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PERFECTIONNEMENTS AUX CABLES TRANSMETTEURS D'ENERGIE ELECTRIQUE
Cette invention fait l'objet d'une demande de brevet , déposée en Grande Bretagne le 24 Décembre 1937 aux noms de la STANDARD TELEPHONES AND CABLES LIMITED et de MM. Thomas Robertson SCOTT et John Krauss WEBB.
L'invention se rapporte à des oâbles transmetteurs d'énergie électrique, et plus particulièrement à des oâbles dont l'isolant con -tient un composé libre servant à remplir les vides qui peuvent avoir lieu. Ces câbles comprennent ceux à masse imprégnée dans lesquels la quantité du composé reste inchangée pendant le fonctionnement de ceux-ci et des oâbles remplis d'huile dans lesquels la quantité de
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composant change de temps en temps, des réservoirs en communication avec l'intérieur du câble tant prévus pour maintenir suffisamment de oomposé dans l'isolant.
Cependant ces deux genres de câble contiennent un isolant fibreux qui est imprégné avec le composé,lequel est généralement de l'huile ou un mélange d'huile et d'autre matière, etle teme générique "composé" est employé ici pour désigner l'imprégnant tel que l'huile.
La quantité de composé dans le câble dépend de différents facteurs tels que dans le cas d'un conducteur toronné ou non, de la quantité d'espace libre entre les couchez adjacentes de matière fibreuse et des caractéristiques d'absorption de cette matière. On a déjà proposé différentes manières de réduire le volume du composé du câble requis. On a par exemple proposé d'utiliser un conducteur mas -sif au lieu d'un conducteur toronné afin d'éliminer la quantité de composé entre les torons, laquelle peut monter approximativeinent à 25% du volume destorons dans certains cas. Des propositions ont aussi été faites pour reoouvrir au moyen de plomb le conducteur .
Un des buts de l' inventi on e st de réduire la quantité de composé requise afin de réduire les difficultés dues au développement et au déplacement du composé, et pour atteindre ce résultat désiré, la quantité de composé contenue dans le corps de l'isolant est réduite.
L'invention est mieux comprise de la description suivante basée sur les dessins ci-joints, lesquels montrent schématiquement des arrangements pour recouvrir un câble.
Suivant les dessins, la figure 1 représente schématiquement des recouvrements de matière fibreuse faisant partie de l'isolant d'un câble transmetteur d'énergie électrique de type oonnu. La matière fibreuse telle que du papier, est indiquée en 1, tandis que les espaces entre les recouvrements adjacents et entre les enroulements successifs sont représentés en 2, ces espacements 2 étant naturelle -ment plut8t exagérés. L'ensemble de l'isolant est entièrement fil- tre par le composé qui remplit les espaces 2 mais en plus la matière fibreuse 1 est entièrement imprégnée dans le composé ou est imbibée du composé. En réalité, dans la plupart des cas, une quantité aussi grande que 60% du volume occupé par l'isolant fibreux est remplie
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aveo le oomposé du câble.
L'invention cherche à prévoir un isolant fibreux de caractéristique électrique égale ou améliorée qui n'absor- be pas le composé ou qui absorbe ceui-ci très faiblement. Dans ce but, sur la figure 2 la matière fibreuse est encore indiquée en 1 mais cette matière a été traitée de manière à empêcher ou à réduire au minimum l'absorption du composé. Pour cette raison, la matière fibreuse 1 est montrée sur cette figure en section. On peut voir de cette figure 2 que l'isolant contient environ 60% de moins de com- posé que celui contenu par l'isolant de la figure 1.
Afin -de' compléter le résultat recherché, la présente inven- tion prévoit un câble dont la matière isolante fibreuse est impré- gnée avec une substance polymérisée, de manière qu'une matière iso- lante est prévue ayant des propriétés électriques très satisfaisan -tes et qui, de plus, n'absorbe pas le composé d'une manière appré- oiable. A cet effet,' la condition montrée sur la figure 2 est réa- lisée en pratique.
On doit oomprendre de ce qui précède que la matière fibreu- se imprégnée avec une substance polymérisée est de préférence appli- quée dans la forme de ruban, de papier ou autre forma analogue oomme des rubans fibreux traités en concordance aveo le brevet anglais No.454.923. Dans un autre arrangement, le ruban de papier peut être imprégné à la surface ou laqué aveo une substance polymérisée, mais dans ce cas on doit prendre soin que les bords du ruban de papier soient laqués de sorte que le oomposé ne passe pas à travers l'in- térieur du ruban de papier, et que l'intérieur non imprégné doit être réduit à des proportions telles que l'imprégnation n'ait pas lieu pendant l'emploi du câble.
Dans le cas où des rubans laqués,, sont employés, des polymères, qui n'ont pas des monomères liquides tels que le' polythène (polyisobutylène), peuvent servir. L'espace intérieur dans les rubans laqués peut être imprégné aveo un oomposé à point de fusion élevé comme un halowax qui sera dissout dans le oomposé du câble s'il est exposé, mais qui est satisfaisant dans le cas considéré en vue du polymère en forme de laque. On doit donc oomprendre que le terme ,imprégné,, avec la matière polymérisée si- à la fois gnifie/l'imprégnation de la surface et l'imprégnation totale.
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De préférence, le polymère employé est du polystyrène qui peut être convenablement réduit à l'état plastique, ainsi que cela a été décrit dans le brevet anglais 490. 814, ou qui peut être mélangé aveod'autre polymère si on le désire. Considérant cette question d'une manière générale, le polymère employé comme imprégnant dans la matière fibreuse doit avoir des propriétés isolantes telles.qu'elles soient convenables pour servir dans l'isolant d'un câble transmetteur d'énegie. Il sera s olide ou en tout cas ne doit pas s'écouler à la température maximum de fonctionnement du cible, et ne doit pas non plus entrer en réaction préjudiciable avec le composé du câble.
Le polymère ne doit pas, par exemple, être soluble dans le composé du câble car il pourrait alors être dissout de l'isolant fibreux par le dit composé. On doit apprécier de ce qui précède que l'emploi d'une matière fibreuse, telle que du papier imprégné aveo un polymère, réduit considérablement le volume du com -posé requis dans le câble, et réduit aussi d'une manière corres- pondante les effets d'expansion, de déplacement, etc,
On doit à cet effet comprendre que l'action décrite dans le brevet anglais No. 391.222 et par laquelle chaque ruban de papier était réimprégné pendant le refroidissement par suite du fait qu'il y a une partie du composé qui fond pendant l'opération de chauffe, est entièrement évitée dans un câble où l'isolant est construit conformément à la présente invention.
Cela.est très avantageux en ce que pendant le procédé de réimprégnation mentionné, l'isolant est plus faible électriquement qu'à d'autres moments.,
En oonstruisant l'isolant, les recouvrements de matière fibreuse imprégnée avec du polymère, peuvent être appliqués de la manière normale, après quoi le câble doit être maintenu suffisamment froid jusqu'à ce que le composé ait été ajouté,puisqu'un échauf -fement excessif du câble tendrait à fairepénétrer le polymère dans l'isolant fibreux, mou et visqueux, avec comme résultat que les couches adjacentes adhéreraient, après quoi le maniement du câble deviendrait impraticable.
Néanmoins, le câble peut être soumis à un échauffement normal, tel que celui expérimenté dans le procédé des câbles recouverts de plomb, ou a ans un traitement de
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séchage par le vide destiné à enlever l'humidité. En vue de ce qui précède, l'isolant imprégné doit être appliqué dans une condition de séchage et doit être maintenu jusqu'à ce que le composé ait été ajouté, ce qui peut être fait par le procédé décrit dans le brevet anglais 379.704. L'application du composé au câble est naturellement simplifiée pour autant qu'un volume réduit de celui-ci est requis.
On doit mentionner que dans cette spécification une distinotion doit être faite entre l'emploi du mot "filtré" et le mot "imprégné". Ce dernier est employé pour exprimer que la matière, telle que le polymère, entre dans la matière fibreuse, tandis que le mot "filtré" est employé pour désigner que la na tière, par exemple le compose ., est contenue dans les espaces entre la matière fibreuse.
Il y a deux difficultés qui peuvent se rencontrer et qui doivent être évitées dans la préparation d'un câble conformément à l'invention, à savoir : (a) L'écoulement du composé vers la circonférence extérieure de la gaine, qui peut causer la détérioration de celle-ci aveo,pour conséquence, qu'un espace peut être laissé entre la gaine et l'isolant, particulièrement quand le câble est froid. On doit observer que cette difficulté n'est, en aucune manière, limitée au câble construit oonformément à l'invention; (b) La chaleur appliquée à l'isolant pendant-des arrêts ayant lieu durant l'application de la gaine en plomb qui, d'une manière générale est appliquée par refoulement, peut faire fondre le polymère sur les couches extérieures avec, oomme résultat, que l'ad ' -hérenoe des couches extérieures de l'isolant a lieu.
Afin d'éviter ces difficultés, il peut être désirable d'im -prégner les oouches extérieures de l'isolant de la matière fibreuse non avec du polymère, mais avec un composé tel que de l'huile, de sorte que ces oouches extérieures soient faites de ruban imprégné normalement.
Dans, la présente invention prévoit un câble transmettant de l'énergie électrique et comprenant un ou plusieurs conducteurs isolés par une matière fibreuse, et un oomposé pour le oâble oaraotérisé en ce que l'isolant fibreux adjacent du ou de chacun des
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conducteurs est imprégné d'une matière polymérisée. Une ceinture d'isolant fibreux imprégné avec le composé du câble est prévue entre l'isolant imprégné de matière polymérisée et la gaine du câble. Cela est montré sur la figure 3 dans laquelle la couohe extérieure 1 oonsii -te en une matière fibreuse qui est imprégnée d'un composé de la même manière que dans le cas de la figure 1, tandis que lescouches inté- rieures l' sont imprégnées de matière polymérisée, telle que du po- lystyrène.
Les espaces 2 sont remplis, comme précédemment, aveo un composé, desorte que celui-ci s'infiltre dans la matière isolante, mais n'imprègne pas les couches intérieures l'. Afin de se prés erver des inconvénients mentionnés en (b), les couches extérieures peuvent former un réservoir capillaire, ainsi qu'il est décrit dans le brevet anglais 291.871 ou dans le brevet anglais 355.291. De plus, des réservoirs capillaires, tels que décrits dans le brevet anglais 340.303, peuvent être prévus pour éviter l'écoulement du composé le long des conducteurs toronnés, Ces réservoirs capillaires comprennent de la matière fibreuse qui peut être imprégnée ou non de polymère, et qui de préférence ont des propriétés d'absorption d'un ordre beaucoup inférieur à oelles du corps principal de l'isolant.
Afin de prévoir une action capillaire ou par raison d'économie, les enroulements fibreux imprégnés de polymère peuvent âtre entre-mêlés aveo des enroulements fibreux imprégnés d'un composé tel que de l'huile, et lequel peut être appliqué non imprégné et imprégné après l'application de la gaine oomme décrite précédemment.
L'invention comprend donc un câble transmetteur d'énergie éleotrique dont l'isolant renferme des couches de matière fibreuse imprégnée de substance polymérisée entremêlée aveo des couches de matière fibreuse imprégnée du oomposé du câble, le tout étant filtré par le composé du câble .
Cette forme de réalisation de l'invention est représentée schématiquement sur la figure 4, dans laquelle l' représente lamatière fibreuse imprégnée d'une matière polymérisée, et 1 représente la matière fibreuse imprégnée du composé du câble. Sur cette figure 4, la matière fibreuse imprégnée d'une substance polymérique est alternée aveo une matière fibreuse imprégnée avec le composé, cet
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arrangement libérant l'isolant du câble de "visoosité" aux hautes températures, et le câble peut être enlevé d'une certaine place pour être installé à une autre place. Le câble de la figure 4 est plut8t d'un prix de revient moins élevé que le oâble de la figure 2, et est électriquement plus résistant que le câble de la figure 1.
D'autre part, si on le désire, plusieurs couches de matière fibreuse imprégna de substance polymérisée peuvent être intercalées dans les couches de matière fibreuse imprégnée du composé du câble.
Un câble construiten concordance aveo la présente invention peut, si cela est nécessaire, être pourvu de gainas oonduotrioasinter -médiairesarrangéesdans l'isolant, aine que cela est décrit par exem -µle dans le brevet anglais n . 461.677. Dans celui-ci les gaines intermédiaires sont arrangées et connectées d'une manière telle qu' un certain nombre de capacités en parallèle sont comprises dans le corps principal de' l'isolant extérieur au conducteur, pour introduire une capacité additionnelle entre le conducteur et les gaines intermédiaires, ou entre un ou plusieurs systèmes de conducteurs intermédiaires, de sorte que la distribution des efforts électriques entre le câble principal et l'enveloppe du câble est en réalité graduée.
Dans des câbles à conducteurs multiples, les espaces de remplissage entre les conducteurs peuvent être pourvus d'isolant fibreux imprégné, de polymère, de préférence convenablement réduit à l'état plastique, oomme par exemple dans le cas de polystyrène réduit à l'état plastique, ainsi qu'il est mentionné dans le brevet anglais 490.814. Alternativement, un mélange de matières fibreuses, telles que du papier, du jute, ou autre substance analogue imprégnée de polymère, peut être intercalée dans la matière fibreuse imprégnée du oomposé, cette dernière matière ponant être appliquée au câble non imprégné. Les arrangements précédents pour des câbles à conducteurs multiples rédui -sent au minimum l'écoulement du composépendant le service et aussi la quantité de composé requise.
Quand la présente invention est appliquée en combinaison avec des dispositifs compensateurs de pression, ainsi que cela est décrit par exemple dans le brevet anglais 380.506, les dimensions dès dispositifs compensateurs peuvent être considérablement réduites
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et dans le .oas d'un câble oval, ainsi qu'il est décrit dans le brevet anglais 451.239, la déformation et le rétablissement correspondans des pressions sont réduits.
On peut ajouter que quand l'invention est appliquas à des composés tels que de l'huile, des câbles remplis continuant des conduits, lesquels câbles dépendent pour leur sécurité du transfert du composé longitudinalement sur des distances considérables vers ou des réservoirs extérieurs, des économies appréciables sont réalisées. En partioulier, le volume du composé est réduit et l'expansion de volume sur la charge est aussi réduite, ce qui permet que les réservoirs extérieurs puissent être plus faibles, et que les dimensions des conduits puissent être réduites. Comme alternative, la dimension des réservoirs et des conduits peut être maintenue pratiquement la même , et l'espacement entre les réservoirs peut être accru c.à.d. qu'un nombre moindre de réservoirs doit être prévu par mille de câble.
Une méthode de fabrication de câble en concordance avec l'invention a été mentionnée ci-dessus, et l'invention comprend donc une méthode d'isolation d'un câble transmetteur d'énergie électrique consistant en l'application au conducteur du câble d'une ma.tière fibreuse imprégnée d'une substance polymérisée et le maintien de l'isolant appliqué dans une condition de froid jusqu'à ce que le oomposé ducâble, tel que l'huile, ait été appliqué à l'isolant du câble.
REVENDICATIONS.
1 - Câble transmetteur d'énergie électrique dont l'isolation oomprend une matière fibreuse imprégnée d'une substance polymérisée et filtrée par le composé du câble de manière que la quantité requise du dit composé est réduite.
2 - Câble transmetteur d'énergie électrique dont l'isolation comprend l'enroulement de matière fibreuse et le composé du câble, caractérisé en ce que le composé du câble s'infiltre dans lesespaces entre lesrecouvrements adjacents de matière fibreuse et que le corps de la matière fibreuse est imprégné d'une substance polymérisée.
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