<Desc/Clms Page number 1>
On sait que l'état structural et la flèche d'un câble aérien de transport d'électricité, d'une section déterminée, soumis à une ten- sion de posa donnée,à un vent d'intensité connue et à une surcharge mé- canique connue, (par exemple recouvert d'une couche de givre) varient es- sentiellement avec la température atteinte par ce câbleo C' est la raison pour laquelle on impose que la température du câble ne dépasse pas une valeur fixée d'avance.
Dans la but d'éviter que cette valeur soit dépassée, on a propose d'équiper la majeure partie des câbles électriques aériens,de dispositifs qui sont influencés par l'in- tensité du courant qui circule- dans ces câbles et qui ne provoquent la cou- pure du courant que si celui-ci se maintient pendant un temps fixé d'avan- ce à une valeur prédéterminéeo Ces installations sont disposées entière- ment à l'intérieur de locaux et présentent l'inconvénient de ne pas tenir compte des conditions atmosphérique? réelles telles que le vent,la pluie, le soleil et la température extérieure auxquelles les câbles sont soumis en réalité,
D'autre part, la mesure directe de la température d'un câble en service n'est guère possible ni pratique,
eu égard notamment à la tension élevée qui est appliquée au câbleo
On pourrait imaginer de faire passer dans un bout de câble iden- tique à celui dont on désire connaître la température et disposé à l'ex- térieur comme celui-ci,un courant égal à celui passant dans ce câble .
Toutefois.,. la réalisation suffisamment correcte de cette installation ap- parait dispendieuse et encombrante.,
La présente invention a comme objet une installation qui ne pré- sente pas les inconvénients des installations connues et qui permet de connaître facilement la température du câble en service malgré les varia- tions importantes du courant et de brusques variations des conditions at- mosphériqueso Cette installation constitue ainsi, contre les détériora- tions et les flèches anormales du câble résultant de surcharges électri- ques,
une protection réagissant aux fluctuations de courant avec la même sensibilité que le câble et permettant l'utilisation optimum de ce der- niero
L'installation suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend une image thermique du câble disposée de façon à être sou- mise aux mêmes phénomènes atmosphériques que ceux qui influencent le câble, en ce que cette image comprend, en premier lieu, un élément chauffant de même métal que le câble, isolé électriquement, consommant une puissance très inférieure à la puissance totale perdue par effet Joule dans le câble, capable de dissiper dans ces conditions, par unité de longueur de l'ima- ge, une quantité de chaleur égale à celle dissipée par effet Joule par uni- té de longueur du câble, en deuxième lieu,
une masse métallique de- même composition que le câble et présentant une surface extérieure de même ap- parence que la surface extérieure du câble et de même grandeur par unité de longueur, ladite masse métallique étant en outre en contact intime avec l'élément chauffant susdit autour de celui-ci, en troisième lieu, un élé- ment sensible à la température, qui est en contact intime avec la masse mé- tallique susdite et qui est monté dans un circuit électrique- de façon à donner dans ce circuit, une indication de la température à laquelle cette masse métallique est soumise et,
en ce que l'élément chauffant susdit est connecté à l'enroulement secondaire d'un transformateur d'intensité dont l'enroulement primaire est traversé par un courant proportionnel à celui circulant dans le câbleo
En plus de l'exposition de l'image thermique aux conditions at- mo sphéri que s auxquelles le câble à surveiller est soumis, l'installation suivant l'invention comprend donc coma caractéristique essentielle l'em- ploi d'un élément chauffant de même métal que le câble en contact avec une masse métallique de longueur beaucoup plus faible que le câble, de même
<Desc/Clms Page number 2>
composition que le câble et présentant par unité de longueur la même surface extérieure, aussi bien en grandeur qu'en forme,
cet élément chauffant étant cependant électriquement isolé de cette masse métallique et étant déterminé de façon qu'en étant alimenté par un courant proportionnel au courant passant dans le câble mais beaucoup plus faible que ce courant, il dissipe la même quantité de chaleur par unité de longueur de câble, en consommant une puissance beaucoup plus faible que les pertes "Joule" totales produites dans le câbleo
L'image thermique- de- l'installation suivant l'invention et le câble surveillé présentent à tout moment, des températures-égales en des points homologues d'une section transversale,à condition que ces sections ne soient pas effectuées à l'endroit des joints dans le câble (les joints modernes sont moins chauds que les endroits- de section normale)
ni au voiBinage des extrémités de l'image- thermique, (qui sont un peu plus froides que la partie médiuane de cette image). La disposition de l'élément chauffant à l'intérieur de la masse métallique de l'image thermique met cet élément à l'abri de l'humidité et, par conséquente on peut utiliser,pour cet élément chauffant;, un isolant-électrique mince perturbant peu la transmission à la masse métallique extérieure, de la chaleur développée par effet Joule dans ledit élémento
Dans une forme d'exécution avantageuse, l'élément chauffant susdit est interposé entre deux tubes métalliques avec lesquels il est en contact intime et dont le tube extérieur présente une surface cannelée analogue à celle d'un câble constitué de plusieurs torons.
Pour engendrer par unité de longueur de l'image thermiquela même quantité de chaleur par effet Joule que le câbla, malgré que l'élément chauffant est traversé par un courant beaucoup plus faible que le courant circulant dans le câble, il faut évidemment que la résistance de cet élément soit relativement élevée. En donnant à l'élément chauffant la forme d'un ruban,on peut obtenir une faible section transversale bien que la surface de contact avec la masse métallique soit relativement grande et en enroulant ce ruban en hélice on augmente la longueur de l'élément chauffant par unité de longueur de l'image thermique.
Ces deux particularités, à savoir la faible section transversale d'un ruban et la grande longueur de celui-ci favorisent donc l'obtention d'uns quantité de chaleur égale à celle développée dans-la câble.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, une forme d'exécution de l'installation suivant l'invention.
La figure 1 est partiellement une vue en plan et partiellement une coupe horizontale d'une installation selon l'invention dont les parties autres que l'image thermique et le câble à surveiller sont représentées à une échelle beaucoup plus petite que cette image et ce câble.
La figure 2 est, à plus grande échelle, une coupe selon la ligne II-II de la figure l.
La figure 3 est, à la même échelle qu'à la figure 2,une vue en plan d'une partie de l'image thermique
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
A la figure l, on a représenté en 2 un câble aérien de ligne à haute tension dont on désire connaître à chaque instant la température quelle que soit la variation d'intensité du courant qui y circule ou quelles que soient- les variations des phénomènes atmosphériques auxquels ce câble est soumis.
<Desc/Clms Page number 3>
3 désigne dans son ensemble une image thermique de ce câble qui, grâce à sa constitution qui va être décrite ci-après,est soumise fidèle- msnt aux mêmes variations de température que le câble 2Cette imago ther- mique est disposée à l'extérieur de façon à être soumise aux mêmes phéno- mènes atmosphériques que ceux qui influencent le câble.
Cette image thermique 3 comprend un élément chauffant 4 isolé électriquement d'une masse métallique 5 en contact intme avec cette mas- seo Lélément chauffant 4 et la masse métallique 5 ont la même composi- tion que le câble 2o Ils sont, par exempleen aluminium si le câble est en aluminium et en cuivre si celui-ci est en cuivreo La masse métallique
5 se présente,de préférence, come représenté, sous la forme de deux tu- bes coaxiaux 5a et 5b en contact intime avec l'élément chauffant 4. Le- tu- be extérieur 5a présente une surface cannelée 6 (figure 2) analogue à. cel- le du câble 2 constitué de torons et est fermé d'une façon étanche à son extrémité 270
Isolément chauffant 4 est constitué par un ruban enroulé en hé- lice.
De préférence il est formé par l'enroulement en hélice de deux ru- bans juxtaposés qui sont réunis à une extrémité comme montré en 7 à la figure 3 Les deux rubans ainsi juxtaposés sont enroulés cote a cote sur le tube intérieur 5b.
Les deux extrémités libres de ce ruban sont connectées à des bornes 8 et 9 mises à l'abri des intempéries entre deux flasques 10 et 11 séparées par un manchon 12o Le flasque 10 porte les tubes 5aet 5b ainsi que Isolément chauffant 4 tandis que le flasque 11 porte un bouchon 27 traversé de manière étanche par différents conducteurs 13, 14, 15 et 160
Les conducteurs 13 et 14 aboutissent 9 d'une part, aux bornes désignées respectivement par 8 et 9 et d'autre partaux extrémités de l'enroulement secondaire 17 d'un transformateur d'intensité 18 dont l'enroulement primaire 19 est traversé par un courant à chaque instant proportionnel à celui qui circule dans le câble 2. Cet enroulement primaire est,par exemple,
connecté par des conducteurs 20 et 21 à un autre enroulement 22 dans lequel un courant est engendré par le passage du courant de ligne dans le câble 2.
Grâce à l'utilisation, dans l'élément chauffant 4, d'un courant beaucoup plus faible que celui qui passe dans le câble 2. égal par exemple à deux centièmes de ce dernier courante l'image thermique 3 peut être raccordée à un réducteur d'intensité de calibre usuel. Elle con somme ainsi une puissance très inférieure à la puissance totale perdue par effet Joule dans le câble 2 mais il est cependant possible de faire développer par effet Joule, par Isolément chauffant 3 parcouru par ce faible couranteune quantité de chaleur égale,par unité de longueur d'ima- ge thermique, à celle engendrée par le passage ducourant de ligne, dans le câble 2 pour la même unité de longueur.
La puissance consommée par l'image thermique peut n'être que de quelques watts en choisitant une image thermique suffisamment courte mais à condition de ne pas réduis la longueur de l'image dans une mesure telle que les extrémités nuisent sensi- blement à la précision de la mesurée
Le diamètre extérieur du tube 5a est le même que celui du câble 2 de sorte que la surface extérieure de l'image thermique 3 et du câble 2 sont les mares par unité de longueur,
L'image thermique 3 comprend également un élément 23 sensible à la températures, électriquement isolé de la masse métallique 5 avec laquelle il est en contact intima. Cet élément 23 possède par exemple,
une résistance qui varie avec sa température.. Il peut être constitué par un fil de nickel bobiné dans des encoches ménagées dans le tube inté rieur 5b vers le milieu de la longueur de ce tube. Il fait partie d'un circuit électrique qui comprend les conducteurs 15 et 16,une source de courant 24 et un appareil 25 qui donne une indication en rapport avec la
<Desc/Clms Page number 4>
température à laquelle la masse métallique 5 est soumiseo
L'appareil 25 peut être constitué par un dispositif de lecture ou un dispositif d'enregistrement.
Il peut aussi comprendre un dispositif avertisseur par exemple sonore ou lumineux, qui entre en fonction quand. la température maximum admissible dans le câble est atteinteo Il peut également servir à commander à distance des opérations de coupure ou de réglage de l'intensité du courant circulant dans le câble 2.
Afin que les conditions de fonctionnement de l'image thermique 3 se rapprochent davantage de celles auxquelles le câble 2 est soumiss on peut prévoir dans le tube intérieur 5b un noyau 26 en un matai identique à celui de l'âme du câbleo Si le câble ne comprend qu'un métal, par exemple du cuivrele noyau 26 est également en cuivre.
Bien que l'image thermique 3 et le câble 2 soient soumis aux mêmes phénomènes atmosphériques, certains appareils faisant partie de l'in- stallation suivant l'invention peuvent évidemment être disposés sans aucun inconvénient dans un local à l'abri des intempéries- Il en est ainsi par exemple du transformateur d'intensité 18 de l'appareil indicateur de la température 25 et de la source de courant 240
Grâce à Inapplication de soldes thermiques à l'extérieur du câble et de l'image thermique d'une installation selon l'invention9 on a pu constater au cours d'essais que les températures extérieures du câble et de l'image thermique étaient égales à chaque instante pour différentes intensités du courant circulant dans le
câbleo
D'autre part., les températures indiquées pour l'extérieur de l'image thermique grâce à la sonde extérieure susdite- utilisée pendant les essais et les températures indiquées par la sonde intérieure 23 de l'installation suivait l'invention ont permis de constater que le diagramme de ces dernières températures en fonction du temps- varie dans le même sens que le diagramme des températures extérieures du câble en fonction dutemps et que l'écart entre ces deux diagrammes croît à peu près comme le carré de l'intensité du courant tandis qu'il est presque indépendant des variations des conditions atmosphériques- tout au moins dans les limites de variations des températures tolérées pour le câble.
On peut donc en conclura que la température intérieure de l'imagethermique 3 dans l'installation suivant l'invention correspond à la température intérieure du câble en service.
Les essais effectués, soit en faisant varier l'intensité du courante soit en laissant l'installation exposée à des variations brusques ou lentes des conditions atmosphériques.7 ont permis de constater que le diagramme des températures de l'image thermique suit fidèlement le diagramme des températures du câble-.
Une partie de l'appareillage ainsi constituéé savoir l'élément chauffant 4,constitué du même métal que le matériau conducteur essentiel du câbleprésente l'avantage très intéressant de fournir à ses bornes une tension électrique proportionnelle- à la chute ohmique de tension dans le câblepuisque la résistance électrique- de cet élément varie proportionnellement à la résistance électrique du câbleo Cette particularité peut être exploitée avec intérêt notamment pour améliorer sensi- blement le- comptage de l'énergie perdue par effet "Joule" dans--les ré- seaux électriques.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée à la forme d'exécution représentée et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme la disposition; et la- constitution- des éléments intervenant. dans- la réalisation de l'invention, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications- suivantes.
<Desc/Clms Page number 5>