 reliés à un câble d'alimentation haute tension 25 et se terminant à la face avant du bloc d'isolation 21 par des contacts électriques mâles 23 destinés à se raccorder par enfichage avec les contacts électriques femelles 17 de l'enveloppe tronconique rigide 1 1. L'élément mâle 20 comporte également un écrou de serrage 26 comportant un taraudage coopérant avec le filetage 31 de l'enveloppe de l'appareil pour réaliser une connexion fixe et sûre entre les éléments séparables du connecteur. Bien qu'on ait représenté un agencement à filetage et écrou solidarisé par vissage, on peut également utiliser tout autre agencement bien connu de fixation des éléments de connecteur, par exemple un agencement à baïonnette. La partie de raccordement du câble haute tension au bloc isolant 21 est constituée d'un matériau rigide, par exemple du métal.

Le bloc tronconique 21 peut être constitué en totalité par le matériau électriquement isolant, élastiquement déformable, ou peut comporter une âme en matériau électriquement isolant rigide entourée par le matériau électriquement isolant, élastiquement déformable.

Comme le montre la figure 10, la paroi latérale externe du bloc isolant 21 s'évase depuis sa face avant jusqu'à une bride annulaire de support 28 assurant la liaison entre le bloc isolant 21 et le câble à haute tension 25, suivant un angle β par rapport à l'axe longitudinal de l'élément separable mâle 20.

Comme le montrent clairement les figures 8 et 10, cet angle β est plus petit de quelques degrés, par exemple 1 à 5°, que l'angle α de l'enveloppe creuse 11 de l'élément separable femelle 10, de telle sorte que lorsque l'élément separable mâle 20 est simplement enboîté dans l'élément separable femelle 10 avec les contacts mâle 23 et femelle 17 raccordés, la surface externe de la paroi latérale du bloc isolant 21 de l'élément mâle 20 définit avec la surface interne de la paroi latérale 13 de l'enveloppe creuse, rigide 11 de l'élément femelle 10, un espace annulaire angulaire ou en forme de coin 40 qui s'évase en direction de l'extrémité ouverte 15 de l'enveloppe rigide creuse 11.

En d'autres termes, l'angle au sommet de la paroi latérale 13 de l'enveloppe rigide creuse 11 est supérieur à l'angle au sommet de la paroi latérale du bloc d'isolation tronconique 21. On peut, si on le souhaite également, prévoir un joint annulaire 41 en matériau isolant souple, par exemple en élastomère de silicone entre la bride annulaire 28 de fixation de l'élément mâle 20 et la bride annulaire 16 de l'enveloppe creuse, rigide 1 1 de l'élément femelle 10. Comme le montre également la figure 5, dans la position précédente, c'est-à-dire avant le vissage complet de l'écrou de fixation

26 de l'élément mâle 20 sur le filetage 31 de l'enveloppe de l'appareil, le bloc isolant 21 saille extérieurement de l'enveloppe creuse rigide 11 d'une faible hauteur AZ , par exemple quelques millimètres, de préférence 1 à 5 mm. En d'autres termes, la hauteur du bloc isolant 21 est supérieure d'une valeur Au à la profondeur du volume intérieur 14 de l'enveloppe creuse rigide 11.

Comme le montre la figure 9, lorsque l'écrou de fixation 26 est vissé à fond, il exerce une force de compression déterminée sur la bride annulaire 28 et comprime le bloc isolant 21. Comme le bloc isolant 21 est constitué d'un matériau isolant élastiquement déformable, lors de la compression, il se déforme pour, lorsque l'écrou de fixation 28 est totalement vissé, remplir entièrement le volume intérieur 14 de l'enveloppe creuse rigide 1 1. Du fait de l'espace annulaire angulaire 40 existant initialement entre le bloc isolant 21 et la surface interne de la paroi latérale 13 de l'enveloppe creuse rigide

1 1, l'air est progressivement expulsé vers l'extérieur au fur et à mesure que le bloc isolant se déforme pour occuper en totalité le volume intérieur 14 de l'enveloppe creuse rigide 1 1. Ainsi, lorsque les éléments séparables mâle 20 et femelle 10 du connecteur sont assemblés dans leur position finale, le bloc isolant 21 assure une continuité de l'isolation électrique et évite tout risque d'inclusion d'air, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une huile ou une graisse isolante.

Bien évidemment, la valeur de Aλ_^ dépendra du volume intérieur 14 de l'enveloppe creuse rigide 1 1 et des propriétés élastiques du matériau utilisé pour former le bloc isolant 21.

Le bloc isolant 21 peut être simplement réalisé par moulage d'un matériau synthétique élastiquement déformable et électriquement isolant, par exemple un élastomère de silicone, sur les conducteurs et autour des contacts électriques. Comme on le voit sur les figures 7 et 1 1, les contacts électriques mâles 23 sont logés dans des évidements 24 ménagés dans l'extrémité avant du bloc isolant 21. Les évidements 24 sont conformés et dimensionnés de manière à contenir entièrement les contacts mâles 23 et pour recevoir les contacts femelles 17 de l'élément separable femelle 10. Ainsi, les contacts électriques de l'élément separable mâle 20 qui est généralement raccordé au câble haute tension, se trouvent protégés de tout risque de détérioration lorsque l'élément separable mâle 20 n'est pas raccordé à l'élément separable femelle 10 ou lors des diverses manipulations. Bien évidemment, les contacts électriques pourraient être inversés, l'élément separable mâle comprenant des contacts femelles et l'élément separable femelle comportant des contacts mâles.

Comme représenté, on peut prévoir un évidement 24 distinct pour chacun des contacts mâles 23, mais on pourrait tout aussi bien prévoir un évidement unique dans lequel seraient logés tous les contacts.

On a représenté figure 11 un type recommandé de contacts mâles 23. Les contacts mâles recommandés 23 assurent un emboîtement à ressort dans les contacts femelles 17 au moyen de lames conductrices formant ressort 23 disposées, comme cela est bien connu, à la surface latérale du contact.

Enfin, comme le montre la figure 12a, et comme cela est bien connu dans la technique, on peut prévoir à l'extrémité ouverte de l'enveloppe creuse rigide 1 1 de l'élément separable femelle 10 une - partie plate 19a et une partie plate correspondante 27a sur la partie arrière de l'élément separable mâle 20, de telle sorte que l'élément separable mâle 20 ne peut être introduit dans l'élément separable femelle 10 que dans une seule position, assurant ainsi un raccordement sans risque de détérioration des contacts électriques. La figure 12b montre une autre réalisation d'un détrompeur qui se compose d'une fente axiale 19b ménagée à l'extrémité ouverte de l'élément separable femelle 10 et d'une saillie complémentaire 27b sur la partie arrière de l'élément separable mâle 20. Bien évidemment, on pourrait utiliser une disposition inverse. On réalise ainsi, selon l'invention, un connecteur haute tension assurant une continuité d'isolation électrique excellente et évitant tout risque d'inclusion d'air risquant de nuire à la continuité d'isolation sans qu'il soit nécessaire d'utiliser de l'huile ou de la graisse d'isolation.

Claims

REVENDICATIONS

1. Ensemble à haute tension comprenant ati moins deux éléments séparables (la, lb; 10, 20) comportant chacun au moins un contact électrique (2a, 2b; 17, 23) complémentaire, et comprenant un élément d'isolation (6, 25) en un matériau électriquement isolant, élastiquement déformable, entourant les contacts électriques et élastiquement déformé, lorsque les éléments séparables sont raccordés dans leur position finale, de façon à réaliser une continuité de l'isolation électrique sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une huile ou une graisse d'isolation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant l'évacuation de l'air entre les éléments séparables (la, 15;

10, 20) lors du raccordement de ces éléments.

2. Ensemble à haute tension selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chacun des éléments séparables (la, lb) comporte un bloc rigide en matériau isolant (3a, 3b) ayant une face transversale terminale (4a, 4b) de laquelle saille ledit contact électrique, ledit contact d'un élément separable se raccordant électriquement audit contact de l'autre des éléments séparables lorsque les éléments séparables sont réunis, et l'élément d'isolation assurant la continuité de l'isolation électrique comprend un joint en matériau électriquement isolant, élastiquement déformable (6), disposé entre lesdites faces transversales terminales des blocs rigides en matériau isolant, ledit joint étant déformé par compression entre lesdites faces transversales terminales des blocs rigides en matériau isolant pour réaliser une continuité d'isolation électrique de l'ensemble à haute tension lorsque les éléments séparables sont réunis.

3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que les faces transversales terminales (4a, 4b) des blocs rigides en matériau isolant ont une forme convexe.

4. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le joint en matériau isolant (6) a une forme biconvexe.

5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments séparables (l a, lb) comportent plusieurs contacts électriques.

6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments séparables (10a, 10b), un premier (10a) des éléments séparables étant monté fixement sur un appareil à haute tension et le second (10b) desdits éléments séparables étant une extrémité de raccordement d'un câble à haute tension (17).

7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que le joint en matériau isolant a une dureté Shore A comprise entre 10 et 50, de préférence entre 10 et 30.

8. Ensemble modulaire à haute tension, comprenant plusieurs modules à haute tension, séparables (10, 20, 30, 40a et 40b), pouvant être réunis les uns aux autres, chacun des modules comportant une enveloppe ayant des faces transversales pourvues de contacts électriques coopérants pour réaliser une continuité électrique de l'ensemble modulaire lorsque les différents modules de l'ensemble sont réunis entre eux, un joint, en matériau isolant et élastiquement déformable (1 1, 21 , 31a et 31b), disposé entre les faces transversales de modules adjacents, chacun des joints étant comprimé entre lesdites faces transversales des modules adjacents pour réaliser une continuité d'isolation électrique de l'ensemble à haute tension lorsque les modules sont réunis, et des moyens permettant l'évacuation de l'air entre les modules séparables lors de la réunion des modules.

9. Ensemble modulaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que les faces transversales des enveloppes des modules ont une forme convexe.

10. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que les joints ont une forme biconvexe.

1 1. Ensemble selon la revendication 8, 9 ou 10, caractérisé en ce que les joints en matériau isolant, élastiquement déformable, ont une dureté Shore A comprise entre 10 et 50, de préférence entre 10 et 30.

12. Ensemble à haute tension selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il constitue un connecteur haute tension.

13. Connecteur selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend :

- un premier élément separable (10) constitué par une enveloppe tronconique creuse (1 1) en un matériau électriquement isolant et rigide ayant une paroi de fond (12) et une paroi latérale (13) définissant un volume intérieur (14), et au moins un premier contact électrique (17) porté par la paroi de fond (12) et faisant saillie à l'intérieur de l'enveloppe;

- un second élément separable (20) destiné à s'emboîter dans le premier élément separable (10) comprenant un bloc d'isolation tronconique (21) en un matériau électriquement isolant et élastiquement déformable ayant une face avant destinée à venir en butée sur la paroi de fond (12) du premier élément separable (10) et dans laquelle est disposé au moins Lin second contact électrique (23) complémentaire du premier et une paroi latérale; et

- un moyen (26, 31) de fixation du premier élément separable (10) au second élément separable (20); la hauteur du bloc d'isolation tronconique (21) du second élément separable étant légèrement supérieure à la profondeur de l'enveloppe rigide creuse (1 1) du premier élément separable (10), de sorte que, lorsque le bloc d'isolation tronconique (21) est comprimé par le moyen de fixation (26, 31), il se déforme et remplit entièrement le volume intérieur (14) de l'enveloppe rigide creuse (11) du premier élément separable (10), assurant ainsi la continuité d'isolation électrique du connecteur.

14. Connecteur à haute tension selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'angle au sommet de la paroi latérale (13) de l'enveloppe tronconique rigide creuse (1 1 ) est supérieur à l'angle au sommet de la paroi latérale du bloc d'isolation tronconique (21) définissant entre elles, avant compression du bloc d'isolation tronconique (21), Lin espace annulaire angulaire (40), permettant l'évacuation de l'air lors de la compression du bloc d'isolation tronconique (21).

15. Connecteur selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que le (ou les) second(s) contact(s) électrique(s) (23) est (sont) disposé(s) dans un (des) évidement(s) (24) ménagé(s) dans la face avant du bloc d'isolation tronconique (21 ).

16. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que le (ou les) premier(s) contact(s) έlec.rique(s) est (sont) un (des) contact(s) femelle(s) et le (ou les) second(s) contact(s) électrique(s) est (sont) un (des) contact(s) mâle(s) à ressort.