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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'INVENTION Câble électrique pour haute tension.
La présente invention concerne un moyen d'augmenter la résistance disruptive des câbles haute tension imprégnés ou remplis d'huile. Elle est basée sur les résultats d'essais de la valeur de l'angle de perte de l'isolement de câbles haute tension, et en particulier, de mesurages qui s'écartent du mesurage usuel de l'angle de perte par lequel la valeur moyenne de l'ensemble de l'isolant est déterminée. Ainsi, quand on éprouve l'isolement d'un câble imprégné pour haute tension, et en particulier d'un tel câble n'ayant pas encore servi, et que cet essai s'opère en déroulant le papier isolant et en déterminant l'angle de perte de chaque couche élémentaire de papier (rationnellement sous une température de 60 C.) on trouve que l'angle de perte varie de couche à couche.
Au voisinage du conducteur, les couches de papier ont un angle de perte extraordinairement grand. Vers le milieu de l'épaisseur d'isolant, la valeur de l'angle de perte diminue pour chaque couche ; la plus grande partie de ces couches pré-
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sente la valeur d'angle de perte que celle du papier imprégné avant son emploi dans le câble. Les couches externes de papier, donc celles situées au voisinage de la gaine de plomb, présentent à nouveau une augmentation de la valeur de l'angle de perte.
Si l'on étudie de la même manière l'isolant d'un câble de plus haute tension qui a été pendant longtemps en service sous courant et tension, on trouve, comparativement aux résultats ci-dessus, que le nombre des couches de papier situées dans la partie médiane de l'isolant enroulé, et qui ont des valeurs d'angle de perte correspondant à celle du papier imprégné avant l'enroulement, est plus petit que précédemment, et que le nombre de couches de papier, au voisinage du conducteur, à valeurs d'angle de perte notablement plus élevées, est devenu plus grand, les valeurs pour les couches tout contre le conducteur étant dangereusement grandes.
Des essais chimiques des couches de papier pour lesquelles ces modifications des valeurs de l'angle de perte sont observées, ont démontré que ces modifications sont dues à une formation de savons métalliques (saponification), des produits d'oxydation de l'huile d'imprégnation formant des combinaisons chimiques avec le cuivre du conducteur ou le plomb de la gaine de câble (oléates de cuivre ou de plomb).
L'invention repose sur le fait que l'on peut augmenter notablement la résistance disruptive de câbles électriques haute tension, imprégnés ou remplis d'huile, en empêchant la chute de valeur de l'isolant - ou l'augmentation des valeurs d'angle de perte, en particulier aux couches de papier situées au voisinage immédiat du conducteur électrique.
Pour obtenir au papier de câblage, la valeur d'angle de perte mesurée avant son emploi dans le câble, même après la fabrication du câble et l'imprégnation et la mise en service du câble, et ce en particulier dans les couches situées le plus près du conducteur, c'est-à-dire là où règne le champ le plus fort, la formation de savons métalliques est, suivant l'invention, empêchée du fait que l'on empêche
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tout contact entre l'huile d'imprégnation du câble et le conduc- teur de cuivre. Les essais effectués sur de l'aluminium et de l'étain dans l'huile ont démontré que ces métaux (en comparaison avec le cuivre) ne forment pas de savon métallique par contact avec l'huile.
Il s'en suit que l'on peut arriver au résultat cherché quand, comme conducteur du câble, on emploie des fils de cuivre étamés ou de l'aluminium. cependant, l'emploi de fils de cuivre étamés a le défaut que la surface externe des fils de la tresse conductrice, par exemple déjà lors du câblage, est très aisément endommagée et, .aux endroits d'endommagement, un contact entre cuivre et huile devient possible. En outre, il s'est démontré, lors de la forma- tion des points de jonction de tels conducteurs tressés ou câblés, que l'huile d'imprégnation qui se maintient dans les vides de toronnage du conducteur, et qui, par suite de l'échauffement inévitable de soudure en présence d'air est fortement oxydée , détermine une diminution de la valeur de l'isolement à ces points de jonction. De ce fait, on évite de préférence ces vides.
Une réalisation du conducteur qui, outre l'empêchement de formation de savons, prévoit la suppression de tels vides, est effectuée comma suit.
Sur le conducteur de cuivre formé de fils élémentaires est posé un mince recouvrement de plomb, en forme de gaine fermée, qui remplit les vides existant entre les fils du conducteur. Ce recouvrement en plomb séparerait bien par lui-même le conducteur de cuivre et l'huile, mais comme le plomb lui-même se combine à l'huile, même si ce n'est que dans une faible mesure, on pose encore sur la gaine de plomb une couche empêchant le contact de l'agent d'imprégnation et de la gaine de plomb. Ceci est réalisé, soit en formant, par voie chimique ou mécanique, une enveloppe sans couture d'étain ou d'aluminium sur la gaine de plomb, soit en enroulant à recouvrement sur cette gaine de plomb un ruban plat d'étain ou d'aluminium.
Par ce moyen, on évite le contact
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de l'huile et des métaux formant des oléates, de sorte qu'il ne peut se produire un abaissement de la valeur de l'iso lant.
Cette séparation entre les métaux fortement saponifiables et l'huile d'imprégnation du câble montre que, si la mesure de l'angle de perte des couches de papier a été faite suivant la méthode indiquée précédemment, les couches situées tout près du conducteur ont les mêmes valeurs d'angle de perte que les couches situées au centre de l'isolant, c'est-à-dire les mêmes valeurs que celle du papier imprégné avant son emploi dans le câble. On peut également empêcher, par des moyens correspondants, le contact entre la surface interne de la gaine de plomb et l'huile d'imprégnation.
Les moyens décrits, mis en oeuvre, signifient une augmentation de la sécurité des câbles électriques de haute tension par amélioration des valeurs de résistance disruptive et sont intéressants aussi bien lors de l'emploi d'un isolement à couches superposées (câble de masse) que lors de l'emploi de tout autre isolement par huile. Dans les câbles sous pression, ils sont de grande importance par suite de l'échange élevé d'huile à la surface externe du conducteur.
REVENDICATIONS.
1. Câble électrique imprégné ou rempli d'huile, pour haute tension, caractérisé en ce que, en vue d'augmenter la résistance disruptive, la formation de savons de cuivre est empêchée en particulier aux couches isolantes situées le plus près du conducteur de cuivre, par empêchement de contact direct entre ce conducteur et l'huile d'imprégnation ou de remplissage du câble, le conducteur de cuivre étant séparé de l'huile par une gaine de matière qui ne détermine pas ou presque pas de réaction avec l'huile.