CH169463A - Accessoire pour câble électrique à haute tension. - Google Patents

Description

Aceessoire pour cäble eleetrique ä haute tension. La eonstruction des accessoires pour cäbles electriques ä haute tension presente de Bran des difficultes lorsque Fon aborde 1e domaine de la tres haute tension. Comme cela est connu, la repartition du champ electrique est tres irreguliere ä la surface des accessoires, egtremites, traversees, etc.; la majeure Partie du champ se rassemble au voisinage du col- lier de figation qui est relie ä la terre, tandis que 1'intensite du champ 1e long des autres Parties de la surface est relativement faible. En outre, d'un modele d'accessoire ä un autre, de meme forme mais plus Brand, la r6parti- tion du champ devient toujours plus d6favo- rable.

0n peut obtenir une ame1ioration de cette repartition en introduisant, ä la maniere con- nue, des couches metalliques dans 1e dielec- trique. Par 1'application de ce principe an peut realiser une repartition reguliere du champ 1e long des surfaces, ainsi qu'une con- trainte electrique reguliere dans la direction radiale.<B>11</B> est alors possible de maintenir les dimensions des accessoires pour haute tension entre les limites pratiquement admissibles.

Mais 1'introduction de couches metalliques dans des corps isolants entraine aussi avee elle de Brands inconvenients. Une forte con- centration du champ electrique se produit sur les Bords des couches, ce qui peut facilement soumettre 1e materiau isolant ä une con- trainte egcessive. C'est un fait reconnu que; dans des traversees ä couches metalliques, designees par 1e terme travers6es-condensa- teurs, il se produit frequemment des claques emanant des Bords des couches metalliques. Un autre desavantage consiste en ce que la distance entre des points faibles, repartis dans 1e materiau isolant, peut eire dange- reusement raccoureie par les couches metal- liques. Pour ces raisons, la construction d'egtremites, de traversees et autres acces- soires ä couches metalliques pour cäbles ä haute tension, est liee ä de Brandes diffi- cult6s, et 1'on n'est jamais certain d'eviter les malfacons.. Il a dejä ete propose d'utiliser des couches de materiau semi-conducteur ä la place de couches metalliques, par exemple du Papier graphite ou materiau analogue. En regard des coudhes metalliques, les couches semi- conductrices presentent 1'avantage de reduire 1'effet des pointes, mais, par contre, 1e des- avantage important de produire un echauffe- ment, par suite des courants de charge. Cet echauffem.ent peut depasser les limites admis- sibles specialement pour les hautes tensions. Comme il est impossible d'amener la conduc- tibilit6 des matieres semi-conductrices exac- tement ä une valeur desiree, et, d'autre Part, comme cette conductibilite depend beaucoup de la temperature, an est toujours expose au danger d'un echauffement excessif. En outre, les couches semi-conductrices perdent toujours beaucoup de leur efficacite avec 1'augmenta- tion de la frequence; aux tres hautes fre- quences un semi-conducteur se comporte pra- tiquement comme un non conducteur, et 1'ac- tion sur la configuration du champ est annulee. La presente invention a pour but de re- aliser une construction reunissant tous les avantages des couches metalliques et semi- conductrices, et qui, en meme temps, evite leurs desavantages. L'invention a pour Base 1e raisonnement suivant: Dans les etudes @d'extremites, an est parti jusqu'ici de la notion de capacite; mais cette notion de capacite est une notion secondaire qui, par certaines methodes de calcul, se de- duit des formules generales de 1'electro-dyna- mique. Si 1'on remonte ä la conception que Fon se fait en principe du champ, an peut envisager comme effet essentiel dune couche metallique 1e fait que les lignes de force sont contraintes ä etre normales ä la surface de cette couche. 0n peut endeduire que la meme action sur la configuration du champ peut eire obtenue par des couches non metalliques si celles-ei sont constituees de telle sorte que, sous leur action, les lignes de force sont äpproximativement normales ä la surface de la couche. Il y a encore, en principe, une autre pos- sibilit6 d'influencer la repartition du. champ dans les extremites et les traversees ou autres accessoires, pour laquelle les proprietes des conducteurs n'entrent pas en consideration. Si 1'on enrobe un corps ä tres haute cons- tante dielectrique dans un milieu ä constante dielectrique moindre, 1e champ electrique est contraint ä eviter 1e corps RTIID="0002.0274" WI="12" HE="4" LX="1639" LY="527"> enrobe; un isolant ä constante dielectrique infiniment grande se comporterait ä 1'egard de la conformation du champ exactement comme un conducteur elee- trique, c'est-ä-dire que 1e champ electrique ne penetrerait pas dans cet isolant et les lignes de force seraient normales ä, sa sur- face. La Penetration du champ dans 1e corps dielectrique ä constante dielectrique elevee est mesuree par 1e quotient

dans lequel Xi est la constante dielec- trique du milieu enrobant et 22 est la constante dielectrique du milieu enrobe (voir par exemple: Abraham "Theorie der Elektrizität", neu bearbeitet von R. Becker, volume <B>1/1930,</B> Page 77, Verlag von B. G. Teubner, Leipzig und Berlin). Par 1'emploi de couches ä constantes dielec- triques elevees, an obtiendra donc une con- figuration du champ analogue iä, celle obtenue par les couches metalliques ou semi-conduc- trices; 1e champ electrique sera approxima- tivement normal ä la surface des couches. Basee sur les considerations precedentes, la presente invention a pour objet un accessoire pour cäble .electrique ä haute tension Jans 1e materiau isolant duquel est enrobee au moins une couche de materiau non m6tal- lique, caracterise en ce que cette couche non metallique est constituee par un materiau k constante dielectrique notablement plus ele- v6e que celle du materiau isolant enrobant, dans 1e but de donner au champ une forme telle que ses lignes de force soient approxi- mativement normales @ä la surface de la couche. Comme isolant ä constante dielec- trique elevee entre ici en ligne de compte, par exemple, la glycerine dont la constante dielectrique est 56;lorsqu'une couche de gly- c6rine est enrobee dans un isolant dont la constante dielectrique est d'environ 3, 1e quo- tient caracteristique devient environ egal ä. 0,07; en consequence, 1e <B>93%</B> du champ Mea- trique Sera expulse de la glycerine. Au lieu de glycerine. an peut naturellement employer d'autres Corps ä, constante dielectrique elevee, par exemple 1e nitro-benzol dont la constante est de 36,4, la pyridine ä, constante de `?2, etc. Les Couches peuvent, par exemple, etre Ma- blies ä, Faide de rubans, en papier ou autre Corps poreux, impregnes d'un liquide ä haute constante dielecteique; la surface de la couche peut aussi etre recouverte d'un enduit isolant empechant 1e liquide d'impregnati.on de s'echapper de la couche. Il est facile de cons- tater que, par des Couches de materiau dielec- trique, les effets nuisibles des bords sont Aimines dans une beaucoup plus Brande mesure que par des Couches semi-conduc- trices. Comme avantage important il faut encore relever que 1'action des Couches dielee- triques influengant 1e champ est tres loin de dependre de la frequence, tandis que, par contre, avec les Couches semi-conductrices, cette action sur la configuration du champ est tres dependante de la frequence. Cet inconvenient a une tres Brande importance, Car les surtensions auxquelles sont exposes les accessoires ä haute tension affectent, dans la regle, un caractere de haute freqüence.

0n a dej'a, il et vrai, propos6 d'utiliser pour des traversees en ceramique des enduits dielectriques ä, constantes dielectriques autres que Gelle du dielectrique proprement Bit; mais jusqu'ici an ignorait qu'une action favo- rable sur la configuration du champ ne peut etre obtenue que lorsque la constante dielec- trique des enduits est considerablement plus elevee que Gelle du dielectrique environnant; si leur constante dielectrique est inferieure ä Gelle du milieu environnant, la repartition du champ en est meme agravee.

Dans 1'emploi de Couches ä constante dielectrique elevee, si Ces Couches possedent encore une faible conductibilite electrique, cette conductibilite n'a plus d'actioii nuisible ear, sous Faction de la haute constante dielec- trique, 1e champ electrique est chasse de 1'in- terieur des Couches dans de telles proportions csue, malgre la conductibilite, un echauffe- ment ne peut pa,s se produire; an evite ainsi les @degäts qui peuvent se produire avec les Couches semi-conductrices.

Comme des essais Font montre, an peut construire des accessoires qui, quant ä la RTIID="0003.0274" WI="21" HE="4" LX="1045" LY="605"> configuration du champ electrique, sont par- faitement equivalents @ä ceux ä Couches metal- liques et semi-conductrices, mais pour les- quelles les actions nuisibles des Couches me- ta.lliques et semi-conductrices sont eliminees; en comparaison avec les Couches metalliques et semi-conductrices, la contrainte electrique du materiau isolant est fortement reduite, et la sürete contre les claquages extraordinaire- ment augmentee.

Un accessoire selon la presente invention peut eire construit avee des Couches ä cons- tante die1ectrique elevee constituees par un materiau autre que du papier impregne ä 1a, glycerine, ou au nitro-benzol, ou ä la pyridine, ete.

Claims (1)

1. RE VENDICATION Accessoire pour cäble electrique ä haute tension dans 1e materiau isolant duquel est enrobee au moins une couche de materiau non mUallique, caracterise en ce que cette couche non metallique est constituee par un materiau ä constante dielectrique notablement plus elevee que Gelle du maUriau isolant en- robant, dann 1e but de Bonner au champ une forme telle que ses lignes de force soient approximativement normales ä la surface de la couche. SOUS-REVENDICATIONS 1 Accessoire selon la revendieation, carac- teris6 en ce que la coucbe non metallique est constituee par un ruban. Accessoire selon la revendication, caräe- t6ris6, en ce que la couche non metallique comporte un Corps poreux. 3 Accessoire selon la revendication et la sous-revendication 2, caracterise en ce que 1e corps poreux est impregne d'un corps ä constante dielectrique notablement plus elevee que celle du ma-thriau isolant en- robant la couche. 4 Accessoire selon la revendication et les sous-revendications 2 et 3, caracterise en ce que 1e corps poreux est impregne de glycerine. 5 Accessoire selon la revendication et les sous-revendications 2 et 3, caracterise en ce que 1e corps poreux est impregne de nitro-benzol. 6 Accessoire selon la revendication et les sous-revendications 2 et 3, caracterise en ce que 1e corps poreux est impregne de pyridine. 7 Accessoire selon la revendication et la sous-revendication 2, caracterise en ce que 1e corps poreux est du Papier. $ Accessoire selon la revendication et les sous-revendications 2 et 3, caracterise en ce que la couche en materiau non metal- lique est recouverte d'un enduit isolant empechant 1e corps impregnant de s'echap- per du corps poreux.