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Câble électrique à haute intensité.
L'invention concerne les câbles électriques' à haute intensité, savoir autant les câbles ordinaires à haute tension que les câbles dont le diélectrique est maintenu à une pression supérieure à la pression atmosphérique pour accroître la capacité d'isolement du diélectrique. Ce der- nier but peut être atteint de diverses manières, mais les hautes pressions voulues, allant par exemple jusque 15 atmos- phères, ne pouvaient jusqu'à présent être maintenues de ma- nière suffisamment sûre qu'en enfermant le câble dans une conduite tubulaire continue en acier dans laquelle règne la pression susmentionnée, étant donné que les câbles à gaine de plomb connus jusqu'ici, même pourvus à l'intérieur ou à l'ex-
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térieur de renforts ou d'armatures,
ne peuvent supporter à la longue qu'une pression ne dépassant pas quelques atmos- phères, quand ils sont soumis de l'extérieur à la pression de l'air libre. Ceci est dû en partie à la faible résistance mécanique du plomb lui-même et en partie à la, faiblesse du joint longitudinal ou des joints longitudina.ux des gaines de plomb fabriquées à l'aide des presses hydrauliques à plomb habituelles.
Dans la gaine de plomb des câbles à isolement de papier imprégné d'huile, des efforts dangereux se produisent aussi quand la température s'élève et que le volume de l'huile augmente à l'avenant, si on n'emploie pas, comme pour les câbles dits "à bain d'huile", des réservoirs éga- lisateurs de pression disposés de place en place, car une gaine de plomb armée de manière connue ne se laisse pas déformer élastiquement à un notable degré conjointement avec l'armature et n'est pas préservée de la tendance du plomb de grimper sous l'action des efforts.
La présente invention a pour but d'agencer la gaine du câ.ble de manière qu'elle puisse être soumise,sur toute la longueur du câble, à des déformations élastiques lorsque la pression intérieure varie, et que ces déformations élastiques aient une allure telle que la gaine ne subisse aucun changement de forme dangereux.
L'invention s'applique par conséquent non seule- ment aux câbles soumis en permanence à une surpression par des dispositifs spéciaux, mais encore aux câbles ordinaires à haute intensité pourvus d'un isolement de papier imprégné d'huile.
Il est connu en soi de conformer un câble multi- ple à gaine de plomb de manière que la gaine comporte des parties plates du fait que, par exemple dans un câble à trois conducteurs, la gaine suit les tangentes communes entre
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les conducteurs isolés successifs disposés au sommet d'un triangle, au lieu d'avoir une section transversale. circulaire.
Cette disposition avait toutefois pour but de réaliser notam- ment une économie de matière, surtout de plomb, et en même temps de rendre le câble apte à supporter une surpression extérieure, par exemple celle créée par son introduction dans la conduite tubulaire en acier mentionnée ci-dessus. Pour l'absorption d'une surpression extérieure convient aussi la forme ovale du conducteur, de l'isolant et de la gaine de plomb, par exemple celle adoptée pour certains câbles à un conducteur.
Avec les câbles doubles à gaine de plomb et les câbles triples à gaine de plomb, il est connu en outre, pour réaliser un gain de volume ou diminuer les frais, de disposer côte-à-côte les conducteurs isolés et de donner une allure plate à la gaine de plomb entre les conducteurs. Toutefois, les joints de la gaine de plomb de ces câbles sont disposées au milieu des faces larges du câble.
A la différence de ceci, le câble électrique à haute intensité, faisant l'objet de la présente invention, est capable de supporter une surpression intérieure; ce câble comprend, de manière connue, une gaine de plomb ou autre matière imperméable entourant le système de conducteurs isolé, et une armature extérieure, la coupe transversale du système de conducteurs isolé et, partant, de la gaine ayant un con- tour qui comprend deux éléments de surface opposés très cour- bes ou semi-circulaires et, entre ceux-ci, deux .éléments de surface peu courbes ou plats, et suivant l'invention le câble se caractérise principalement en ce qu'un feuillard .élastique continu est disposé suivant la longueur du câble sur chaque face large de la gaine du câble, entre celle-ci et l'armature extérieure, et est maintenu en place par cette dernière,
ce
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feuillard étant muni de nervures transversales et s'étendant sensiblement sur toute la face large de la gaine, de manière à rendre rigide transversalement la membrane constituée par la face large de la gaine et à la soutenir élastiquement contre une pression intérieure permanente ou passagère du câble.
Un tel câble peut être fabriqué facilement à la machine par les procédés de fabrication usuels. Il présente l'avantage important que, sans employer aucune conduite tu- bulaire extérieure en acier, le diélectrique peut être main- tenu sous la même surpression que les câbles dits à bain d'huile, c'est-à-dire allant jusque plusieurs atmosphères, ou sous la même surpression que les câbles dits à pression ou à gaz sous pression, c'est-à-dire allant jusque 15 atmosphères.
En outre, l'invention rend inutiles les canaux ou creux intérieurs et les réservoirs égalisateurs de pression employés par endroits pour les câbles à bain d'huile, étant donné qu'en raison de la construction spéciale du câble on obtient une pression également répartie sur toute la lon- gueur du câble et on dispose en même temps d'un plus grand degré de liberté en ce qui concerne la viscosité de l'huile.
Bien que les deux feuillards, en coopération avec l'armature de fils métalliques, soutiennent élastiquement la membrane de manière très efficace, le câble est néanmoins suffisamment flexible dans le sens longitudinal pour le maniement pratique grâce à sa forme plus ou moins plate et à la disposition précitée des nervures des feuillards.
Enfin, on obtient l'avantage que le ou les joints éventuels de la gaine de plomb peuvent être établis sur toute la longueur du câble dans des positions prédéterminées par rapport à la section transversale du câble.
Suivant l'invention, le joint ou les joints de la . gaine de plomb sont situés en des endroits où l'armature porte
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contre la gaine sur un grand angle, de manière que cette par- tie de la gaine, faible en soi, puisse y être bien pinc.ée. Le joint est par exemple disposé au milieu.ou près du milieu de la partie très courbe de la surface de la gaine.
En outre, il est avantageux de renforcer la gaine près du ou des joints en faisant en sorte que ses surfaces intérieure et extérieure aient près de la partie arrondie' entourant les conducteurs extérieurs l'allure de cercles excentriques qui confinent tangentiellement aux surfaces des parties peu courbes ou plates de la gaine. Au sujet de la forme du feuillard il faut observer que celui-ci est de pré- férence un feuillard ondulé ou en zig-zag ou un feuillard plat muni de nervures embouties ou poinçonnées, dont les ondulations ou les nervures sont disposées en substance transversalement au câble.
En omettant l'isolement entre les conducteurs dis- tincts d'un câble multiple conforme à l'invention et en con- servant l'isolement commun on obtient une forme d'exécution appropriée d'un câble à un conducteur.Il faut veiller seule- ment à ce que le système de conducteurs isolé porte bien contre les deux surfaces à forte courbure de la gaine.
D'autres caractéristiques de l'invention ressorti- ront de la description suivante des formes d'exécution du nouveau câble, représentées sur le dessin annexé.
Fig. 1 est une coupe transversale d'un câble triple conforme à l'invention,
Fig. 2 est une coupe longitudinale d'une partie du même câble, Figs.3 et 4 montrent des détails de deux autres formes d'exécution des feuillards servant à soutenir la mem- brane de plomb,
Fig. 5 est une vue en plan de la face plate d'une dernière forme d'exécution du câble et
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Fig. 6 est une coupe transversale du feuillard représenté sur la fig. 5.
Le câble représenté sur les figs. 1 et 2 comporte trois conducteurs 10 dont les centres se trouvent sur une droite, chaque conducteur étant entouré d'une couche isolan- te 12. Si on ledésire, il peut être prévu en outre un isole- ment commun, non représenté, pour les trois conducteurs.
Autour de l'isolement des conducteurs est formée par pressa- ge une gaine de plomb 14 qui dans le haut et le bas s'étend en ligne droite d'un conducteur extérieur à l'autre conduc- teur extérieur et qui pour le reste suit la surface courbe extérieure de l'isolement des conducteurs extérieurs. Au milieu de ces surfaces courbes se trouvent les joints 16 de la gaine de plomb. Toutefois, celle-ci peut ne comporter qu'un seul joint, d'un côté. Par dessus la gaine de plomb 14, éventuellement asphaltée et entourée de papier ou de toile, est placée une armature tendue 18 constituée par exemple par un ou de préférence deux rubans de fer ou de bronze, afin que la gaine de plomb soit recouverte partout et se laisse néanmoins plier. Par dessus cette armature, dans le haut et le bas, sur les faces plates larges, est placé un feuillard ondulé continu 20 en fer ou bronze.
Comme le montre la fig. 2, ce feuillard est de préférence ondulé de manière à comporter des sommets d'ondulation étroits ainsi que des creux d'ondulation larges, reposant sur le câble, qui ne sont séparés que par de courts inter- valles où la gaine de plomb est soutenue par l'armature 18 seule. Les ondulations du feuillard sont disposées en substance transversalement au câble et le feuillard s'étend sensiblement sur toute la face large du câble. Sur les som- mets d'ondulation de chaque feuillard 20 repose un second feuillard ondulé continu 22 plus étroit que le premier et disposé au milieu de celui-ci. Comme les feuillards 20, les
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feuillards 22 peuvent être en acier ou en bronze.
L'armature extérieure du câble est constituée par exemple par des fils de fer ou de bronze '24 qui sont enroulés en hélice avec un pas égal à la longueur des divi- sions des feuillards 20 et 22 ou avec un pas différent. Les fils métalliques 24 y sont cependant enroulés de manière à traverser les ondulations des feuillards 20 et à reposer sur le fond des ondulations des feuillards 22. Sur les faces étroites du câble, les fils métalliques portent contre l'ar- mature 18 et, par conséquent, contre la gaine de plomb 14, la portée s'étendant de chaque côté sur un angle approchant de 180 . Par suite, la gaine de plomb est particulièrement bien soutenue contre les joints 16 et leurs abords, ce qui diminue notablement le risque de rupture à la hauteur des joints.
Comme les ondulations des feuillards 22 sont beaucoup moins profondes que celles des feuillards 20, les fils d'armature 24 sont maintenus au-dessus et à l'écart du milieu des membranes constituées par les parties plates de la gaine de plomb, de sorte que la tension des fils d'arma- ture est utilisée d'une façon avantageuse pour soutenir élas- tiquement de manière efficace, en coopération avec les feuil- lards 22 et 20, les parties plates de la gaine de plomb, et on produit ainsi l'effet voulu de membrane ,élastique sans bombement exagéré.
Comme le montre la fig. l, les fils métalliques 24 peuvent porter tant contre les feuillards 22, au milieu de la membrane, que contre les bords des feuillards 20 dans le fond des ondulations, de sorte que les derniers feuillards mention- nés sont soutenus de manière particulièrement satisfaisante.
Pour une surpression intérieure donnée, le bombement des mem- branes croit graduellement depuis les côtés jusqu'au milieu, '
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si bien que le plomb ne se déforme pas de manière nuisible et ne subit notamment pas d'allongement sensible.
On peut éventuellement renforcer aux joints la gaine de plomb 14 en faisant en sorte que sa surface inté- rieure et sa surface extérieure aient près de la partie arrondie entourant les conducteurs extérieurs l'allure de cercles excentriques qui confinent tangentiellement aux sur- faces des parties peu courbes ou plates de la gaine de plomb, de manière que l'épaisseur de la gaine croisse suivant la partie arrondie du dessus et du dessous vers les joints 16.
On peut varier de diverses manières sans sortir du cadre de l'invention la façon, représentée et décrite, dont les membranes de la gaine du câble sont soutenues par les feuillards 20 et 22. Ce qui importe, c'est que les armatures et les feuillards nervurés transversalement et flexibles lon- gitudinalement concourent à soutenir élastiquement les mem- branes de la gaine de plomb et empêchent toute fatigue nui- sible de la gaine, comme cela a déjà été décrit précédemment.
En outre il est important que la membrane soit soutenue ri- gidement par les feuillards dans le sens transversal sans que la flexibilité du câble soit diminuée exagérément. Ce but est atteint de manière particulièrement satisfaisante par la for- me d'exécution représentée et décrite.
Au lieu des fils métalliques 24 pour l'armature extérieure on peut employer un ou plusieurs rubans de lar- geur appropriée, enroulés avec un pas approprié pour soute- nir les feuillards 20 convenablement par les côtés. Chaque feuillard 20 peut être remplacé par plusieurs feuillards ayant une largeur, une épaisseur, une hauteur d'ondulations et une répartition d'ondulations semblables ou différentes, à condition seulement que la rigidité dans le sens trans- versal et la flexibilité dans le sens longitudinal requises du câble soient assurées et que la gaine de plomb soit tou-
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jours soutenue en des endroits peu écartés les uns des autres.
Entre autres variantes tombant sous le sens on peut mentionner que chaque feuillard 22 peut être remplace - tout en conservant le feuillard 20 - par un ou plusieurs fils métalliques qui peuvent être éventuellement tordus en hélice.
Le feuillard 22 peut aussi être complètement omis, peu importe que l'armature extérieure soit constituée par des rubans ou par des fils, et dans ce dernier cas l'armature peut être placée de manière qu'aux côtés elle appuie contre les bords du fond des ondulations et que plus à l'intérieur elle repose sur les sommets des ondulations du feuillard ondulé 20, l'ar- mature étant posée, lors de l'enroulement, obliquement par dessus ces sommets d'ondulations.
Le support décrit de chaque membrane peut aussi être remplacé par un feuillard en zig-zag 28 disposé sur champ (fig. 3). Les parties arrondies 26 du feuillard doivent reposer sur les côtés de la membrane, l'axe du câble étant disposé verticalement sur la fig. 3 (ainsi que sur la fig. 4).
Les parties rectilignes du feuillard 28 sont disposées quelque peu obliquement pour aider la flexibilité du câble. Dans ce cas aussi l'armature peut être un ruban au lieu d'un fil, métallique. D'autres formes d'exécution de feuillards rigides dans le sens transversal peuvent être réalisées au moyen de feuillards à pans poinçonnés et relevés qui raidissent le feuillard transversalement, tandis que dans l'autre sens les pans poinçonnés sont disposés de manière que le feuillard soit suffisamment flexible longitudinalement.
La fig. 4 montre un feuillard 30 de ce genre, qui-au-dessus de la ligne en pointillés - comporte des nervures ou brides poinçonnées et relevées 34 correspondant à des ouvertures rectangulaires 32, tandis qu'en-dessous de la ligne en pointillés des fentes 36 sont poinçonnées alternativement de côtés opposés du feuillard, de sorte que le feuillard en zig-zag ainsi formé est très
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flexible dans le sens longitudinal, mais est suffisamment rigide dans le sens transversal en raison de la présence des brides relevées 34, si bien que la membrane peut être soute- nue élastiquement de manière satisfaisante.
La fig. 5 est une vue de dessus d'un câble plat où la membrane de la gaine de plomb 14 est soutenue par un feuillard ondulé 37. L'armature de fil métallique extérieure 38 et les ondulations du feuillard, sur la face large du câble, sont orientées un peu obliquement en sens inverses.
En outre, comme le montre la fig. 6, les bords du feuillard 37 sont légèrement fléchis vers le bas et les extrémités des ondulations, situées près des bords du feuillard, sont tour- nées au-dessus vers la gauche et en-dessous vers la droite, sur la fig. 5, de manière à correspondre à l'inclinaison de l'armature 38, de sorte que sur les bords du feuillard le fil d'armature 38 repose dans les creux des ondulations, tandis qu'au milieu il porte sur les somrnets des ondulations.
Cette forme d'exécution du feuillard peut être fabriquée fa- cilement à la presse.
D'autres formes d'exécution appropriées peuvent aussi être produites par des procédés de fabrication usuels, par exemple sur des presses.
Pour tenir compte des fortes sollicitations élec- triques le système de conducteurs peut être entouré, en- dessous de l'isolement de papier, de feuilles de clinquant ou de papier clinquant, et un enroulement analogue peut aussi être adapté directement sur l'isolement de papier, en- dessous de la gaine de plomb. Le système de conducteurs peut aussi être pourvu d'une gaine de plomb mince. Dans le cas d'un câble à un conducteur, les vides entre les torons peu- vent être remplis de fils métalliques et ce système peut être entouré d'autres fils métalliques, de façon qu'on ob- tienne un conducteur plat ou oval approprié dont l'isolement
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porte bien contre les faces étroites de la gaine de plomb.
En service, le câble est rempli d'un isolant ga- zeux, liquide ou semi-liquide qui constitue l'isolement du câble concurremment avec le papier isolant. Après qu'on a produit une pression intérieure, les membranes de la gaine de plomb subissent un bombement élastique, et grâce à l'é- lasticité de l'armature et des feuillards, le bombement des membranes s'adapte aux dilatations et contractions provoquées par les variations de température et facteurs analogues, de sorte que la pression se stabilise.
Quand le câble est à gaz sous pression, la pres- sion peut être produite en introduisant du gaz dans le câble après avoir monté la section de câble.
Dans le cas d'un câble à bain d'huile, la pression peut de même être produite après le montage en introduisant de l'huile dans les manchons collecteurs ou les manchons d'ex- trémité, et en chauffant éventuellement l'huile pour diminuer sa viscosité si l'huile employée n'est.pas suffisamment flui- de, mais la pression peut aussi être produite dans les dif- férents tronçons de câble fabriqués, avant le montage du câble.
Dans ce dernier cas, la pression voulue peut être produite avant ou après établissement de l'armature du câble, éventuel- lement de concert avec un chauffage si l'on introduit de l'huile sous pression, ou bien la pression voulue peut'être produite en combinaison avec le procédé d'établissement de l'armature, en introduisant d'avance suffisamment d'huile pour que les membranes reçoivent un bombement tel que la pression s'établisse d'elle-même au niveau voulu par suite de la déformation produite pendant l'établissement de l'arma- ture. Si on le désire, un pareil bombement des membranes peut déjà'être créé pendant la fabrication de la gaine en confor- mant de manière appropriée les outils de pressage (poinçon et matrice).
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Comme on peut employer pour les câbles conformes à l'invention même une huile épaisse, on empêche facilement une notable fuite d'huile pendant le montage. Si on le dé- sire, les extrémités du câble peuvent être refroidies, pen- dant le montage des manchons, à une distance appropriée du manchon, pour introduire finalement par le manchon une quan- tité suffisante d'huile sous pression.
Pour éviter que le câble ait tendance à se tordre ou à s'enrouler, quelques-unes des armatures peuvent être posées avec un pas de sens opposé.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Câble électrique à haute intensité, capable de supporter une forte surpression intérieure et comprenant une gaine de plomb ou autre matière imperméable, entourant le système de conducteurs isolé, et une armature extérieu- re, la coupe transversale du système de conducteurs isolé et, partant, de la gaine de plomb ayant un contour qui com- prend deux éléments de surface opposés très courbes ou se:
ni- circulaires et, entre ceux-ci, deux éléments de surface peu courbes ou plats, caractérisé en ce qu'un feuillard élasti- que continu est disposé suivant la longueur du câble sur chaque face large de la gaine du câble entre celle-ci et l'armature extérieure, et est maintenu en place par cette dernière, ce feuillard-étant pourvu de nervures transversa- les et s'étendant sensiblement sur toute la face large de la gaine de manière à rendre rigide transversalement la mem- brane constituée par la face large de la gaine et à la sou- tenir élastiquement contre une pression intérieure permanen- te ou passagère du câble.
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