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Câble à haute tension.
@ L'invention se rapporte à des câbles à haute tension ayant un isolement constitué par une matière isolante solide disposée par couches superposées et une matière isolante de remplissage dans les vides entre et dans les diverses couches solides, et possédant une gaine extérieure étanche aux liquides.
L'isolement qui a été le plus employé jusqu'ici pour les câbles à haute tension est fait de rubans de papier imprégnés d'huile isolante. Comme les constantes diélectriques de ces deux matières diffèrent entre elles - la constante diélectrique de la cellulose est d'environ 6,5, celle de l' huile isolante d'environ 2,2 - on ne peut obtenir, avec un tel isolement, un diélectrique homogène ni, par suite, un champ électrique uniforme.
on connaît bien déjà un procédé qui consiste à employer, pour la constitution de l'isolement de câbles à haute tension rigides par un isolant solide disposé par couches et une matière
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de remplissage isolante dans les vides subsistant entre et dans lesdiverses couches solides, dessubstances dont lesconstantes diélectriques soient tout à fait ou à peu près les mêmes, Mais lorsqu'on choisit le diélectrique en se plaçant à ce seul point de vue, l'homogénéité du diélectrique n'est pas garantie. Cette homogénéité ne peut être obtenue que si le diélectrique entier n'est pas seulement uniforme au point de vue de la constante diélectrique, mais aussi sous le rapport de l'angle de perte diélectrique des matières employées à la constitution de l'isolement disposé par couches et imprégné.
En effet, si un diélectrique est formé par des couches superposées de matières ayant la même constante diélectrique, mais non le même angle de perte diélectrique, il y aura, lors de la mise sous tension du diélectrique, un échauffement plus grand des couches ayant le plus grand angle de perte que des couches ayant le plus petit angle de perte, Cela conduit à ce que les couches plus fortement échauffées ont une durée moindre et sont percées plus vite que les couches moins fortement échauffées.
L'invention a pour but l'amélioration du câble mentionné en dernier lieu ; elle consiste en ce que la matière de remplissage isolante se trouvant dans les vides entre et dans les diverses couches solides n'a pas seulement à peu près la même constante diélectrique, mais aussi à peu près le même angle de perte que l'isolement solide disposé par couches.
On a trouvé avantageux d'employer, pour le diélectrique disposé par couches, du polystyrol, dont la constante diélectrique et l'angle de perte diélectrique sont sensiblement moins élevés que les grandeurs correspondantes du papier imprégné d'huile ; en effet, la constante diélectrique du papier imprégné d'huile est 3,5 - 4,3 et celle du polystyrol 2,5 ; la tangente de l'angle de perte du papier imprégné d'huile est 0,006 et celle du polystyrol 0,0002.
Lorsqu'on emploie du polystyrol pour la constitution du diélectrique disposé par couches et une masse de
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remplissage ayant la même valeur électrique dans les vides entre et dans les diverses couches, on n'obtient donc pas seulement un diélectrique fort uniforme et par conséquent aussi un champ électrique fort uniforme, mais la capacité et l'angle de perte électrique de l'isolement sont aussi sensiblement moindres que lorsqu'on emploie, comme cela s'est fait habituellement jusqu'ici, un isolement formé de rubans de papier imprégnés.
L'isolement de polystyrol est de préférence appliqué, en plusieurs couches superposées, par enroulement, autour du conducteur, de rubans qui sont souples dans le sens de leur longueur comme dans le sens de leur largeur et ont leur plus grande étendue placée parallèlement à l'axe du conducteur.
Des rubans de polystyrol qui sont souples dans le sens de leur longueur et dans le sens de leur largeur sont ceux dans la production desquels, ayant lieu par pression du polystyrol à l'état plastique à travers une filière, le ruban sortant de la filière est étiré tant longitudinalement que transversalement,
Des matières entrant en considération pour remplir les intervalles entre les diverses couches de polystyrol sont par exemple les suivantes, qui ont approximativement la même constante diélectrique et le même angle de perte que le polystyrol :
1 ) les huiles isolantes ou mélanges d'huile et de résine en usage dans la technique des câbles électriques,
2 ) du caoutchouc naturel ou synthétique hydrogéné,
3 ) les produits initiaux de polymérisation qui proviennent de la fabrication du caoutchouc synthétique et ont une consistance liquide ou visqueuse, et
4 ) les produits de dissociation liquides ou visqueux du caoutchouc naturel ou synthétique, qui peuvent être obtenus par le traitement de ces matières par la chaleur.
L'enveloppe ou gaine extérieure étanche aux liquides consiste utilement en un tube, produit sans joints à la presse, de métal ou d'une masse plastique non susceptible d'être attaquée
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par la matière de remplissage liquide du câble. On pourra par exemple utiliser, comme enveloppe extérieure étanche aux liquides, la gaine de plomb habituellement employée dans les câbles isolés au papier. Des gaines en caoutchouc sans joints produites à la presse conviennent également à cet usage, on peut encore utiliser des masses plastiques à pouvoir d'isolement électrique qui possèdent une haute teneur en soufre combiné organiquement, telles qu'elles résultent de la réaction d'oléfines halogénées sur des polysulfures.
Enfin, pour l'obtention d'une gaine étanche aux liquides dans le cas de l'emploi d'un isolement formé de couches de polystyrol, on peut aussi coller les couches extérieures de polystyrol. ce collage peut être réalisé en mouillant les couches extérieures avec des dissolvants du polystyrol.
La figure 1 représente le câble d'après l'invention en coupe longitudinale, par 1 est désigné le conducteur, par 2 l'isolement en rubans de polystyrol, par 3 la masse de remplissage dans lesvides entre et dans lesdiversescouches isolantesde polystyrol, et par 4 la gaine extérieure.
REVENDICATIONS.
1. Câble à haute tension comportant un isolement formé d'une matière isolante solide disposée par couches superposées et d'une matière de remplissage isolante qui est introduite dans les vides entre et dans les diverses couches solides et possède à peu près la même constante diélectrique que l'isolant solide, et comportant aussi une gaine extérieure étanche aux liquides, caractérisé en ce que la matière de remplissage possède aussi à peu près le même angle de perte diélectrique que l'isolant solide disposé par couches.
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High voltage cable.
@ The invention relates to high voltage cables having an insulation consisting of a solid insulating material arranged in superimposed layers and an insulating filling material in the voids between and in the various solid layers, and having a liquid-tight outer sheath .
The insulation which has been used most so far for high voltage cables is made of paper tapes impregnated with insulating oil. Since the dielectric constants of these two materials differ from each other - the dielectric constant of cellulose is about 6.5, that of insulating oil is about 2.2 - one cannot obtain, with such isolation, a dielectric constant. homogeneous dielectric nor, consequently, a uniform electric field.
a process is already well known which consists in employing, for the constitution of the insulation of rigid high voltage cables by a solid insulator arranged in layers and a material
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of insulating filling in the voids remaining between and in the various solid layers, of substances whose dielectric constants are quite or nearly the same, But when the dielectric is chosen from this point of view alone, the homogeneity of the dielectric is not guaranteed. This homogeneity can only be obtained if the entire dielectric is not only uniform from the point of view of the dielectric constant, but also from the point of view of the dielectric loss angle of the materials employed in the constitution of the insulation arranged by layered and impregnated.
Indeed, if a dielectric is formed by superimposed layers of materials having the same dielectric constant, but not the same dielectric loss angle, there will be, when the dielectric is energized, a greater heating of the layers having the greater loss angle than layers having the smallest loss angle. This results in the more strongly heated layers having a shorter duration and are pierced faster than the less strongly heated layers.
The object of the invention is to improve the cable mentioned last; it consists in that the insulating filler material in the voids between and in the various solid layers not only has about the same dielectric constant, but also about the same angle of loss as the solid insulation arranged in layers.
It has been found advantageous to use, for the dielectric arranged in layers, polystyrene, the dielectric constant and the dielectric loss angle of which are appreciably less than the corresponding magnitudes of the oil-impregnated paper; in fact, the dielectric constant of oil-impregnated paper is 3.5 - 4.3 and that of polystyrol 2.5; the tangent of the loss angle of the oil impregnated paper is 0.006 and that of the polystyrene 0.0002.
When polystyrol is used for the constitution of the dielectric arranged in layers and a mass of
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filling having the same electric value in the voids between and in the various layers, one thus obtains not only a very uniform dielectric and consequently also a strong uniform electric field, but the capacity and the angle of electric loss of the insulation are also appreciably less than when employing, as has been done heretofore, an insulation formed from impregnated paper ribbons.
The polystyrene insulation is preferably applied, in several superimposed layers, by winding, around the conductor, tapes which are flexible in the direction of their length as in the direction of their width and have their greatest extent placed parallel to the line. axis of the driver.
Polystyrene tapes which are flexible lengthwise and crosswise are those in the production of which, taking place by pressing the plastic polystyrene through a die, the tape exiting the die is stretched both longitudinally and transversely,
Examples of materials considered for filling the gaps between the various polystyrene layers include the following, which have approximately the same dielectric constant and the same loss angle as polystyrene:
1) insulating oils or mixtures of oil and resin used in electrical cable technology,
2) hydrogenated natural or synthetic rubber,
3) the initial polymerization products which come from the manufacture of synthetic rubber and have a liquid or viscous consistency, and
4) liquid or viscous dissociation products of natural or synthetic rubber, which can be obtained by the treatment of these materials with heat.
The liquid-tight outer casing or sheath usefully consists of a tube, produced without press joints, of metal or of a plastic mass not susceptible to attack.
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by the liquid filling material of the cable. For example, it is possible to use, as the liquid-tight outer casing, the lead sheath usually employed in paper-insulated cables. Rubber sheaths without joints produced in the press are also suitable for this purpose, it is also possible to use plastic masses with electric insulating capacity which have a high content of organically combined sulfur, as they result from the reaction of olefins. halogenated on polysulfides.
Finally, to obtain a liquid-tight sheath in the case of the use of an insulation formed from layers of polystyrol, it is also possible to glue the outer layers of polystyrol. this bonding can be achieved by wetting the outer layers with polystyrene solvents.
Figure 1 shows the cable according to the invention in longitudinal section, by 1 is designated the conductor, by 2 the insulation in polystyrol tapes, by 3 the filling mass in the voids between and in the various polystyrene insulating layers, and by 4 the outer sheath.
CLAIMS.
1. High voltage cable comprising an insulation formed of a solid insulating material arranged in superimposed layers and an insulating filling material which is introduced into the voids between and into the various solid layers and has approximately the same dielectric constant. as solid insulation, and also having a liquid-tight outer sheath, characterized in that the filler material also has approximately the same dielectric loss angle as the solid insulation arranged in layers.