Câble électrique. Ainsi qu'il est bien connu, dans les câbles à haute tension appartenant au type actuel recouvert d'une enveloppe de plomb avec pa pier isolant, la présence d'espace clos renfer mant de l'air ou des gaz présente de sérieux inconvénients en raison du danger de voir cette masse gazeuse devenir ionisée dans le cas des hautes tensions électriques, ce qui peut entraîner la rupture du diélectrique.
Avec le procédé habituel d'imprégnation, selon lequel le câble, préalablement revêtu ,de papier, est séché et imprégné d'huile ou de composition isolante qui sera, par la suite, appelée ,,compound", opération effectuée dans le vide, on sait qu'il est impossible d'é liminer entièrement la masse d'air ou de gaz.
En outre, ce procédé impose des limites relativement faibles à la viscosité du com- pound, de manière à permettre à ce corps -de pénétrer dans les parois -du -diélectrique.
Lorsque le .câble est -de fabrication ré cente, l'air ou le gaz restant est, en général, finement divisé et uniformément distribué sous forme -de très petites bulles ou bien en solution dans le compound imprégnant le diélectrique et les dimensions -des espaces confinés sont telles que le gaz ne peut pas être ionisé tant qu'on n'applique pas des ten sions beaucoup plus importantes que celles qui correspondent @à la tension appliquée en service normal. Par contre, lesdites dimen sions sont susceptibles d'être modifiées par retrait après échauffement du câble, et il en résulte -que l'ionisation peut ensuite se pro duire pour -des tensions électriques moins élevées.
Ce retrait est rendu possible par la na ture du compound utilisé dans le procédé d'imprégnation, compound qui est nécessaire pour assurer la pénétration dans l'isolant, ainsi qu'on l'a vu plus haut.
D'autre part, si on s'efforce de pousser plus loin l'imprégnation, de manière :à ré duire de beaucoup la masse de gaz résiduel emprisonnée, la dilatation du compound n'étant pas compensée par la compression -du gaz dans le diélectrique, agit sur la gaine de plomb par suite -du -chauffage du câble lors que ce dernier est en charge. De cette ma nière, lorsque le câble se refroidira, il tendra à se former, dans le diélectrique, des espaces contenant un gaz à basse pression susceptible d'être ionisé au cours du fonctionnement nor mal .du câble.
Dans le but de remédier à ces inconvé nients -dus à la -dilatation -de la gaine de plomb et (ou) à l'accumulation de gaz, phé nomènes provoquant, en service normal, -des conditions favorables à l'ionisation -du gaz emprisonné dans un diélectrique en papier imprégné, on a prévu, conformément à la pré sente invention, un câble dans lequel on a établi, pour le gaz qui se trouve à l'intérieur de la couche isolante -des espaces -dont les di mensions sont déterminées et sont sensible ment invariables, et le gaz est continuelle ment maintenu sous une pression sensible ment inférieure à,
la pression atmosphérique. Ainsi qu'il est bien connu, à chaque épaisseur d'un espace rempli de gaz correspond une pression critique :d'ionisation au-dessous -de laquelle -on voit augmenter rapidement la ten sion d'ionisation.
Dans le cas actuel, si on tient compte des dimensions des espaces rem plis .de gaz, la pression choisie pour le gaz est si faible que ce gaz n'est pas ionisable au cours du fonctionnement normal -du câble. Cette pression est réglée -de manière qu'elle soit inférieure à la pression critique corres pondant à la plus grande .dimension radiale de l'un quelconque -des espaces remplis de gaz existant dans le câble.
Pour établir les dimensions -des espaces remplis -de gaz, au cours du guipage des cou- cbes de papier, lesdits espaces sont détermi nés au point de vue radial d'après l'épaisseur du papier et au point de vue longitudinal d'après l'espacement des enroulements de cha que couche. On s'arrange pour que les es paces compris entre les enroulements de pa pier ne contiennent pas (ou presque pas) -de compound à l',état libre, c'est-à-dire pour que le compound soit retenu dans le papier et à la surface -de ce papier.
Au cours de la préparation du papier im- prégà16 destiné à la fabrication d'un câble, ce papier est (avant d'être appliqué sur le con ducteur) imprégné -l'une composition isolante appelée ,;compound" ayant un point de soli dification suffisamment élevé pour assurer, jusqu'à une température supérieure au maxi mum atteint en oervice normal, le maintien de la stabilité physique,de ce papier impré gné.
L'imprégnation peut être effectuée, par exemple, conformément au brevet britan nique no 318647 ou au brevet britannique no<B>373697.</B>
On peut, en plus de l'imprégnation, mu nir le papier d'une pellicule lubrifiante. Cette pellicule .est appliquée de préférence sur un seul côté -du papier et elle a une très faible épaisseur. Elle peut,-par exemple, .être com posée d'une substance enduite -d'une gelée,de pétrole ayant une forte viscosité et un point de solidification élevé.
Le traitement d'imprégnation -du câble est complété par les opérations, effectuées sur le papier, comme il vient d'être -décrit. Il n'y a pas lieu d'ajouter encore ,du compound, soit pendant le guidage -du papier, soit après la pose du papier diélectrique.
Le dessin annexé montre schématique ment un exemple d'exécution du câble con forme à la présente invention, la fig. 1 repré sentant une section transversale et la fig. <B>9 -</B> une section longitudinale.
Dans ce câble, le conducteur 1 est recou vert -l'un mince ruban métallique (ou feuille) 2 et il est enveloppé découches de bandes de papier désignées par les chiffres 3, 4 et 5 sur le dessin. A l'extérieur de ce diélectrique se trouve une couche métallisée 6 qu'il est pré férable de perforer et sur laquelle on appli que la gaine de plomb 7. 4n applique encore, à l'extérieur de cette gaine, un ruban métal lique de renforcement 8 et le tout est protégé, suivant le procédé habituel, par des couches d'étoffe imprégnée 9.
Le ruban métallique 2, le papier métal lisé 6, le ruban -de renforcement 8 et les cou- ches d'étoffe 9 seront montés, comme d'habi- tube, sous forme hélicoïdale. Ce détail n'est pas visible sur le dessin.
Le mince ruban métallique 2, monté sur le conducteur 1, a pour fonction bien connue de réduire localement les tensions électriques et on obtient ainsi, pour la couche diélectri que, une surface intérieure cylindrique bien définie. Au lieu d'utiliser ce ruban, on peut obtenir le résultat désiré en conformant les fils constituant la partie périphérique du conducteur (soit avant, soit après le toron- nage), de manière à donner au conducteur une surface extérieure lisse. On peut utiliser, Ù, titre de variante, un tube fin en plomb re couvrant le conducteur.
On verra. sur le dessin -comment on à figé les dimensions des espaces 10 remplis de gaz entre les spires adjacentes en papier; ces di mensions ont été déterminées: 10 d'après l'espacement mutuel des spires de papier; 20 d'après l'épaisseur du papier.
La première condition détermine la lar geur (sens longitudinal du câble) et la. deuxième -condition détermine la hauteur ra diale de ces espaces clos. Le ruban métalli que 2 constitue, -du -côté intérieur du câble, la surface limitant les espaces remplis de gaz les plus rapprochés de l'axe -du câble. La. couche de papier métallisé 6 forme, vers l'extérieur du câble, la surface limitant les -dits espaces les plus éloignés de l'axe du câ ble. On comprendra que toute masse ga zeuse pouvant se trouver emprisonnée entre la couche de papier métallisé 6 et la gaine -de plomb 7 ne sera pas. soumise à la tension électrique.
La même remarque s'applique aux masses gazeuses situées entre le ruban 2 et les fils du conducteur 1, ainsi qu'à l'inté rieur de ce conducteur.
D'après la précédente description ,d'un câble à un seul noyau, on saisira facilement comment la présente invention peut être étendue aux -câbles possédant plusieurs noyaux. Il est entendu que les précautions prises pour s'assurer de l'absence de com pound à l'état libre doivent s'étendre au ma- tériel utilisé pour les matières -de remplissage comprises entre les noyaux (lorsque celles-ci sont imprégnées) ainsi qu'à toute ceinture iso lante susceptible d'être utilisée en supplé ment pour l'isolement des différents noyaux.
On peut déterminer à l'avance avec pré cision les alvéoles de gaz formées entre les spires adjacentes de chaque couche de papier imprégné (couche appliquée sous forme héli coïdale) en choisissant pour le papier une épaisseur convenable et en disposant en quin conce les différentes couches, -de telle sorte qu'aucun -des espaces hélicoïdaux ne soit di rectement superposé à un autre. Cette -der nière condition peut être satisfaite, par exem ple en enroulant les couches de papier im prégné sur le câble au moyen d'une machine ,du type dans lequel le câble tourne;
les par ties supérieures d'où le papier est débité sont fixes et les positions relatives des rubans (le papier peuvent être maintenues avec préci sion et surveillées d'une manière permanente.
Toutefois, il est entendu qu'on ne doit pas effectuer dans le cas actuel l'immersion du câble, dans le compound, pendant l'opéra tion d'enroulement. Les rubans de papier sont enroulés dans le câble dans l'air qui est maintenu, de préférence, au-dessous du de gré d'humidité normale et le câble est ensuite enveloppé d'une gaine de plomb ou d'un al liage de plomb; on peut renforcer cette gaine. pour la protéger contre les agents extérieurs. Ensuite, l'air emprisonné dans le diélectrique, air principalement localisé dans les espaces clos établis entre les spires -de papier, est évacué, ainsi que le restant de l'air contenu dans le câble; on peut pousser cette évacua tion jusqu'à la quantité désirée.
L'air ainsi évacué peut être remplacé par un gaz inerte, par exemple l'azote, l'anhydride carbonique, l'hélium, le néon ou tout autre gaz appro prié. L'évacuation de l'air et le remplissage du gaz peuvent être facilités au moyen de remplissages et d'évacuations successives de ce gaz dans le câble et en chauffant le câble d'une manière intermittente ou d'une manière continue, ce chauffage étant obtenu soit par des moyens extérieurs, soit par le passage du courant dans le ou les conducteurs, soit par ces deux procédés. Dans tous les cas, l'opéra tion finale consiste à vider le câble de ma nière à obtenir la basse pression .désirée, le câble ayant été scellé à ses extrémités. dans le but d'empêcher une entrée d'air ou de gaz.
Le choix des dimensions radiales des es paces remplis .de gaz et le choix de la pres sion -du gaz dépendront -d'un certain nombre de conditions. Toutefois, il est généralement avantageux -d'établir avec de faibles dimen sions radiales, par exemple de 0,038 mm, les espaces. remplis de gaz situés à la surface du conducteur.
En augmentant l'épaisseur -des couches de papier s'étendant depuis le conducteur vers l'extérieur, on peut égale ment augmenter les dimensions radiales des espaces remplis de gaz, de manière à bénéfi cier -du fait que le gradient de potentiel di minue à mesure qu'on s'éloigne de la surface du conducteur vers l'extérieur. Avec de telles dimensions et avec une pression absolue de l'ordre de 10 mm de mercure, on peut réali ser -des conditions permettant d'appliquer une très forte tension électrique sans provo quer l'ionisation.<B>Il</B> est entendu que les chiffres précités sont donnés seulement à titre d'exemple.
Dans aucune -des conditions normales de fonctionnement -du câble, la pression interne ne doit dépasser la pression atmosphérique externe. La dilatation, -du diélectrique solide, qui peut se produire, est compensée par une variation relativement faible de la pression régnant dans les espaces remplis de gaz. De cette manière, aucune dilatation de la gaine ne peut se produire et aucun renforcement de ladite gaine n'est nécessaire à cet effet.