CH147915A - Câble électrique à haute tension et procédé pour sa fabrication. - Google Patents

Description

  Câble électrique à haute tension et procédé pour sa fabrication.    L'expérience a montré que, dans les câ  bles électriques dont l'isolement comporte un  corps solide isolant, du papier par exemple,  imprégné -de matière isolante, les points fai  bles à l'égard de la disruption électrique  sont constitués essentiellement par les parties  de l'isolement imparfaitement imprégnées  et présentant des vacuoles; celles-ci, qui peu  vent se former dans n'importe quelle partie  de l'isolement, contiennent des gaz plus ou  moins raréfiés; elles constituent des     points     faibles qui amorcent le percement de l'isole  ment; leur complète élimination, soit en  cours de fabrication, soit après pose du câble  est très difficile.  



  Comme cela est connu, la rigidité -diélec  trique des gaz augmente avec la pression et  l'utilisation de cette propriété a déjà été  proposée pour la fabrication -de câbles élec  triques à haute tension avec gaine protec  trice souple, .dont le ou les conducteurs- sont,  par rapport à cette gaine, maintenus en po  sition pratiquement invariable par un corps    solide isolant, les parties de l'espace à l'inté  rieur de la gaine, non occupées par le ou les  conducteurs et par le corps solide isolant,  étant remplies d'un gaz comprimé.  



  On substitue ainsi aux matières isolan  tes d'imprégnation couramment employées  (huiles, résines,     etc.)    un gaz sous pression  remplissant     complètement    toutes les partie-  de l'espace à l'intérieur de la gaine protec  trice -et non occupées par le ou les conduc  teurs et le corps solide isolant. Il est indi  qué de choisir un gaz sec et inerte. La for  mation de vacuoles occupées par des gaz ra  réfiés est exclue et la rigidité électrique de  l'isolement ainsi réalisé est variable à vo  lonté avec la pression du gaz entre des limi  tes étendues; elle peut atteindre des valeurs  élevées capables de résister à de très hautes  tensions.  



  L'isolement est donc constitué par deux  éléments distincts, un élément solide et un  élément gazeux. Le but de l'élément solide  est. double:     maintenir-le    ou les conducteurs      en tout point à une distance de la gaine pro  tectrice pratiquement invariable, et isoler  électriquement ce ou ces conducteurs de     ia     gaine. L'élément gazeux atteint son but en  remplissant complètement tout l'espace non  occupé par l'élément solide entre conducteurs  et naine.  



  La présente invention a pour objet un câ  ble qui se distingue de câbles connus :de ce  genre en ce que le corps solide isolant est  souple et disposé autour du ou des conduc  teurs tout le long de :ceux-ci, de façon que  toute section transversale :du câble rencontre  ce corps solide isolant.  



  L'objet de la présente invention comporte  également un procédé pour la     fabrication    de  ce câble, procédé :d'après lequel le corps so  lide isolant souple est disposé autour du ou  des conducteurs     tout    le long de ceux-ci, de  façon que     toute    section transversale au câ  ble rencontre ce :corps solide isolant, le ou  les conducteurs ainsi revêtus étant ensuite lo  gés dans la gaine protectrice souple, puis le  gaz sous pression .étant introduit dans la  gaine où il vient remplir toutes les parties de  l'espace non occupées par le ou les conduc  teurs et le corps solide isolant.  



  Deux formes d'exécution et plusieurs va  riantes d'un câble selon l'invention sont re  présentées,     schématiquement,    et à titre  d'exemple, au dessin annexé, dans lequel:       Fig.    1 est une coupe transversale d'un  câble unipolaire, et       Fig.    2 une coupe transversale :d'un câble  tripolaire;  Les     fig.    3, 4 et 5 sont des coupes trans  versales partielles d'un câble unipolaire mon  trant chacune une variante d'isolement;       Fig.    d est une coupe longitudinale     d'un     câble unipolaire montrant une quatrième va  riante d'isolement, et       Fig.    7 est une coupe transversale d'un  conducteur de construction spéciale.  



  Dans la première forme :d'exécution       (fig.    1), le câble unipolaire représenté est à       :conducteur    souple 1 formé d'une corde de  cuivre ou d'aluminium ou d'un autre métal  bon conducteur de l'électricité; ce conduc-         teur    est recouvert d'un isolant 2 enroulé en  hélice, et non montré .au dessin, entouré     lui-          même    d'une gaine protectrice souple 3, en  plomb, par exemple, ou en caoutchouc, ou en  plomb allié à un autre métal (antimoine,  étain, etc). Cette gaine est étanche aux gaz  et,. en outre, elle doit être susceptible de sup  porter sans déformation la pression intérieure  du gaz comprimé.

   Pour la rendre plus résis  tante à :cette pression, elle est entourée d'une       ceinture    de renforcement 4 constituée par des  rubans enroulés en hélice superposées, ru  bans en un matériau non     magnétique,    papier,  toile, cuivre, etc., afin d'éviter les pertes par  induction. Pour protéger cette ceinture contre  l'action     destructrice    )des     agents    extérieurs,  elle est à son tour entourée d'un manteau  souple extérieur 5, de même matériau que la  gaine 3, par exemple, Une gaine en alliage de  plomb sera plus résistante _à la pression     qu'en     plomb dur.  



  La gaine 3 et le manteau 5, lorsqu'ils  sont :en plomb, peuvent :être     co:urcircuités     aux jonctions et extrémités de câbles, de sorte  qu'ils sont tous deux au même potentiel, gé  néralement celui de la terre. Dans ce :cas,  la ceinture de renforcement est soumise à     la,     seule     contraite    mécanique résultant de la  poussée du gaz     comprimé.    Par contre, si 3  et 5 sont isolés électriquement<B>l'un</B> de l'autre  aux jonctions et extrémités, :on pourra ap  pliquer la tension totale entre le conducteur  1 et le manteau :de plomb 5;

   la gaine 3 pren  dra un     potentiel    intermédiaire entre     ceux    de  1 et 5 et déterminé par les     caractéristiques          physiques    du     câble;    la ceinture :de .renforce  ment 4 sera ainsi soumise en outre à la con  trainte électrique due au champ électrosta  tique régnant entre les deux     parties    métalli  ques 3 et 5. Cette ceinture sera de préférence  constituée par du papier imprégné d'huile  ou d'enduit de câble à base d'huile et de ré  sine.  



  Dans la seconde forme d'exécution       (fig.    2), le câble tripolaire représenté     com-          porte    trois conducteurs souples 1 recouverts  chacun .d'un isolant 2 enroulé en hélice et  non montré au dessin, conducteurs tordus en-      semble à la manière connue; la corde à trois  torons ainsi réalisée est entourée elle-même  d'une gaine souple 3 en plomb (ou autre     ma-          téiiau)    recouverte à son tour d'une ceinture  de renforcement 4 jouant aussi le rôle de  manteau extérieur -de protection.

   Dans ce  cas, la ceinture peut être     constituée    par des  rubans métalliques; elle n'aura ici à suppor  ter que la pression .du gaz et ne sera pas  soumise à une contrainte électrique.  



  Dans les trois variantes montrées aux       fig.    3, 4 et 5, le corps solide isolant 2 est  constitué:  En     fig.    3, par des couches de papier plat  6 superposées -et appliquées directement les  unes     -sur    les autres;  En     fig.    4, par des couches de papier plat  6 superposées -et alternant avec des couches  de papier ondulé ou gaufré 7;  En     fig.    5, par des couches de papier plat  6     superposées    et alternant avec des couches  de ficelles 8 en papier (ou tubes ou tresses,  etc.).  



  Ces diverses couches sont, -dans le même  câble, .enroulées alternativement dans un  sens ou dans l'autre, soit par couches ou par  groupes de couches.  



       La,    quatrième variante d'isolement mon  trée en     fig.6    ne comporte que     des-couches    de  ficelles 8 (ou tubes ou tresses,     etc.),enrou-          lées    les unes sur les autres, les spires de la  même couche n'étant pas jointives les unes  aux autres, afin -de .donner moins de volume  au corps isolant.  



  D'autres formes que celles montrées par  le dessin peuvent être données au corps so  lide isolant et     les    spires d'une même couche  peuvent être plus ou moins .serrées les unes  contre les autres. Dans toutes ces formes  d'exécution il y a interpénétration intime  entre ces deux éléments, solide et gazeux, de  l'isolant.  



  Le ou les conducteurs peuvent être cons  titués par des brins massifs ou par .des cordes  formées de fils tordus en hélices à la façon  ordinaire, ou par des tuyaux souples,     ouï     comme le montre la     fig.    7; par une corde  dans laquelle un canal intérieur est ménagé    au moyen d'une     hélice    9 autour de laquelle  les brins sont enroulés. Cette dernière façon  de faire a pour but d'augmenter artificielle  ment le diamètre extérieur du     conducteur     pour réduire le gradient de potentiel et     faei-          liter        l'introduction    et la pénétration du gaz  comprimé dans toute l'étendue du câble.

   Le  canal peut être réalisé par un fil ou un ru  ban tordu en hélice, ou par un tube per  foré, etc.  



  Lorsque le volume de l'élément solide de  l'isolement .est relativement faible par rap  port au volume total de l'isolement, il est  indiqué d'utiliser des conducteurs particuliè  rement souples, par exemple des cordes à  grand nombre de fils fins, afin que par la  manipulation du câble, courbes de celui-ci,  etc., la pression exercée par la corde sur  l'élément solide ne soit pas suffisante pour  déformer cet élément; le maintien du ou     d@,.@s     conducteurs en position invariable sera ainsi  mieux assuré.  



  Les formes d'exécution du câble selon  l'invention peuvent différer des formes d'exé  cution et variantes -décrites et représentées,  par exemple, par le nombre, la forme -et     1;t.     disposition des conducteurs, par la constitu  tion, la forme et la     disposition    des diverses  parties de l'élément solide de l'isolement, par  la constitution, la forme et la disposition des  diverses parties de la ceinture de renforce  ment, etc., et, d'une manière générale, par le  nombre, la forme, la constitution et la -dispo  sition des diverses     parties    du câble.  



  Dans la pratique, le procédé selon l'inven  tion pourra comporter, par exemple, les opé  rations successives suivantes: câblage du ou  des conducteurs, directement par tordage des  brins ou par tordage des brins autour d'une  âme creuse, recouvrage du ou des conduc  teurs par le corps solide isolant, câblage<B>î</B>     d>.-,     conducteurs ainsi recouverts, dans le cas  d'un câble     multipolaire,        desséchage    du corps  solide isolant en étuve à chaud et par le  vide, pressage de la gaine protectrice de  plomb, recouvrage de cette gaine par la       ceinture        protectrice    -de renforcement, éven  tuellement     desséchage    de cette ceinture et      imprégnation,

   pressage du manteau de plomb  extérieur, pose du câble et introduction du  gaz comprimé dans le câble.  



  Les opérations ci-dessus peuvent différer  dans leur nombre et leur succession et d'au  tres peuvent y être ajoutées suivant le type  de câble à fabriquer.  



  La pression du gaz comprimé imprégnant  le ,câble peut, en cours d'exploitation, être  maintenue constante ou être variée à volonté,  et cela suivant les cas considérés, et la pres  sion se propage tout. le long du câble par les  espaces libres non solides qui se trouvent ré  partis tout au long de la gaine protectrice,  tant     entre    les     parties    du corps .solide isolant  et dans la contexture même de .celui-ci que  dans le ou les     conducteurs.  

Claims (1)

1. REVEND1CATION S I Câble électrique à haute tension compor tant une gaine protectrice souple et dont le ou les conducteurs sont, par rapport à cette gaine, maintenus en position pra tiquement invariable par un corps solide isolant, les parties de l'espace à- l'inté rieur de la gaine non occupées par le ou les conducteurs -et par le corps solide iso lant, étant remplies d'un gaz comprimé, câble caractérisé ente que le corps solide isolant est souple et disposé autour,du ou des conducteurs tout le long de ceux-ci, -de façon que toute section transversale au câble rencontre ce corps solide isolant.

   II Procédé pour la fabrication du câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps solide isolant souple est disposé autour du ou des conducteurs tout le long de ceux-ci, de façon que toute sec tion transversale: au câble rencontre ce corps solide isolant, le ou les conducteurs ainsi revêtus étant ensuite logés dans la gaine protectrice souple, puis le gaz sous pression étant introduit dans la gaine où il vient remplir toutes les parties de l'es pace non occupées par le ou les conduc teurs et le corps solide isolant. SOUS-REVENDICATION S .

   1 Câble selon la revendication I, caractérisé par une ceinture de renforcement recou vrant la gaine protectrice souple dans le but de mettre cette dernière en mesure de résister sans déformations à la poussée intérieure du gaz comprimé. 2 Câble selon la sous-revendication 1, ca ractérisé en ce que la ceinture de renfor cement comporte un ou plusieurs rubans enroulés en hélices autour de la gaine. 3 Câble selon la sous-revendication '2, caractérisé en ce que le ou les ruban que comporte la ceinture de renforcement sont en papier. I Câble selon la sous-revendication 3, ca ractérisé en ce que le. ou les rubans de papier que comporte la ceinture de ren forcement sont imprégnés d'une matière électriquement isolante.

   5 Câble selon la sous-revendication 1, ca ractérisé par un manteau souple de pro tection recouvrant la ceinture -et destiné à protéger cette dernière contre l'action des agents extérieurs. 6 Câble selon la sous-revendication 1, ca ractérisé en ce que la ceinture de renfor cement comporte une ou des couches mé talliques. c Câble selon la sous-revendication 5, ca ractérisé en ce que la gaine et le man teau sont en un métal souple. 8 Câble selon la revendication I, caracté risé en ce que le corps solide isolant com porte des éléments souples enroulés -en hé lices autour du ou des conducteurs.

   9 Câble selon la sous-revendication 8, ca ractérisé en .ce que les éléments souples du corps solide isolant sont en papier et enroulés les uns sur les autres. 10 Câble selon la sous-revendication 9, ca ractérisé en ce que les éléments souples du corps solide isolant sont des rubans de papier plats, tel que représenté à la fig. 3 du dessin annexé. 1.1. Câble selon la sous-revendication 9, ca- ract6risé en ce que les éléments souples du corps solide isolant sont des rubans de papier alternativement plats et ondulés ou gaufrés, tel que représenté à la fig. 4 du dessin annexé.

   12 Câble selon la sous-revendication 9, ca ractérisé en ce que les éléments souples du corps solide isolant comportent des rubans de papier plats et des ficelles de papier, les rubans alternant par couches avec les ficelles, tel que représenté à la fig. 5 du dessin annexé. 13 Câble selon la sous-revendication 9, ca ractérisé en ce que les éléments souples du corps solide isolant comportent des ru bans de papier plats et des tresses de pa pier, les rubans alternant par couches avec les tresses. 14 Câble selon la sous-revendication 9, ca ractérisé en ce -que les, éléments souples du corps isolant solide comportent des rubans de papier plats et -des tubes de papier, les rubans alternant par couches avec les tubes.

   15 Câble selon la revendication I, caracté risé en ce que le corps solide isolant com porte des ficelles de papier enroulées par couches les unes sur les autres, tel que représenté à la fig. 6 du dessin annexé. 16 Câble selon la sous-revendication 10, ca ractérisé en ce que les rubans de papier sont enroulés dans le même sens. 17 Câble selon la sous-revendication 10, ca ractérisé en ce que les rubans .de papier sont enroulés tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre. 18 Câble selon la revendication I, caracté risé en -ce que le ou les conducteurs sont constitués par des cordes comportant un grand nombre de fils fins, dans le but de donner une grande souplesse aux conduc teurs.

   19 Câble selon la revendication I, caracté risé en ce que le ou les conducteurs pré sentent une âme creuse autour de la quelle sont enroulés les fils que compor tent le ou les conducteurs, dans le but de faciliter la propagation de la pression tout le long du câble.