Câble électrique pour haute tension. Les câbles électriques pour transport d'é nergie à un ou plusieurs conducteurs isolés avec du papier imprégné ou des matières tex tiles imprégnées sont fabriqués généralement en imprégnant de matière isolante les couches de papier ou de matière textile qui recou vrent les conducteurs; l'ensemble est enfermé dans une gaine protectrice en plomb.
Malgré toutes les précautions, l'impré gnation du papier ou du tissu n'est jamais parfaite et il reste des petites bulles de gaz occluses. Lorsque pendant le fonctionnement la température du câble s'élève, la matière d'imprégnation augmente de volume, le tuyau de plomb se dilate et se déforme, les bulles de gaz diminuent de volume ou sont dissoutes dans le mélange isolant. Quand le câble tra vaille ensuite à basse température, la matière isolante se contracte, les espaces occupés par les bulles de gaz augmentent de volume. Sous l'effet du champ électrique, des effluves gazeux prennent naissance dans ces espaces et occasionnent des échauffements locaux ou des carbonisations du papier qui peut provoquer à la longue la rupture complète du diélec trique.
Le câble faisant l'objet de la présente in vention et qui comporte au moins un conduc teur à isolant imprégné est caractérisé par la combinaison de l'isolant imprégné du câble avec une couche de matière isolante fluide permettant de maintenir l'isolant du câble à l'état de remplissage parfait avec la matière d'imprégnation, quels que soient les variations de température et le coefficient de dilatation de la matière d'imprégnation employée. Dans ce but, des moyens d'accumulation de matière isolante fluide sont prévus à la périphérie de l'isolant imprégné du conducteur, lesdits moyens permettant de maintenir une certaine quantité de matière isolante fluide au con tact et autour de l'isolant imprégné tout le long du câble.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un câble à un seul conducteur; La fig. 2 en est une coupe transversale; La fig. 3 est une coupe analogue d'une variante; La fig. 4 est une coupe transversale d'un câble à conducteurs multiples.
Dans le câble représenté aux fig. 1 et 2 du dessin, 1 représente le conducteur, 2 re présente l'isolant de celui-ci, qui peut être en papier ou toute autre matière isolante et qui enveloppe le conducteur; 3 représente une hélice à pas allongé enroulée sur l'iso lant 2, lequel est imprégné d'une matière iso lante, comme cela est bien connu, et 4 repré sente des évidements ménagés entre les spires desserrées de l'hélice 3, tandis que 5 repré sente la gaine protectrice en plomb formant l'enveloppe extérieure du câble. Les évi dements 4 formant canaux reçoivent et per mettent de maintenir une couche de matière isolante fluide dans l'espace compris entre l'isolant 2 et la gaine -de plomb 5.
Comme matière isolante à charger dans ces évide ments, on peut employer par exemple de l'huile. Les moyens servant ainsi à l'accu inulation de matière isolante fluide autour de l'isolant imprégné 2 maintiennent non seulement l'imprégnation parfaite de celui-ci, mais ils sont en même temps établis en vue, d'une part, de diminuer la capacité entre le conducteur et la gaine de plomb et, d'autre part, de rendre le gradient de potentiel au voisinage du conducteur plus faible que si tout l'espace existant entre le conducteur et la gaine de plomb était simplement occupé par du papier imprégné, ces deux résultat: étant obtenus du fait que la couche de ma tière isolante fluide a une capacité inductive spécifique plus faible que celle d'une couche de même épaisseur de papier imprégné de -ette matière.
Il est clair que sans sortir du cadre de l'invention, on peut atteindre le résultat si gnalé soit au moyen d'une hélice de papier, carton, jute, toit, ou autre substance non conductrice de l'électricité formant surépais- seur sur l'isolant ?, soit en recouvrant l'iso lant 2 de rubans de molleton ou tissu en fils de papier ou de jute, de manière à enfermer dans les pores ou mailles du tissu utilisé une quantité de matière isolante fluide suf fisante. Cette matière isolante fluide peut d'ailleurs se déplacer à travers le tissu et dans les évidements ménagés entre les spires des rubans, dans le sens de la longueur du câble.
L'hélice 3 peut aussi être constituée par une matière conductrice de l'électricité ou bien les évidements peuvent être obtenus en donnant à la surface intérieure de la gaine de plomb une forme à nervures telle que celle représentée dans la variante de la fig. 3, cette forme étant obtenue simplement en don nant au poinçon dans la presse à plomb un relief correspondant aux creux de la gaine. Dans cette figure, 1 représente également. le conducteur, 2 l'isola.nt, 3 les nervures inté rieures de la gaine de plomb, 4 les évide ments ou creux remplis d'huile ou autre ma tière isolante fluide, 5 la, gaine de plomb.
La fig. 4 représente la coupe d'un câble à conducteurs multiples, qui sont au nombre de trois. Dans cette figure, les mêmes chif fres ont la même signification que ceux de de la fig. 1.
Pendant le fonctionnement du câble, on met en communication les évidements indi qués en 4 sur les figures précédentes avec un réservoir plein de matière isolante fluide. Ce réservoir peut être placé à une certaine hauteur au-dessus du point le plus haut du câble ou bien son contenu peut être soumis à une pression, de façon à, ce que les évi dements ou moyens d'accumulation du _ cible restent continuellement chargés de matière isolante fluide.
La pression peut d'ailleurs être portée à une valeur aussi élevée que le permet la ré sistance mécanique de la gaine de plomb, ce qui a. pour effet de faire travailler l'isolant sous pression. Il est connu que la rigidité diélectrique d'un isolant augmente en fonction de la pression à laquelle il est soumis.
La liaison du câble avec le réservoir de matière isolante peut être assurée soit datas les boites d'extrémité, soit dans les boîtes de jonction. A cet effet, les boîtes d'extrémité doivent être prévues rigoureusement étanches et munies d'un ajutage permettânt de les relier au réservoir.
Dans les boîtes de jonction, la circula tion de la matière isolante fluide se fait entre le câble et les parois des boîtes. Si la cana lisation est très longue, on peut disposer de place en place des réservoirs communiquant avec les boîtes de jonction au moyen d'aju tages analogues à ceux des boîtes d'extré mité.
Electric cable for high voltage. Electric cables for transporting energy with one or more conductors insulated with impregnated paper or impregnated textile materials are generally manufactured by impregnating the layers of paper or textile material which cover the conductors with insulating material; the whole is enclosed in a protective lead sheath.
Despite all the precautions, the impregnation of the paper or the fabric is never perfect and small gas bubbles remain occluded. When the temperature of the cable rises during operation, the impregnation material increases in volume, the lead pipe expands and deforms, the gas bubbles decrease in volume or are dissolved in the insulating mixture. When the cable then works at low temperature, the insulating material contracts, the spaces occupied by the gas bubbles increase in volume. Under the effect of the electric field, gaseous effluvia originate in these spaces and cause local heating or carbonization of the paper which may over time cause the complete rupture of the dielectric.
The cable which is the subject of the present invention and which comprises at least one conductor with impregnated insulation is characterized by the combination of the insulation impregnated with the cable with a layer of fluid insulating material making it possible to maintain the insulation of the cable at the perfect filling state with the impregnation material, whatever the temperature variations and the expansion coefficient of the impregnation material used. For this purpose, means for accumulating fluid insulating material are provided at the periphery of the impregnated insulation of the conductor, said means making it possible to maintain a certain quantity of fluid insulating material in contact with and around the impregnated insulation throughout. along the cable.
The appended drawing represents, by way of example, several embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is a longitudinal section of a single conductor cable; Fig. 2 is a cross section thereof; Fig. 3 is a similar section of a variant; Fig. 4 is a cross section of a multiple conductor cable.
In the cable shown in fig. 1 and 2 of the drawing, 1 represents the conductor, 2 re presents the insulation thereof, which may be made of paper or any other insulating material and which envelops the conductor; 3 shows an elongated pitch propeller wound on the insulator 2, which is impregnated with an insulating material, as is well known, and 4 shows recesses made between the loose turns of the propeller 3, while 5 represents the protective lead sheath forming the outer casing of the cable. The recesses 4 forming channels receive and make it possible to maintain a layer of fluid insulating material in the space between the insulator 2 and the lead sheath 5.
As the insulating material to be loaded into these recesses, for example oil can be employed. The means thus serving to accumulate fluid insulating material around the impregnated insulation 2 not only maintain the perfect impregnation thereof, but they are at the same time established with a view, on the one hand, to reducing the impregnation thereof. capacity between the conductor and the lead sheath and, on the other hand, to make the potential gradient in the vicinity of the conductor lower than if all the space existing between the conductor and the lead sheath were simply occupied by impregnated paper , these two results: being obtained from the fact that the layer of fluid insulating material has a lower specific inductive capacity than that of a layer of the same thickness of paper impregnated with this material.
It is clear that without departing from the scope of the invention, the desired result can be achieved either by means of a propeller of paper, cardboard, jute, roof, or other non-electrically conductive substance forming excess thickness on the insulation? or by covering the insulation 2 with ribbons of fleece or fabric made of paper or jute son, so as to enclose in the pores or meshes of the fabric used a sufficient quantity of fluid insulating material. This fluid insulating material can moreover move through the fabric and in the recesses formed between the turns of the tapes, in the direction of the length of the cable.
The propeller 3 can also be made of an electrically conductive material or the recesses can be obtained by giving the inner surface of the lead sheath a ribbed shape such as that shown in the variant of FIG. 3, this shape being obtained simply by giving the punch in the plumb press a relief corresponding to the hollows of the sheath. In this figure, 1 also represents. the conductor, 2 the insulator, 3 the internal ribs of the lead sheath, 4 the recesses or hollows filled with oil or other fluid insulating material, 5 the lead sheath.
Fig. 4 shows the section of a cable with multiple conductors, of which there are three. In this figure, the same numbers have the same meaning as those of fig. 1.
During operation of the cable, the recesses indicated at 4 in the previous figures are placed in communication with a reservoir full of fluid insulating material. This reservoir may be placed at a certain height above the highest point of the cable or its contents may be subjected to pressure, so that the recesses or means of accumulation of the target remain continuously charged. of fluid insulating material.
The pressure can moreover be brought to a value as high as the mechanical resistance of the lead sheath allows, which has. the effect of making the insulation work under pressure. It is known that the dielectric strength of an insulator increases as a function of the pressure to which it is subjected.
The connection of the cable to the insulating material tank can be ensured either in the end boxes or in the junction boxes. For this purpose, the end boxes must be strictly sealed and fitted with a nozzle allowing them to be connected to the reservoir.
In the junction boxes, the flow of fluid insulating material is between the cable and the walls of the boxes. If the pipe is very long, it is possible to have space in place for reservoirs communicating with the junction boxes by means of fittings similar to those of the end boxes.