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Câbles électriques pour le transport d'énergie
Il est connu que dans les câbles électriques destinés au transport d'énergie, ayant l'isolant imprégné avec des mélan- ges plus ou moins visqueux, les inévitables espaces exempts de mélange contiennent des gaz et des vapeurs qui ont parfois une pression très basse et qui par conséquent s'ionisent aussi pour des valeurs basses du gradient de tension, en constituant ainsi la cause principale du claquage des câbles en serti ce.
De plus, par suite de la constitution chimique de leurs composants, les mélanges visqueux que l'on emploie habituellement pour l'imprégnation des câbles, sont tels que, sous l'action du champ électrique et de l'ionisation qui s'ensuit, ils sont gazo- ¯vores, c'est-à-dire qu'ils ont la tendance à absorber les gaz
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contenus dans les espaces vides: à ce moment, la pression étant diminuée, l'ionisation est plus forte et produit à son tour une diminution ultérieure de pression. On a donc un phénomène d'instabilité.
Pour éviter cet inconvénient et obtenir par contre la stabilité de la pression il a déjà été proposé d'employer des matières imprégnantes gazogéniques, c'est-à-dire propres à pouvoir donner lieu au développement de gaz sous l'action du champ électrique, développement qui s'arrête lorsque, la pression étant augmentée, l'ionisation du gaz présent s'interrompt.
On a aussi étudié des huiles ou des mélanges particuliers, ou bien des substances additionnées aux mélanges habituels, de façon à les rendre gazogéniques à un degré élevé.
La valeur à laquelle la pression se maintient de la sorte automatiquement, valeur qui peut se dénommer pression de stabilité, est donc celle à laquelle correspond, pour le gaz en question, qui est en général de l'hydrogène, un gradient d'ionisation égal au gradient de tension appliqué au câble. A cause de cela cette pression dépend de la valeur du champ électrique.
Or, le gradient d'ionisation de l'hydrogène est plutôt bas et c'est seulement aux pressions élevées qu'il atteint les valeurs des gradients de tension ordinairement appliqués aux câbles. Cela signifie que dans les câbles imprégnés avec les mélanges gazogéniques ci-dessus mentionnés la pression de stabilité, à laquelle l'ionisation devient nulle, a une valeur très élevée.
L'objet de cette invention est constitué par des câbles électriques dans lesquels la matière imprégnante maintient automatiquement, pendant le service, dans l'intérieur du câble, une pression inférieure à la pression de stabilité ci-dessus mentionnée. Cette pression peut aussi être préfixée
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par un choix opportun de la matière imprégnante même; pour sauvegarder en tous cas le câble contre la pénétration d'air nu d'autres substances nuisibles il est bon que la pression soit positive, c'est-à-dire supérieure à la pression atmosphérique.
Ces buts peuvent être atteints en ayant recours à des matières imprégnantes dont la gazogénicité soit opportuné- ment contrôlée de la façon que nous allons exposer.
Nous avons trouvé qu'il est possible de contrôler à son gré, dans certaines limites, la gazogénicité des matières imprégnantes formées d'huiles minérales et éventuellement de résines et d'autres substances, en variant, de manière oppor- tune', la qualité et la quantité des hydrocarbures composants.
Nous avons trouvé, en effet, qu'en général ces matières imprégnantes possèdent une certaine pression, audessous de laquelle elles sont gazogéniques, tandis qu'audessus de celle-ci elles sont gazovores. A cette pression que l'on peut dénommer pression d'équilibre, pratiquement la matière imprégnante ne développe ni n'absorbe pas de gaz.
Cet équilibre est dû à l'action simultanée des composants de la matière imprégna,nte qui sont gazogéniques et des autres composants qui sont gazovores.
Parmi les composants gazogéniques on doit mentionner les hydrocarbures paraffiniques à poids moléculaire bas, tandis que par exemple les hydrocarbures oléfiniques et aromatiques sont gazovores. La matière imprégnante contiendra , d'habitude aussi, une forte quantité de composants qui, sous l'action du champ électrique, ne développent ni n'absorbent pas du gaz, et constitués généralement par des hydrocarbures cycliques saturés peu volatiles c'est-à-dire à haut poids moléculaire.
Cela posé, moyennant un choix et un dosage judicieux des composants, nous pouvons obtenir une matière imprégnante
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dont la pression d'équilibre ait une valeur préfixée, indépendante du gradient d'ionisation du gaz présent dans les câbles, en général de l'hydrogène, et naturellement ne dépassant pas la pression de stabilité pour l'hydrogène. De telles matières imprégnantes peuvent être trouvées déjà prêtes dans le commerce ou peuvent être obtenues moyennant des corrections convena,bles.
Dans les câbles faisant l'objet de la présente invention, fabriqués avec une de ces matières imprégnantes, les bulles de gaz présentes dans l'isolant, en s'ionisant sous l'action du champ électrique, donnent lieu au développement ou à l'absorption de gaz par la matière imprégnante suivant que dans ces bulles la pression est inférieure ou supérieure à la pression d'équilibre caractéristique de la. matièrecim- prégnante même. La pression dans le câble se maintiendra donc pratiquement autour de cette valeur.
Il résulte ainsi que, pendant le service, l'ionisation des inclusions gazeuses est toujours présente dans cescâbles sans pourtant qu'elle provoque aucun préjudice à la rigidité diélectrique de l'isolant. En effet les produits qui, par suite de ces réactions chimiques, se forment dans l'isolant lorsqu'il n'y a aucune présence d'oxygène, tels par exemple les soi-disant cires, sont, comme on sait, sans préjudice pour les propriétés diélectriques de l'isolant même.
L'ionisation est cependant utilisée de la façon indiquée pour maintenir dans tous les points du câble une pression d'équilibre pré- établie, de façon à éviter le danger constitué par des points à pression trop basse, qui sont la cause principale des claquages de l'isolant et sans que, d'autre part il soit nécessaire d'augmenter d'autant la pression jusqu'à atteindre les valeurs de la pression de stabilité pour l'hydrogène.
Pour construire les câbles, objet de cette invention,
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on prend des précautions spéciales pour éliminer le plus soigneusement possible toute trace d'oxygène dans le câble, étant donné que l'oxygène, par suite de l'ionisation, pourrait donner lieu à la formation d'eau ou d'autres produits nuisibles pour l'isolant. Dans ce but l'isolant, après évacuation de l'air, est soumis à des lavages avec de l'hydrogène, ou bien avec un hydrocarbure, ou avec un autre gaz ou vapeur convenable, avant d'effectuer l'évacuation définitive et l'imprégnation.
On adopte aussi pour.la matière imprégnante des précautions analogues avant de l'introduire dans le câble. Il est conseillable aussi que la matière imprégnante ait une tension superficielle convenable de façon qu'elle enroule les fibres de l'isolant sur les parois des espaces vides afin de les protéger contre le phénomène de l'ionisation.
REVENDICATI ONS.
1) Câbles électriques pour le transport d'énergie, dans lesquels la matière imprégnante maintient automatiquement, pendant le service, dans l'intérieur du câble, une pression positive inférieure à celle à laquelle correspond un gradient d'ionisation de l'hydrogène égal à la valeur du gradient appliqué au câble.
2) procédé pour fabriquer des câbles comme sous 1) caractérisé par le fait que l'imprégnation est faite au moyen d'une matière imprégnante ayant en soi des composants qui, pendant le service du câble, sont gazogéniques et des composants qui sont gazovores.
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