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Perfectionnement aux installations électriques.
La présente invention se rapporte aux installa- tions électriques à haute tension et plus particulière- ment à leur isolement. L'invnetion a pour objet de réa- liser un dispositif perfectionné pour éviter les déran- gements électriques à travers ou le long de la surface de l'isolant qui sépare le conducteur à haute tension d'une telle installation d'un conducteur à tension plus faible qui l'entoure, et plus particulièrement de réali- ser une construction perfectionnée pour les terminaisons et les jonctions des câbles gaînés. D'autres objets et avantages de l'invention seront mis en lumière ci-après.
Un mode de réalisation de l'invention, choisi pour les besoins de la démonstration, est représenté aux dessins ci-annexée sur lesquels :
La fige 1 est une élévation latérale d'une jonction de câble.
La. :fige 2 est une coupe longitudinale à échelle agrandia de la jonction de câble.,
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la fig. 5 est une coupe transversale de la jonc- tion de câble sensiblement sai¯vInt la ligne Z-6 do. 1.. fig. '.
La fig. 4 est une vue partielle à échelle agran-
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die de là partie centrale da' le. jonction représentée à la fig. 2; enfin
Les figs. 5, 6 et 7, placées bout à bout repréaen-
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tent à. échelle très réduite et de façon Bohématique 1 disposition des parties constitutives de lé gaine iso- lante de la jonction de câble.
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Il y èl longtemps qu'on à reconnu les avantages de la transmission et de la distribution de l'énergie élec-.
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trique sous de hautes tensions.
Les problèmes posée par l'isolement des systèmes à haute tension et notamment par la jonction -et 1 terminaison des câbles gatnde sont devenus tr ès difficiles à résoudre à mesure que la ten-
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sion à augmenté, et de nouveaux problèmes Bù sont posés à. propos de la jonction et de la terminaison des ombles à
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remplissage cthuile. la. présente invention réalise, en- tre autres choses, des construotions perfectionnées pour 1 jonction et 2 terminaison de câbles , haute tension et de câblas â remplissage d'huile.
0> voit aur 2 fige 1, doùx tronçons de câble gaîné 15 et 16 réunis pàr leurs extrënités à l'intérieur d'un manchon de jonction, lequel est de préférence cons- truit en métal et comprend deux enveloppes cylindriques
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aboutées 17 et 18 jointes a leurs extrémités adjacentes à lieîcle, par exemple, cltun joint de soudure à recouvre- ment et lissé 19, leurs autres extrémités étant de di-
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mensions réduites at venant se raccorder aux gaînes des tronçons de câble 15 et 16, par exemple.. au moyen de joints de soudure lissés 20 et 21.
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Le manchon .de jonction Peut être muni d'uno ou plusieurs ol1vertU1"S telles que 83, 8 et 84 pour permettre dinondr ou do. remplir le'.m8noho:t d'une I11Q.t1êre'
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isolante fluide, par exemple de l'huile, et pour vidan- ger le manchon lorsque le besoin s'en fait sentir. De
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préférence!, les ouvertures 22p Zo et 34 sont munies d'or- ganes tels que des bouchons vissés amovibles permettant d'obtenir une fermeture hermétique.
Dans le cas où le câble est à isolant liquide,,
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o'est-à-dire lorsqu'il s'agit d?un câbla dans lequel le conducteur est séparé d'une gain environnante imperméa.
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ble à itaide, par exemple, d'une masse d'isolant poreux, l'intervalle et la masse d'espacement étant remplis ou inondés dlune matière isolante liquide, par exemple d'u- ne huile, des raccords convenables peuvent être faits pour introduire de la matière isolante liquide dans les
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manchons de jonction et deextrêmité et dans les tronçons de câble. D'ordinaire, il suffit que chaque tronçon de Gable soit .alimente en huile par une seule de ses extr= mités.
On peut avantageusement prévoir un passage permet- tant le libre échange de l'huile entre un manchon de jonc- tion et l'un de ses tronçons de Gable, mais il est pré- férable que -la construction de la jonction empêche à peu
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près tout écoulement direct de l'huile de l'un des tronc çons de câble vers le tronçon adjacent, par exemples l'hui" le petit être- amenée par des tuyaux 5 et 26 qui pénètrent dans le manchon de jonction par les extrémités de celui-
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ci à travers les joints de soudure lissés 30 et 81.
D'au- tre manière, ces raccorda destinés à la matière isolente pourraient être fits à travers une ou plusieurs des
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ouvertures 22, 23 et a4 Dans la présente description, pour désigner un câble à isolement liquide tel qu'il est défini oi-dessus, on emploiera Impression Oogble à rem- plissage à'huile", Suivant les figso 3 et 3, le câble qu'allas repré- sentent à simple titre.d'exemple, est à âme creuse et
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remplissage d'huilso Un enroulement hëlipoïdal central 87p qui peut être en acier élastique, supporte les torons
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conducteurs 8, ombles en hélice, qui constituent le non- étncteur du câble.
L'enroulement hélicoïdal bzz délimite un conduit permettant à lihuile de circuler pins libre- ment le long du cab1a, et l'assemblage des éléments cons- tituant le conducteur à rame creuse sera. de préférence tel qu'il permette ù, 1 thuile remplissant le câble de suinter à travers la paroi du conducteur entre le conduit déli- mité par l'enroulement hé7aoâa7. 37 et ltiaqlunt z9 qui eépare le 4'onC.l.is'aI.LC' de la gaîne 31 du câble. ZEanr0A.48"
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ment hélicoïdal 27 augmente aussi la surface extérieure
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du conducteur, réduisant ainsi la concentration d'enz
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fort sur l.a surface) intérieure de l'isolant environnant
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29.
TIîsolant 29 peut être constitué par un enveloppe- ment de papier saturé dfhuile, Tour assurer mieux encore la. lit2e circulation de l thuile la long du câble, des passages supplêmentajxea peuvent 9tre prévus entre lui- sol,nt 29 et la gaine 31, et l'on peut utilement munir la, gaine 31 do cannelures intérieures. Un câble présen-
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tant ces particularités est décrit dans le Brevet Améri-
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cain N 1.5,0'6, délivré le 33 Février 1926 sur la demande de Monsieur Ëenry W. FISHXR, Dans le câble représenté, toujours à titre çltexem-
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ple, le conducteur isolé est entouré directement par une enveloppe métallique lâche et perméable 50,',dont le po- t entiel est de préférence voisin ou égal à celui de la
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terre.
Cette enveloppe conductrice blinda le condzmteur
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isolé, répartissant et limitant efficacement les efforts
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électriques. 3..ns les câbles à gaina da plomb, cette gaine est oxainerement el contact direct avec l'enve- loppe de blindage à peu près sur toute leu longueur du
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câble, grâce à quoi l'enveloppe de blindage se trouve au
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morne potentiel que la galme de plomb.
Cette construction de câble est décrite dans le Brevet américain ' .*19,'i89 délivré le 3 octobre 1916 sur 1 demànde. ftie Monsieur
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Martin HOOHSTJ#TBR
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la fig. 3 montre en coupe à échelle plue grande que la fig. 1 les extrémités adjacentes de deux tronçons de 0"'âble 15 et 16 quî0n a jointes et munies dlun dispo- sitif oonstruit suivant le présente invention à l'effet d'empéoher les dérangements électriques à l'intérieur de là jonction. Les entrerait es des tronçons de o"àble, scellées ilprès la fabrication, ont été ouvertes et pre- parées en vue de leur jonction en enlevant l'isolant 29, les enveloppes métalliques 30 et les gaines 31 sur des longueurs de plus en plus grandes mettant à nu les con-
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duoteurs 28 aux aztrémitéB (les tronçons de cable.
A liaxtrémit dénudée de chacun des câbles est fisc, par exemple par soudure, un organe représenté sous forme d'une cosse 32, filetée extérieurement, cosses qui permettent da réunir, facilement les conducteurs de câble
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à 1' r3.ur du manchon de jonction. ces cosses et la soudure qui qservi à les fixer aux extrémités clef aonàuo- teurs forment,de préférence, des bouchons destinés à empêcher l'huile de couler à travers les extrémités des
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eondustaurs câblas 18 on à travers les conduits délimités par les enroulements hélicofde-uz 27 Chacun des bouts de câbla est entouré, à l'intérieur
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du manchon de jonction, cl?un bouchon à huile assemblé, de préférence: de i'4çon étanche aveo la cosse 32 et àvec la galne 31 du câble.
De préférence, ce bouchon à huile pré- vu sur le bout de câble comprend- une paroi ou tube rigide de matière isolante entourant -avec un faible intervalle le corps de. l'isolant 89 du câble dont on a enlevé l'en-
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veloppe métallique 30 et 1& gaina; 31.
La paroi de matière isolante peut revêtir la forme de deux ou plusieurs tubes rigides concentriques séparés les uns des autres par une
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mince paroi d.'huileo Comme il est indiqué, le bouchon à huile 35 prévu sur le bout de câble 16 comprend deux tubes isolants concentriques de ce genre, Si on le désire, un
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ou plusieurs trous 70 peuvent être percùs à travers la
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paroi as du conducteur au voisinage de 1'extrémité de. l'isolant 89 du câbla pour permettra à. l'halle de couler
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plus rapidement entre l'intérieur du oonducteur et l'inté- rieur du bouchon à huile 35.
Les tubas 35, ou du moins l'un d'aux, sont reliés
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de façon sensiblement étanche â l thui1e avec la. gaina 31
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du câble par un moyen quelconque, par exemple à l'aide
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d'une douille 36, da pr4±érfnae en cuivre jaune, qui se raccorde' de façon sensiblement étanche à l'huile avec les extrémités des tubes 35. Comme il est indiqué, 1 douille 36 présente un pa.111ement intr1ur et elle au joint par aboutement et par recouvrement aveo l* extrémité de la gaine , élu- câble. 'Une liaison mécanique et 4SGnche à lihuile entra là douille et la eînet 31 peut utilement être obtenue à l'aida d'une rondelle de joint 37 forse- ment comprimée cintre là douille a6 et la gaîne 31, Par
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exemple au moyon d'une bagne 38 qui vient se visser sur
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là douille 36.
Si top le clésire, on peut amener d.e zthu3.la à l'in- têrieur du tronoonisoiffd 16 au câble par une ouverture 39 percée dans la paroi de la douille 36, pàr exemple par racoaraement avec Ha conduite 26 dont il a été question, Si 1;huile est amenée dans la tronçon de. câbla 16 à p<a1:tir do son emtrdrflté opposée, à travers une jonction ou. une tonninaison voisina, il convient à.et fermer l'ouverture 39 au moyen d'un bouchon.
Bas tubes 35, ou àa moine Ilun d'eux qui ibrmé
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joint étanche \ l'huila avec la gaina du câble, est fixa
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de Icon également dtvnohe, par son eztréflsé opposée sur là cosse 33 par un moyen quelconque. Comme il est indique, cette liaison étanohe à 1 ;hnila est ie-ite Avec la tuba intérieur 35. la cosse 32 et le tuba interieur 35 sont filetés à.leurs régions voisinas, l'une extérieurement et pleutre intérieurement, une bàgue filet4e extérieure" ment 40 est ;:iri88 a.NS lextirômî:t< eu tabe int4rie:ar 35, et una bugno t<M'&a&<e' 41 est V1sa4e 81l 1 "e:
IÇ1ïr4mit'4
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dà lu eossa ZZ, Il est aille que le bord. intgrieur de le, bague 40 et 10 bard exb6rieur cla la bague 41 se roooa-
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vrent et présentent des surfaces obliques complémentaires de manière que, lorsqu'elles sont bloquées l'une sur l'au-
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tro par Tissage da le bague 419 leur surface de contact forma un joint sensiblement tano â l'huile.
On voit ainsi que 1 tr mi t du tronçon de oâble 16 est munie dtun bouchon rendant la conduateur 88 é1eo- triquement :aca8saible. mai.t qui obture à peu près hekrmé- tiquament l' extr4mit du tronçon de câble et empêohe l'hnile à.tentrer ou de sortir sauf, comme on ler désire, par l'ouverture 39 et le conduit 26w 7G$rérai.t da tronçon de câble 15 est également munie cl#un bouchon à huile, qui peut en gênerai être sem- blable au bouchon applique à. l'extrémité du tronçon de oble 16. Il peut être avantageux, pour des raisons qui seront expliquées ai--après, deutiliaer un procédé légère-
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ment différent pour relier le bouchon isolant à la gaina 31 du tronçon de câble 15.
Gomma il est indique, des tu-
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bas rigides isolants z, semblables us tubes 35, sont relies ào façon sensiblement étanche à. l'huile avec leune des extrémités d'une douille 43. L'autre extrémité à la douille 43 s'amincit jusqu'à présenter à peu près la même diamètre que la gaine 31 du câble,, Une bague mince et
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flexible 44, de préférence en cuivre jaune, est glissée
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sur 1 e'Gr mi. t amincie de la douille 43 et fixée sur elle à'une manière convenable, par exemple par soudure.
L'élément comprenant la bague 44. lé douille 43 et ls tabès 4 est emmanché sur ltisolant mis à nu 29 du câbla jusque ce que l'extrémité de-: lé douille: 43 s'aboute ''eo lleztrémitô (le la gaina 31 du câble. cette liai-
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son étant renforcée mécaniquement par la partie de la
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bague 44 qui recouvre étroit ornent 1"extrémité cla 1. ga±ne du oâbla.
Comme, dans le mode d'exéolltion pértyculisr re-
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présenta on désire prévoir un passage. pour l'écoulement de l'huile entre l'intérieur du tronçon de câble 15' et l'intérieur du manchon de jonction lorsque la jonction est terminée, il suffit que la liaison entre la. douille
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43 et là. gaine 31 soit suffisamment étanche â. l'huile pour empêcher qua, pendant l'opération de jonction, l'hui- le ne s1éoha:ppe du C$ble avec une telle- abondance qu'elle abîmerait l tiso1c:Jlent du câble ou gênera-it sérieusement l'opération de- Jonction.
Un tel joint peut être COMMO(14- ment réalisé à 1 t:\id.a cllun enroulement mince et serré 45 àe ficelle ou de ruban tout autour der la partie â.a la bague 44 qui recouvre la gaine 31 du câble, de manière à appliquer fortement cette bague sur la geine. D'8utroe manière, la bague 44 peut être assemblée avec la gafne
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du câble â l'aide àtm joint da soudure lissé:.
La-'douille 43 est, da préférence; percée d'une ouverture qui est normalement formée pendant l'opération de jonction, par exemple à l'aide d*un bouchon vised 46.
Ge bouchon 46 peut être retiré par lon-vorture 22 du manchon de jonction après que la jonction a été terminée, afin de créer un passage permettant les échangea d'huile entre le tronçon de cbla 15 et le manchon de jonction.
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De l'huile peut être àmenée dans la tronçon de câble 15 et dans le mfflehon de jonction, par exemple à l'aide du tuyau 25 qui s'ouvre directement dans le manchon de jonction.
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Les autres extréuités clos tubes 43, ou bien l'une d'elles, peuvent être fixées de façon ëtanohe sur lia. ooa- sa 3a, de préférence suivant la procédé employé pour le tronçon de câble 16.
Les extrémités des conducteurs des deux tronçons
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de câble, électriquement accessibles a travers les bon- chans à huile grâce aux cosses 3a* sont reliées électri- quement d'une mnnière convenable quelconque, par exemple â l'aide d'un 00111&1.' fendu 33* de p:r6frence. en ozivre et te a.ndt1. qu'oq peut- coincer -tutour des 0tréues
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abouties des cosses 2 par exemple à l"aide de via 34.
Le c8ble et 1, jonction décrits jusquîici ont été choisie pour montrer une application du dispositif cl?iso- lement et de répartition des efforts qui sera décrit ci- après, mais il va sans dire que l'invention est appli- cable dans un grand nombre d'autres constructions et con- ditions.
Si la jonction de câble décrite ci-.dessus est des- tinée à servir pour de hautes tensions, et si l'on tient à ce que les dimensions de la jonction demeurent dans des
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limites raisonnables, il est nécessaire de prévoir un moyen quelconque pour repartir les efforts électriques entre 1 .jonction de conducteur et les extrémités des gaines 31 des câbles, ainsi que pour isoler la jonction de conducteur par rapport'au manchon de jonction 17-18.
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Faute dlun dispositif convenable pour là répartition des efforts, il se produira des concentrations d'efforts éle- veau, par exemple aux extrémités coupées d'équerre des gaines 31 (les câbles et (ou) aux bords des douilles 36 et 43, dont le résultat peut être une avarie de la jonc- tion.
Considérant à nouveau les dessins en vue de la
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description dtun mode de réalisation convenable deun dis- positif d'isolement et dc répartition des efforts tel que l'envisage le. présente invention, et ex-aminast en particulier la. frigo 4, le collier 63 présente un organe de contact 47 dirigé radialement, affectant de préférence
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la. forme dtan ressort.
L'organe de contact 47 constitue une liaison électrique à frottement avec un organe métal- lique 42 noyé dans un tube rigide isolant 49 qu'il trans- perce à peu près à la moitié de sa longueur., De préféren- oe, l'organe 48 est en forme d'anneau et le tube 49 est en deux parties, ces parties étant convenablement fixées
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de façon étanshe à lehuile, dans le prolongement 1'une de' l'autre aux extrémités de leanneau 480\Le tube 49
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entoure .avec un faible intervalle les tubes 35*'et 42 des bouchons de câble et, de -préférence, occupe l'inter-
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valle entre les o-o ailles 36 et. 43.
Une mince enveloppe conductrice cylindrique 54, en liaison électrique avec
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l'organe 48, ontoure le tube 49. Cette enveloppe 54 est la plus intérieure des enveloppes équipotentielles décri- tes dans les paragraphes suivants, et, comme on le verra, sa longueur est déterminée par les conditions de capacité et par les autres dimensions de la structure isolante.
De pr4férence, les dimensions des éléments sont calculées
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de façon que oet-ta enveloppe 54 occupe sensiblement loin- tervalle entre les extrémités adjacentes des tubes iso- lant s 35 et 42.
Autour du tube 49 et de l'enveloppe 54 est formée une épaisse paroi de matière isolante 50 comprenant, on- tre le tube 49, un fourreau destiné à isoler le joint des conducteurs par rapport au manchon de jonction. 'Dans ce fourreau isolant sont noys des organes constituant de
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multiples surfaces conductrices disposées en vue de c3.s..
tribuer les efforts électriques dans toute retendue du
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fourreau isolant et par zones la -long des pêxties mises à nu de l'isolement du àble diaprés un pl4n pr4lLà%er- miné, de manière à empêcher une concentration dangereuse des affcxts et le dérangement qui en résaltérait en un point quelconque à l'intérieur du manchon de jonction.
Comme il est indique aux figures 2, 3 et 4, ces surfaces conductrices forment une série d'enveloppes é- quipotentielles entourant la jonction des conducteurs..
Quoique le profil de ces enveloppes puisse avoir une for- me convenable quelconque, dans le mode d'exécution re- présenté elles forment un faisceau de plaques conductri-
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ces 52, sensiblement cylindriques et disposées oonacn. triquement, qui sa continuent électriquement, au voisi-
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,nage de leurs extrémités, par de multiples écrans conduc- tours 51 noyés dans la paroi de matière isolante 50 et
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entourant par échelons le tube 49 entre les extrémités du tube et l'enveloppe oonduotrioe 5;
o Le nombre de ces enveloppes, les dimensions des plè.que6 conductrices, 1. forme et les dimensions des écrans et l'échelonnement de ceux-ci le long du tube 49 sont déterminés pour une lar- ge part par la distance et la différence de potentiel
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entre le oâble conducteur dénude et la gaîne) 1 tépaiS'" waar de l'isolement 29 du oâbleg la nature de insolent g et 50 et la répartition qu8on désire donner aux ef- forts.
Pour la commodité de la description, on utilisera
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le mot "largeur" pour désigner l'étendue ci eun écran 0 Il la place qu'il occupe sur et le long de la surface de
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l'isolement clênud4 du câble. Le terme "intervalle d'es- Paoement" entre les êoene est employé pour désigner lies- pace longitudinal compris entre les projections des écrans sur le câbla.
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Les potentiels de la série lLienveloppes équipoten- tielles varient progressivement entre les limites des po- tentiels des gaines de oâble et du joint des conducteurs.
Il est utile, bien que ce ne soit pas nécessaire, que le dispositif de répartition des efforts soit étudié de fa- çon que la différence de potentiel entre enveloppes ad- jacentes soit uniforme. Il est manifeste que les écrans voisins du joint des conducteurs sont à un potentiel re-
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lati'Vement plus voisin de celui du conducteur câblé que les écrans voisins des extrémités des gainas de câble. par suite, le voltage, et l'effort électrique entre le câble conducteur et les écrans voisins des gaînes de
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câbla Sera plus grand que l'effort entre le eond-uctour et les écrans voisins du joint des conducteurs,et le danger d'une concentration nuisible de l'effort sera
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plus grand au voisinage des extrémités des gaines de- Ga- ble que près du centre du joint des câbles.
De préférence, les intervalles d espacement entra
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écrans 51 adjacents, près dès-extrémités des gaînas de cibles, sont relativement faibles, comparativement à l'é-
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paîsseur radiale de l'isolement 29 élu. câble, a partir de la surface extérieuxe du conducteur 28 3usquâ. la sur- face intérieure (le: la gaîne 31, et les écrans voisins
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des gainas cia c t3le ont une largeur plus gronda; que les intervalles drespacament voisins. Grâce à une telle colle- traction, l'effort entra le cble conducteur et les é-
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crans est répart ii'plas uniformément et il est plus faci- le d.'éviter une d-angareuse concentration de l'effort.
Si les écrans ont une forme évasée, ils peuvent même se
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rocou-,vrir clans le sens longitudinal du câble, auquel cas l'intervalle 4tespacement devient nul, lea écrans étant électriquement isolée les uns d.es ,utras par suite de l'espacement radial entre bords voisins résultant de leur forme évasée.
De préférence, les écrans 51 entourant chacune âas
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extrémités des câbles joints a<évasent vers llemtérieux dans le direct ion du joint d.es conduotem's, grâce à quoi l'effort entre écrans voisins et -entre les écrans et les conducteurs du câble peut être réparti da m'anière à dvi- ter une concentration dangereuse aux borde des écrans, La. répartition locale du potentiel entra écrans voisins dans le sens longitudinal du tube 49 et entre les divers écrans et le conducteur du Câble est en partie déterminée
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par 1'&ngle, rapporté à 1'&ze longitudinal du manchon de jonction, suivant lequel les écrans s'évasent vers l'ex- térieur à partir du tube 49.
La valeur numérique de l'angle optimum pour un écran quelconque est fonction du rayon du tuba 49, du rapport entra les diamètres extérieurs du tube 49 et du
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conducteur 28 et da la répartition da potentiel quton désireE obtenir la long du tube. Cas angles, das écrans seront cle préférence aho1ais en vue dot produire une ré- partition sensiblement un3orxner d 1,.effO entre ëorana
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voisins dans le sens longitudinal de la surface dg tube 49.
Pour une différence de potentiel donnée entra ,le
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conducteur et la gaine du câble, tout point P de la sur- face du tube 49 situé radialement au-dessous de 1 un des écrans 51 et à une distance longitudinale .1 de l'origine de l'écran sur la surface du tube prendra un potentiel compris entre celui de l'écran et celui du conducteur 28. Le rapport de la différence de potentiel entre l'é- cran 51 et la point P à la différence de potentiel entre le point P et le conducteur 28 tend à être en proportion
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inverse du rapport des oap8c1taDoea respectives.
D4sîgnant par T! la différenoe de potentiel totale entre lîêoran et le conducteur, par v la di.ârnoe de potentiel entre ltêoran et le point ,ce qui donnera là répartition do po- tentiel désirée, par (1 la c&pacitdnce entre le conducteur et le pôint à enfin pr o la capeoitance entre l'écran et le point r, on obtient approxima.tivement :
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Si la. matière isolante entre l'écran et le point P a. la. même constante diélectrique que l'isolant entre le
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point 2 et le conducteur 8fl la oapaoitanoe C entre le conducteur et le point 2 peut être calculée en appliquant là formule- classique pour la capacitanca entre deux oy- lindres cto.tux, le cylindre intérieur constituant une ooarte longueur dW de lui longueur du tube 49 au point go Désignant par !:
le rayon du concëuctur 88s par R le rayon de 1. surface eztlrieure da tube 49 et par xi la distance radiale du point P à l'écran, on obtient :
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et de même :
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clans lesquelles Il est une constante CT.4pend-ant oeo la par- méahilité diélectrique des matières isolantes ainsi que clos unités employées.
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Remplaçât clens CI) cr et a pàr leur valeur :
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et résolvant :
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L'angle plan 0 entre l'écran 51 et le tube 49 sera celui admettant pour tangente 2. Les valeurs de x peuvent être calculées pour divers pointa la long du tuba 49, au- dessous de chacun des écrans 51, ce qui permet de détermi- ner les angles d'évasement optima des divers écrns.
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Les gles donnés par la calcul pour 1'47nJ3ement des divers écrans augmentent progressivement depuis ltez- trémité dQ la gaine d.& câble dana la direction du joint des conducteurs, et l'angle calculé pour Itevasement de chaque écran particulier augmente légèrement de son bord vers son bord large.
Si la largeur de l'écran n'est pas trop grande, et elle ne le sera généralement pas, cette
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variation calculée de l'angle suivant la 2rgsux cltun écran particulier quelconque est si faible qu'elle pourra pratiquement être négligée et qu'il sera commode de lais-. ser constant, pour un écran choisi quelconque, l'angle
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d'évasoment qu'on déterminera en c.l cul,nt x pour un cer- tain point de l'écran a u voisinage de son bord à grand diamètre. l'our la commodité de la construction, on pourra
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donner le même év.aement è.
plusieurs écrans, l'angle uug- mentant de groupe en groupa depuis les écrans extrêmes
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voisins des gaines 3usqn, l'enveloppe 54, La largeur des divers écrans peut décroître Pro8TOaaiveOEm ou par grou-
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poe sernbl-àbles. tandi que la. largl3tU' des intervalles d*esaoem6nt entre écrans ad aQents augmente, à partir des écrans extrêmes vers l'enveloppa 5 Dé prfrance, les bords à petit diamètre des écrans sont à peu près égale- ment espacés le long du tuba 499 AU voisinage du joint des eonducte11!:.'s, l'angle d'évasement des écrans se r&ppro- Che Se 909 et les intervalles à?expaoeoent peuvent cleve- nir beaumoup plczs grands que les largeurs des écrans ad- jaoents.
Lorsque la largeur d'un écran 51 et 114ngla d"va. semant sont tels que le grand diamètre de lt4cren 4VU4 est inerieur au diamètre de la plaque cylindrique 5 o orreS pond.ants, un moyen convenable quelconque peut être
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prvu pour établir une liaison électrique entre l'écran
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51 et l*extr6!nit4 de la. plaque cylindrique 52. Il est commode et préférable que cgtte liaison soit réalisée en augmentant jusqu'à, 90 l'angle CledV48OMe22t de lora-n par
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rapport au tube 49 au bord à grand diamètre de cet éoran
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et en prolongeant celui-oi radialement juaqufà l'extré- mité de le plàqne cylindrique.
Les enveloppes équipotentielles préoédemment d4
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orites constituent un faisceau de plaques conductrices
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oo1alas 52 r4tréoies à leurs régions extrêmes en 51
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et entourant les extrémités jointes des sables. Les po-
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tentiels relatifs des enveloppes vont dépendre de la f - çon dont on aura proportionné les sa-paeitanoes entre en- veloppes àdjsaantes. Ces .cap,oitancsss ainsi que les différences de potentiel correspondantes, sont déterrni- nées en grand-e partie par espacement des plaques cy- li!ld.riques 52 et par les dimensions des plaques.
En pis-tique, les dimensions maxim4t des plaques
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sont limitées par la dimension -admissible de la jonction
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de câbles et, par suite, les capaoitanoes entre plaques seront généralement en grande partie déterminées ivàr la 1 séparation entre plaques. Les oapacitanoas nécessaires
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pour une ré)jo'rtH 1011 quelconque du potentiel peuvent e- tre calculées, et l'on peut déterminer la séparation en- tre plaques corresponent à ces aopacit.ncas en utili- sant des équations connues, les corrections nécessaires étant faites dans chaque cas pour l'effet de la capaci- tance parallèle entre chacun des écrans 51 et le conduc- tour du câble.
Afin d'obtenir une distribution sensiblement uni- forme du potentiel le long de là partie dénudée de l'iso- lement du câble, il convient que les bords intérieurs des écrans évasés 51 soient également espacés le long du tube 49 et que les différences de potentiel entre chaque paire d'écrans soient sensiblement égales. On peut convenable- ment atteindre ce résultat en augmentant progressivement
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itépuisseur (le l'isolement entre plaques cylindriques 52 voisines à mesure qutaugmente le diamètre des plaques.
G'est pourquoi l'épaisseur de l'isolement entre les en- veloppes intérieures sera, de préférence, aussi faible
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que le permettra ltobtantion d'une résistance de diéleo- trique suffisante. Comma la résistance relative de , iso- Itint augmente à mesure que son épaisseur diminue, il y a quelque avantage à réduira clans cette région l'éche- lonnement des potentiels en diminuant lo3.xtomant des écrans.
S'il n'est pas possible, sana diminuer la distance sntra plaques jusqu'à une valeur dangereuse, d'augmenter
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suffisamment les oapacitanoes entra écrans voisins pour une longueur donnée de l'enveloppe Isolante et de la jonc-
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tion de câbles, il convient de prévoir des sapacitanoea additionnelles (fig. 4) agnstitndes, par exemple, par un ou plusieurs jeux de plaques cylindriques 53 interfoliées avec les écrans équipotentiels et reliées par une extré-
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mité seulement aux écrans 51, ie mlàt1:
2.ère â. former avec les éorans correspono-aNts 1Ui oonciensetour 4 plaques multi- pls, On conçoit qui'une telle construction permet, pour
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une longueur da jonction donnée, d#obteD1r une sapaei- tance beaucoup plus grande entre les écrans sans réduira
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dangereusement l'espacement des plaques., Comma on peut le voir cl$après la fig. 2. les deux écrans 51 voisins des aztrémités du tube 49 sont aussi voisins des extrémités de la paroi isolante 50 et l'on peut, par exemple par soudure, les rendre électriquement continus à leur bord de petit diamètre aveu des bagues conductrices coniques 55 qui entourent étroitement les ex- trémitês du tube 49.
Il est aussi avantageux de connecter les deux écrans 51 voisins des extrémités du tube 49, par leur bord de grand diamètre, aux baguas 55, par exemple à l'aida de liaisons 61 traversant longitudinal amont jus-
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qu'à l'extérieur là paroi 50 de matière isolante pour en longer ensuite les extrémités radiale:n811t vers Pinté- rieur.
L'écran 51 occupant chaque extrémité de la paroi . isolante 50 sera, de préférence, électriquement relié à l'extrémité adjacente de la gaine du câble.. Ces connexions peuvent être convenablement réalisées au moyen de conduc- tours de dérivation disposés entre les bagues 55 et les douilles 36 et 43, par exemple par des enroulements 66 de
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treillis mâtallique qui peuvent âtre soudés aux bagues 55 et aux clouilles 36 et 45v la construction décrite jusqufà ce point montre une application particulière de l'invention, relative à une jonction de câbles perfectionnée.
L'effort élec- trique entre la jonction des conducteurs et les atré-
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mités des gainas des câbles est distribué longitudinal- lement et radial ornent de manière à éïritsr en tous points une concentration nuisible, et 1?on réalzse un disposi- tif d'isolement et de répartition de l'effort qui permet de construire une jonction peu encombrante mais pouvant supporter de très hautes'tensions.
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On peut convenablement construire l'tenveloppe isolmta an constituant 10, paroi isolante 50 pr un
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emmaillo tementou fourreau de matière isolante (fige.
5 à 7) telle que du papier étroitement enroulé en cou- ches se recouvrant en spirale autour du tube isolant 49, et en intercalant avec le papier, gandant l'opération d'enroulement, des 'organes proportionnés et disposés avec précision, organes qui constituent de multiples surfaces conductrices formant lea écrans conducteurs 51 et les plaques conductrices 52 et 53. Pratiquement, les organes conducteurs peuvent être des rubans ou des plaques de clinquant qu'on enroule en même tempe que la papier.
Placées bout . bout de la manière indiquée au dessin, les figs. 5,6 et 7 constituent une représentation schématique à échelle réduite de l'enveloppe isolante de la jonction représentée aux figs. 2 à 4, telle que cette enveloppe se présenterait si on la déroulait, das parties du fourreau 57 et des rubans conducteurs étant suppri- mées entre les lignes brisées afin de réduire l'encom- brament du dessin.
Si le tube 49 est enroulé à droite et si le fourreau 57 de matière isolante est enroulé sur le tube, on voir que les étroits rubans conducteurs 51 disposés le long du fourreau 57 s'assemblent en spirales superposées pour former les écrans conducteurs 51 au fur et masure que l'enveloppa 54 est reoouverte de multiples couches spirales constituant la fourreau 57.
On se rend compte que l'évasement des écrans 51 est dé- terminé par l'angle entre les rubans conducteurs 51 et 1 taxa longitudinal du fourreau 57, et qu'il est facile de changer l'angle d'évasement en modifiant la position des rubans 51 par rapport au fourreau 57.
Lorsqu'on a atteint la plaque conductrice 531, cette couche prend la forme dune enveloppe: cylindrique dont les bords longitudinaux sont séparés par l'épais- seur du fourreau 57, On se rond compte qu'à mesure que progressa l'opération d'emmaillo tement, les Droits petite rubans 51 et *lets plaques conductrices 52 et 53
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prennent 14z forme respectivement des éarans 51 et des plaques approximativement cylindriques 52 et 53, comme
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le montrent les figs. 8 à 4. hour constituer le :
fot1rru isolant p 11 peut n g.,. tre pas commode détaler la bande 57 dans toute sa lon- gueur et de disposer tous les rubans et les couches de
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olinqllwt sur la bande atnai qu'il est indiqué schéma- tiquaient ànx figs., 5 à 1> ou bien de métalliser Cartel- nes régions de la bande.
On peut obtenir le même rés ul tl1.t en roulant la bâncle isolât e 57 sur le tube 49 diraate'" ment au sortir d'une bobine alimenteuse et en y intro- duisant, au moyen de dispositifs de guidage convenables, des rubans et des $)laques de clinquant provenant de bobi-
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nes elimenteuses distinctes., ilengle evasement des 4orGns 51 scr, déterminé par l'angle sous lequel les rubans 51 du clinquant sont introduits clans le fourreau pendant l'opération d'emmail-
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lotement.
Lorsquun écran 51 atteint la largeur voulue, l'emmaillotement spiral 51 peut être continue dans un plén perpenàiclÜ.àir à , aa du fourreau jusque ce que l'40r&n atteigne le climètre prédétermine de sa plaqua oonductrioe 58 ou 53, moment auquel 1 tr una 'tes plaques de clinquant relativement larges est int eraalé dans 1?em- maillotement POUR former lu plaque cylindrique 52 ou 53 dont l'une ou les deas extrémités sont en liaison électrique continua avec le ou les écrans 51 correspondants enroules sur le tube 49. Quoique la bande 57 puisse oom- prendre une couche unique de matière isolante, il est
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évident que l'opdration cltemmâillotêment peut être- sim- plifiée. et abrégée en utilisant une bsnda 57 à couches multiples.
En ce qui concerne les écrans 51 de grand diamètre, la réactance des longs trajets spiraux depuis les bords extérieurs des parties évasées des écrans jusqu'aux pla- ques 52 peut être si élevée que, s'ils sont soumis à des battements de haute fréquence, cas écrans cessent dagir
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comme des écrans continus et que de grandes différences de potentiel peuvent s'établir entre les parties évasées et les plaques cylindriques.
On peut éviter ce danger en raccourcissant les trajets électriques des borde extérieurs des parties évasées des écrans aux plaques cylindriques 52 en court-circuitant les spires ou couches constituant les écrans, par exemple en enfonçant des calons de cuivre 68 duns le sans radial du fourreau à travers les couches spirales superposées constituant les parties radiales des divers écrans 51 (fig. 2).
Pour établir plus commodément la jonction de câ- bles sur les lieux, il peut être avantageux que l'ensem- ble servant à isoler la jonction et à répartir l'effort, lequel comprend le tubs 49, la paroi isolante 50, les surfaces conductrices noyées 51, 52, 53 et 54 et les ba- gués 55, soit assemble en usine sous forme d'un fourreau intégral. On pourra avec avantage imprégner cefourreau d'une composition isolante à l'usine même .et/le transpor- ter sur les lieux où l'on pourra. l'emmancher sur les ex- trémités des câbles sans qu'il soit'nécessaire da l'im- prégner à nouveau. Les avantages d'un tel procédé sont multiples.
En assemblant le fourreau isolant en usina, où l'on dispose du matériel et de 1'espace nécessaires, il est possible de construire un fourreau répondnat à des conditions rigoureuses et auquel on peut, au besoin, fai- re subir un essai à haute tension avant de l'installer.
0'est simplement pour la commodité de la description quon a utilisé l'expression "fourreau isolant" pour désigner le dispositif servant à isoler la jonction et à distribuer l'effort.
Les figs. 2 et 3 montrent une forme convenable de fourreau isolant qui peut être construit et imprégné en usine. puis installé sans nouvelle imprégnation. Sur les extrémités du tuba isolant 49 sont fixés de façon épanche- des dis ques à bride 56 protégeant le fourreau
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contra les aVerleSè Les disques 56 90avent être en ma,- tiere soit oonduotrioe soit isolante, mais on les oona- traita de pafieremoe en tôle de cuivre et on les relier4 électriquement aux bagues 55. Il y u lntdrôt à munir les djsques 56 de raccords tubulairas 6 et 627 pour per- mettre l'évlkoaation de Itintroductiom de l'isolant fluide imprégnant le fourreau isolant comme il sera dit oi-près.
La paroi isolante 50 est entourée d'une fourrure imper-
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méable 63, par exemple en tôle de cm vra 9 reliée de i&,çon étanche et concluctrîce par ses eztr4at6a aux bords ezt4- rieura des disques 56. Une liaison électrique continue est ainsi ,ssur6v par lu fourrure 63 entre les deux écrans 51 extrêmes et les gaines 312 des câbles.
On voit que la paroi 50 de matière isolante est
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complètement enfermée dans un réoptaola étanche constitué par le tube 49, les disques 56 et la fourrure 63, ce qui permet de traiter la fourreau isolant d'une manière vou- lue quelconque pour éliminer l'air, l'humidité et les vides, &près quoi on peut le sceller afin de conserver
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à leisolement son intégrité pondant son transport au point d'installation.
On voit sur la fige 2 que, dans la paroi isolante
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50 on intercalera, autour de la plaque 52 la plus 02te- rieuro et convenablement isolée de celle-ci, une plaque 64 semblable dans son ensemble aux plaques 52. Cette plaqua 64 se termine, à une extrémité, au voisinage et légèrement en-deçà de l'extrémité de la paroi 50, tandis que son extrémité extérieure fait saillie au-delà de la paroi 50 et est fixée par exemple par soudure, dans le joint entre le disque extrême 56 et la fourrure ex- térieure 63.
Sans que l'invention en soit limitée CI?Une maniè- re quelconque, on va décrire maintenant un procéda con- venable pour traiter le fourreau isolant. Ce traitement
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peut être effeotll6 oonvenEl>blement en séchant le four- reau pendent plusieurs heures dans une chambra a. vide.
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'après qu'on a terminé ltemmil.otaman ri,,Us avant la mise en plàce les disques 56.
On dispose ensuite les disques extrêmes 56 sur les extrémités ,;du. fourreau et l'on acheva de fermer celui-ci de façon étanohe. On peut alors le chauffer à nouveau dans une chambre à vide, chassant ainsi lemajeure partie de l'air et de l'humidité que le fourreau à pu contenir. De préférence,
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on chàuf-Le alors la fourreau et on l'évacue par ses d-aux bouts à ltaide des tuyaux 6c et 6S, après quoi le four- reau peut être rempli d'un gaz inerte convenable tel que l'hydrogène pour .assurer l'évacuation à peu près complè- te de l'air et de l'humidité.
Après qu'on a évacue le gaz introduit , on fait arriver dans le tuy.u 62 un flui-
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due à'imprégnation convenable, de l'huile par exemple, tandis qu'on entretient le vide dans le tuyau 62'.
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L'huile est refoulée Ion gituclînal ement"' à tra vars la. pa- roi 50, imprégnant intimement l'isolement en papier. Du fait qu'elle est scellée à une extrémité entre la four-
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rare 63 et un disque extrême 56, là ple-qua 64 empêche l'huile de couler directement le long du fourreau entre
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la. paroi 50 et la fourrure 63, a.,,saurant ainsi une complè- te pénétration de l'huile dans toutes les parties da la paroi 50.
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Après qu'on à. terminé 1'opération dtimprégnntion, on scelle les tuyaux 62 et 62'. Le fourreau terminé est
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alors prêt à ôtra essuyé et expédié sur les lieux cllins- tallatio'intÓgrit4 do l'isolement du fourreau peut être maintenue pendant le transport d'une manière convenable quelconque, par exemple en reliant le tuyau 62 ou 62' à
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un réservoir a-'huile ezpèmeible et (ou) on enfermant le fourreau dans un récipient d'emballage plein d'huile.
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Lopértion d'assemblage de la jonction représentée aux dessins peut s'effectuer ainsi ;
On sectionna à la. longueur convenable les tronçons câble 15 et 16 et
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l'on met en place les bonohons b.-huile ainsi) qn<on lie
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exposé,en prenant les précautions voulues pour main- tenir l'intégrité de l'isolement du câble pendnat ces opérations. Les extrémités de câble 15 et 16 ayant été bouchées et les Passages dlhuile à travers les douilles
36 et 43 étant fermées à l'aide, par exemple,de bou- ohons vissés, les enveloppes cylindriques 17 et 18 des- tinées à former le manchon de jonction sont emmanchées sur les extrémités respectives des tronçons de câble.
Le fourreau isolant est alors emmanché sur l'extrémité du câble 15 et poussé assez loin en arrière pour faire apparaître la cosse 32 que porte l'extrémité du conduc- teur. Cette opération est rendue possible du fait que le diamètre intérieur du tube 49 est légèrement plus grand que le diamètre extérieur de la douille 43, de la gaine de plomb 31 du câble et de leur organe de liaison.
On -aligna alors les bouts de câble n aboutant les extrémités des conducteurs et l'on met en place le collier fendu 33 pour relier les conducteurs ainsi qu'il a été dit. On .fait glisser le fourreau isolant le long du câblejus qu'à ce qu'il recouvre la. jonction des con- ducteurs, et que l'organe métallique 48 présent sur sa. paroi intérieure établisse la liaison électrique avec le ressort 47 que porte le collier fendu 33. On peut alors déboucher couverture 39 de la douille 36 et, si l'on doit utiliser le tuyau d'huile 26, on peut alors le raccorder en le faisant passer le long de la gaîne dans le sens opposé à l'extrémité du câble.
Les enveloppes 17 et 18 sont alors rapprochées l'une de l'autre pour enfermer la jonction et le fourreau isolant,puis on établit les joints lissés 19, 20 et 81, les tuyaux d'hui- le 25 et 26 étant de préférence compris dans les joints 20 et 21.La jonction se trouve maintenant enfermée dans un manchon étanche et on peut là traiter et la remplir de matière isolante par les ouvertures 22, 23 et 24, le bouchon 46 étant retiré de la douille 43 par l'ouver-
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ture 22 avant (le sceller la .jonction* 'L'invention réalise un dispositif perfectionné pour empêcher les dérangements électriques entre riss conducteurs présentant une différence de potentiel éle- vée.
L'exemple de fourreau isolant construit suivant l'invention constitue, pour le raccordement des câbles électriques, un dispositif susceptible de fonctionner à de très hautes tensions sans risque d'un dérangement à la jonction. Do plus, on obtient une jonction peu en- combrante qu'on peut mettre en ploe avec rapidité et précision sur les lieux. Au besoin, un fluide isolant peut être amené séparément à chaque élément de la jonc- tion, par exemple* 'Au tronçon 15, au tronçon 16, au four- reau isolant et au manchon de jonction, la fluide, amené à chaque élément pouvant, si on le désire, être main- tend. à une pression prédéterminée quelconque.
Quoiquo l'invention ait été décrite spéoifique- ment à propos de l'installation d'un câble et que, pour ce faire, une construction de câble particulière ait été indiquée, il va sans dire que l'invention peut être diversement modifiée et réalisée sans sortir pour cela de son cadre.
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