La présente invention concerne un nouveau fil porteur léger et flexible, non-métallique, non-conducteur électrique et de très forte résistance mécanique en tension, pour usage dans le support des câbles de transmission aérienne tel que par exemple des câbles ~ fibres optiques, cables de télé-communication, câbles vidéo, cables électriques9 etc. Plus précisément, l'invention concerne un fil plus fort et plus léger qufun fil d'acier de m8me diamètre et qui est constitué
d'un noyau interne de fibres organiques recouvert dtune enveloppe externe protectrice.
La présente invention concerne aussl l'utilisation de tels fils non-métalliques en tant que fils à ligaturer pour fixer le ou les câbles de transmission au fil porteur.
De nos jours, les câbles de transmission aérienne sont supportés par des câbles d'acier qui sont fixés entre deux éléments espacés, notamment, des poteaux ~ des tours métalliques, des bAatiments ou la combinaison de ses éléments.
Etant donné que le fil porteur est métallique, on doit installer des mises ~ la terre aux extrémités de la ligne de transmission ainsi qu'à des endroits fréquents et prédéterminés le long de cette ligne. Cependant~ on slest rendu compte que de telles mises à la terre ne sont pas entièrement satisfai~
santes pour protéger la ligne contre la foudre~ contre des courts-circuits électriques directs ou indirects ou autres types de tensions et courants électriques induits qui ~rovcquent des levées de tensions électriques dangereuses pour le personnel dlentretien et d'installatiorl et qui peuvent aussi causer des dommages matériels aux c~bles de transmission et ses ~léments de supports~ La ligne est d~finie ici comme l'ensemble du ou des c~bles de transmission et ses éléments de supports~
Un autre probl~me est relié au fait que les ~ilq porteurs en 3~
acier et leurs connecteurs sont exposes a la corrosion laquelle peut aussi désagréger le fil ~ ligaturer et aussi réduire ou annuler llefficacité des mises `d la terre- Ceci est particulièrement vrai en ce qui regarde le petit fil métallique à ligaturer qui fixe le câble de transmission au fil porteur et qui est enroulé tout le long de la liyne. De plus~ les raccords de mises à la terre et les tiges de mises a la terre ne produisent pas toujours une mise à la terre de qualité adéquate ou peuvent être détachés du fil de mises a la terre qui est attaché au fil porteur et au fil à ligaturer, provoquant ainsi une mlse à la terre défectueuse.
Un autre désavantage résultant de l'utilisation de ces fils porteurs métalliques et fils ~ ligaturer métalliques c~est qu'ils présentent des dangers de chocs électriques aux personnes préposées à l'installation et à llentretien des fils et des c~bles le long dSune ligne de transmission~ On rencontre aussi des difficultés, comme on 17a mentionné ci-dessus soit pour obtenir une mise a la terre de qualité
adéquate et soit dans l'installation des tiges de mises à la terre et~ plus particulierementy dans un sol rocailleux ou sablonneux.
Un autre désavantage de ces fils porteurs métalliques et fils mé-talliques ~ ligaturer réside dans le fait qu'ils sont pesants et rigides et9 en conséquence; sont difficiles installer, nécessitant souvent l~usage de machinerie lourde et occasionnant des co~ts d'installation élevés. De pluS9 de tels fils métalliques a ligaturer ne sont pas facilement pliables, rendant ain~i dificile l'enroulement du fil à
ligaturer autour du fil porteur et du ou des cables de trans-mission~ Bien que cet enroulement soit effectué en se servantde moyens mécaniques, l'opération devient laborieuse par le maniement difficile du dispositif ~ aturer et le poids du fil d'acier.
Selon un de ses aspects, l'invention concerne un fil porteur non-métallique9 non-conducteur électrique, plus léger et plus souple qui surmonte pratiquement tous les désavanta~es de l'art antérieur et apporte une foule d'avan-tages importants, entre autres, son coefficient d'élongation étant légèrement négatif, la tension mécanique d'un tel fil porteur est moindre ~ basse température qu'un fil porteur métallique. L'extérieur de sa gaine ayant une surface lisse9 fait que la formation du verglas se produit plus lentement et cela occasionne une accumulation de moindre épaisseur de verglas comparée à un ~il d'acier toronné. Son poids étant plus léger on a une flèche ayant une amplitude réduite pour une même tension mecanique.
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un fil porteur aérien et un fil à ligaturer l'ensemble étant non-conducteur électrique et est totalement à l'épreuve de la foudre, des courts-circuits directs ou indicrects et autres 2Q types de courantset de tensions électriques induits et ainsi des levées de tensions électriques dangereuses. Cet ensemble est alors sécuritaire pour le personnel préposé à l'installa-tion et à l'entretien en évitant les dangers de chocs élec-triquesO De plus, cet ensemble ne produit pas de bruits parasites qui seraient captés par les conducteurs métalliques de certains câbles de transmissionO
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un fil porteur pour câble de transmission et un fil à
ligaturer destiné a fixer le fil porteur au cable de trans-mission sans avoir à faire usage de mises ~ la terre dispen-~i~ - 3 ~
3~
dieuses, et souvent inefficaces ou devenant inefficaces avec le passage du temps, le long de la ligne de transmis-sion.
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un fil porteur destiné à supporter des câbles de transmission aérienne et un fil à ligaturer, étant tous deux non-métalliques et inoxydables, flexibles, non-conducteurs électriques, plus légers que l'acier et extrêmement plus fort que l'acier, en tension mécanique 1~ pour un même poids.
Dans son aspect large, l'invention concerne un système de ligne de transmission aérienne comprenant un ensemble de support à câble supportant un ou des câbles de support ver-ticaux et espacés. L'ensemble comprend en combinaison un fil porteur non-métallique et non-conducteur électrique et un fil à ligaturer.
Le fil à ligaturer est enroulé autour d'un ou plusieurs câbles de transmission et du fil à ligaturer pour fixer les câbles au fil porteur. Le fil porteur et le fil à ligaturer comportent un noyau interne formé de fibres synthétiques à haute résistance, à base d'homopolyamide ou de copolyamide aromatique. Une enveloppe protectrice externe entoure le noyau interne pour protéger ce dernier contre les rayons ultra-violets et procurer aussi une protection mécanique. Le fil porteur est -fixé entre des éléments de support verticaux et ce dernier ainsi que le fil à ]igaturer sont libres de mise a la terre.
Une réalisation préférée de la présente invention sera maintenant d~crite en référence à un exemple tel qu7illustré dans les dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue d r un câble de transmission aérienne supporté entre deux poteaux par un fil porteur métallique3 tel qu7uti].isé dans l'art antérieur;
~ la figure 2 est une vue identique à la figure 1, excepté qu~elle montre le câble de transmission supporté selon la présente invention, - la figure 3 est une vue grossie et fragmentée d7une partie de la ligne de transmission, et - la figure 4 est une vue en coupe, soit du fil porteur ou du fil à ligaturer selon la présente invention.
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En se référant maintenant aux dessins, la fic3ure 1 montre une portion d'une ligne de transmission dans laquelle un câble de transmission 10 est supporté entre deux poteaux verticaux 1~, au moyen d'un fil por-teur métallique 12, fi~é à
ses extrémités 13~ respectivement ~ un des poteaux llo Un fil à ligaturer métallique 14 entoure le fil porteur 12 et le câble de transmission 10 de façon à les ligaturer ensemble. Tout le long de la ligne de transmission7 à une distance d t environ 300 mètres l'un de l'autre, on retrouve un fil de mises ~ la terre 15 qui est fixé à une extrémité au fil porteur métallique par un connecteur 22 pour la mise ~ la terre. Ce fil 15 longe le poteau verticalement. La mise ~ la terre s'effectue au moyen d'une tige de mises ~ la terre 16 raccordée par le connecteur 23 au fil de mises ~ la terre 150 La tige 16 est enfoncée dans le sol 17. On prévoit aussi une telle mise à la terre aux extrémités du fil porteurO
Les nombreux désavantages inhérents à de tels flls porteurs de l'art antérieur et aux f il5 a ligaturer connus, ont été décrits précédem~,ent et l~on a découvert de façon surprenante que ces désavantages peuvent etre surmontés en utilisant un fil porteur non-métallique et non-conducteur électrique décrit ci-dessus et un fil à ligaturer non-métallique et non-conducteur électrique décrit aussi ci-dessus au lieu des fils métalliques utilisés présentement. Ltutili-sation de ces deux composants fait en sorte que l'on n'a plus besoin d'utiliser des fils de mises ~ la terre 15 et des tiges de mises à la terre 16 et des connecteurs 22 et 23 résultant en une installation simple moins coûteuse, plus rapide et sans entretien tout en offrant une sécurité au personnel d'entretien 3~
et de construction con~re les dangers d'accidents produits par les chocs électriques.
La figure 2 illustre une section d'une ligne de transmission de même nature que celle illustrée dans la figure exception que l'on utilise le fil porteur non~métallique et non-conducteur électrique selon la présente invention~
En se référant aux figures 3 et 4, ces dernières montrent une vue agrandie d'un fil porteur non-métallique 12~
selon la présente invention, lequel est utilisé pour supporter le c~ble de transmission lOo Le fil porteur 12' comporte un noyau interne 18 formé de fibres organiques de type aramide connues sous la marque de commerce Kevlar tel que décrit auparavant. Une enveloppe protectrice externe 19 protège le noyau interne 18 contre les rayons ultra-violets car de tels rayons ont pour effet de désagréger avec le temps les fibres de KevlarO L'enveloppe 19 est constitué d'un matériau spécial convenable possédant une longue vie et capable de surmonter les grands écarts de température qu'un tel fil porteur subira lorsqu~il sera utilisé dans des régions ou il y a des varia-tions de température importan~es.
Le fil ~ ligaturer 14' est construit de la memefaçon que le fil porteur 12l mais un diamètre inférieur.
La figure 4 est une coupe du fil à ligaturer 14'~ Cette figure illustre aussi le fil porteur 12 t VU en coupe, bien que ce dernier comporte un plus grand diamètre.
Comme exemple préféré, tel qu'illustré dans les dessins, le câble 10 est constitué d'un groupe de fibres optiques 21 dispo~és dans une enveloppe tubulaire externe ~0 Le c~ble de transmission peut aussi ~tre constitué de con-ducteurs métalli~ues pour transmettre des signaux électxiquesou de~ fils électriques de grande dimension pour trans~ettre le courant électrique.
En utilisant de tels fils porteurs non-métalliques tels que les fils décrits ci~dessus 9 on s t est rendu comp-te que le poids de la ligne est gxandement reduit puisque le poids des fils de Kevlar* sont d'environ 1/5 du poids des fils d'acier de même diamètre. Ils sont plus flexibles que les fils d'acier ne sont pas endommayés par la corrosion, non conducteurs électriques et en conséquence, ne nécessitent aucune mise à la terre et sont plus sécuritaires pour les personnes préposées ~ l'installation et ~ l'entretien en leur évitant les dangers d'accidents par chocs électriques. De plus, de tels fils sont plus extramement forts en tension mécanique que les fils d'acier de même poids.
Par exemple, le Kevlar 49 présente les caractéristi-ques et avantages suivants. La force de tension du Kevlar 49 est de 2760 MPa comparativement ~ 1960 MPa pour l'acier. Le module d'élasticité est de 124,110 MPa pour le Kevlar 49 et de 1999955 MPa pour l'acieri Le % d'élongation ~a rupture est de The present invention relates to a new carrier wire light and flexible, non-metallic, electrically non-conductive and very high mechanical strength in tension, for use in the support of the aerial transmission cables such as for example cables ~ optical fibers, tele-communication, video cables, power cables9 etc. More specifically, the invention relates to a stronger and more light than a steel wire of the same diameter and which is made an inner core of organic fibers covered with protective outer casing.
The present invention also relates to the use such non-metallic threads as tying threads for fix the transmission cable (s) to the carrier wire.
Nowadays, aerial transmission cables are supported by steel cables which are fixed between two spaced elements, including posts ~ towers of metal, buildings or a combination of its elements.
Since the carrier wire is metallic, we must install grounding at the ends of the line transmission as well as at frequent and predetermined locations along this line. However ~ we have realized that such grounding is not fully satisfied ~
health to protect the line against lightning ~ against direct or indirect or other electrical short circuits types of induced voltages and electric currents which occur electrical voltages dangerous to personnel maintenance and installation and which can also cause material damage to transmission cables and its components of supports ~ The line is defined here like the whole of the or transmission cables and their support elements ~
Another problem ~ me is related to the fact that ~ ilq carriers in 3 ~
steel and their connectors are exposed to corrosion which can also disintegrate the wire ~ tie and also reduce or cancel the effectiveness of grounding- This is particularly true with regard to the little thread metal to tie that fixes the transmission cable to the carrying wire and which is wound all along the line. Of plus ~ ground connections and ground rods to earth do not always produce a grounding of adequate quality or can be detached from the update wire the earth which is attached to the carrier wire and to the wire to be tied, thus causing a faulty earth fault.
Another disadvantage resulting from the use of these metallic carrying wires and metallic ligating wires is that they present dangers of electric shock to persons responsible for the installation and maintenance of wires and cables along a transmission line ~ On also encounter difficulties, as mentioned above either to get a quality ground adequate and either in the installation of the grounding rods earth and ~ more particularly in rocky soil or sandy.
Another disadvantage of these metallic load-bearing wires and metallic threads ~ ligating lies in the fact that they are heavy and rigid and9 accordingly; are difficult install, often requiring the use of heavy machinery and causing high installation costs. More than 9 such metallic wires to be tied are not easily foldable, making ain ~ i difficult winding the wire to tie around the carrier wire and the cable (s) mission ~ Although this winding is carried out using mechanical means, the operation becomes laborious by the difficult handling of the device ~ aturer and the weight of steel wire.
According to one of its aspects, the invention relates to a non-metallic carrier wire9 non-conductive electrical plus lighter and more flexible which overcomes virtually all disadvantage ~ es of the prior art and brings a host of advan-important stages, among others, its coefficient of elongation being slightly negative, the mechanical tension of such a wire carrier is less ~ low temperature than a carrier wire metallic. The exterior of its sheath having a smooth surface9 causes ice to form more slowly and this causes a thinner build-up of ice compared to a stranded steel eye. Its weight being lighter we have an arrow having a reduced amplitude for the same mechanical tension.
According to another of its aspects, the invention relates an aerial carrying wire and a wire to tie the assembly being non-electrically conductive and is fully lightning, direct or indirect short circuits and others 2Q types of currents and induced electrical voltages and so dangerous electrical voltages. This set is then safe for the personnel in charge of the installation maintenance and avoiding the danger of electric shock triquesO In addition, this set does not produce noise parasites which would be picked up by metallic conductors some transmission cables O
According to another of its aspects, the invention relates a carrying wire for transmission cable and a wire to ligature intended to fix the carrying wire to the cable of trans-mission without having to use grounding ~
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gods, and often ineffective or becoming ineffective with the passage of time, along the line of transmission-if we.
According to another of its aspects, the invention relates to a carrying wire intended to support cables of aerial transmission and a wire to be tied, being both non-metallic and stainless, flexible, electrical non-conductors, lighter than steel and extremely stronger than steel, in mechanical tension 1 ~ for the same weight.
In its broad aspect, the invention relates an overhead transmission line system comprising a cable support assembly supporting one or more vertical and spaced support cables. All includes a non-metallic carrier wire in combination and an electrical non-conductor and a wire to tie.
The wire to be tied is wrapped around one or more transmission cables and wire to tie to fix the cables to the carrier wire. The carrier wire and the wire to be ligated have an internal core formed of fibers high resistance synthetic, homopolyamide based or aromatic copolyamide. A protective envelope outer surrounds the inner core to protect the latter against ultraviolet rays and also provide a mechanical protection. The carrier wire is fixed between vertical support elements and the latter as well that the wire to be igatured are free from earthing.
A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to an example such shown in the accompanying drawings in which:
- Figure 1 is a view of a cable air transmission supported between two poles by a metallic support wire 3 as used in the art prior;
~ Figure 2 is a view identical to Figure 1, except that it shows the transmission cable supported according to the present invention, - Figure 3 is an enlarged and fragmented view part of the transmission line, and - Figure 4 is a sectional view, either of carrier wire or wire to be tied according to the present invention.
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~ 3 ~
Referring now to the drawings, Figure 1 shows a portion of a transmission line in which a transmission cable 10 is supported between two posts vertical 1 ~, by means of a metal carrier wire 12, fi ~ e to its ends 13 ~ respectively ~ one of the posts llo A wire metal ligature 14 surrounds the supporting wire 12 and the cable transmission 10 so as to tie them together. All the along the transmission line7 at a distance dt approximately 300 meters from each other, there is a thread of bets ~ the earth 15 which is fixed at one end to the metallic support wire by a connector 22 for grounding. This thread 15 runs along the post vertically. Grounding takes place by means of an earth rod 16 connected by the connector 23 to the earth wire 150 The rod 16 is sunk into the ground 17. There is also provision for such a earth at the ends of the carrier wire The many disadvantages inherent in such flls carriers of the prior art and known threads to ligate, have been described above, and we have discovered surprising that these disadvantages can be overcome by using a non-metallic and non-conductive carrier wire electric described above and a wire to tie non metallic and electrically non-conductive also described above instead of the metallic wires currently used. Ltutili-sation of these two components means that we no longer have need to use grounding wires 15 and rods of grounding 16 and connectors 22 and 23 resulting in a simple installation less expensive, faster and without maintenance while providing security to maintenance personnel 3 ~
and construction against the dangers of product accidents by electric shock.
Figure 2 illustrates a section of a line of transmission of the same nature as that illustrated in the figure exception that we use the non metallic carrier wire and non-electrical conductor according to the present invention ~
Referring to Figures 3 and 4, the latter show an enlarged view of a non-metallic carrier wire 12 ~
according to the present invention which is used to support the transmission cable lOo The carrier wire 12 'has a inner core 18 formed from aramid-type organic fibers known under the trademark Kevlar as described before. An external protective envelope 19 protects the inner core 18 against ultraviolet rays because such rays have the effect of disintegrating the fibers over time from KevlarO Envelope 19 is made of a special material suitable with a long life and capable of overcoming large temperature differences that such a carrier wire will undergo when used in areas where there are variations important temperature conditions.
The wire ~ ligaturer 14 'is constructed in the same way as the carrier wire 12l but a smaller diameter.
Figure 4 is a section of the wire to tie 14 '~ This figure also illustrates the carrying wire 12 t VU in section, well that the latter has a larger diameter.
As a preferred example, as illustrated in drawings, the cable 10 is made up of a group of fibers optics 21 available ~ és in an external tubular envelope ~ 0 The transmission cable can also be made up of metallic conductors for transmitting electrical signals or large electrical wires for trans the electric current.
By using such non-metallic load-bearing wires such as the wires described above ~ 9 on st is made comp-te that the weight of the line is greatly reduced since the weight of Kevlar * threads are approximately 1/5 of the weight of steel wires of the same diameter. They are more flexible than the steel wires are not damaged by corrosion, not electrically conductive and therefore do not require no grounding and are safer for attendants ~ installation and maintenance ~
avoiding the danger of accidents by electric shock. Of more, such wires are more extremely strong in tension mechanical than steel wires of the same weight.
For example, Kevlar 49 has the characteristics the following benefits. The tensile strength of Kevlar 49 is 2760 MPa compared to ~ 1960 MPa for steel. The modulus of elasticity is 124,110 MPa for Kevlar 49 and 1999 955 MPa for steel The% of elongation at break is
2,5 pour le Kevlar 49 et de 2 9 0 pour l'acier. Le poids du Kevlar 49 est de 1,44 g/cm3. Le poid~ de l'acier de 7.86 g/cm ~e coefficient thermique négatif d'expansion longitudinale du Kevlar 49 est de 0,000 002/~C. Ce matériel ne se dégrade pas jusqu'à la basse température de -196C. Le coefficient thermique négatif d'expansion d~ l'acier est de 0,000 011 5/~C~
La tension de fatigue du Kevlar 49 est supérieure à celle de l'acier. Ce matériau est un isolant ~lectrique. Par exemple 9 un câble optique peut être installé et ligaturé directem~nt un fil électrique de distribution de 25 kV à l'aide d'un fil ~ ligaturer de type Kevlar décrit ci-dessus.
* Marque de commerce 2.5 for Kevlar 49 and 2 9 0 for steel. The weight of Kevlar 49 is 1.44 g / cm3. The steel weight of 7.86 g / cm ~ e negative thermal coefficient of longitudinal expansion Kevlar 49 is 0.000 002 / ~ C. This material does not degrade not until the low temperature of -196C. The coefficient negative thermal expansion of steel is 0.000 011 5 / ~ C ~
The fatigue tension of Kevlar 49 is higher than that of steel. This material is an electrical insulator. For example 9 an optical cable can be installed and tied directly 25 kV electrical distribution wire using a wire ~ Kevlar type ligature described above.
* Trademark
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On a effectué des essais pilotes sur une installa-tion d t une portée de 100 metres de longueur où un fil porteur non-métallique tel que décri-t ci-dessus et un fil ~ ligaturer tel que décrit ci-dessus ont été utilisés pour supporter un cable de télécommunication constitué de fibres optiques. Cette ligne fut soumise à des essais clivers tels que essais de rupture9 tension, flexibilité ~ basse température. On a aussi expérimenté divers types de ligatures. Les résultats ont été
tres positifs rendant cette invention commercialisable. ~ous avons, en plus, fait lSinstallation d'un cable aérien d~une portée de 35 mètres. Un c~ble téléphonique de 11 paires a ét~
ligaturé a un fil porteur de 6 mm de type Kevlar~ Une bobine de fil à ligaturer d'environ 300 mètres a été insérée dans la machine à ligaturer de type "C". Nous avons constaté la facilit~ de tirage de la machine, traction positive ~sans glissement) lorsque la machine est en marche, excellent freinage lors de l'arret de la rnachine.
Le fil porteur a été tendu à 500 kg et nous avons observé la faible flèche de ce cable, par la suite, nous avons r~duit la tension ~ 250 kg et nous avons observé une flèche très acceptable.
On peut aussi envisager que les fils porteurs en acier présentement installés ainsi que les fils ~ ligaturer peuvent être remplacés par le fil porteur non-métallique ainsi que le fil à ligaturer selon la présente invention.
Il est entendu que la présente invention englobe toute modification de la r~alisation pr~férée a la condition que ces modifications soient définies par les revendications annexées.
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Pilot tests were carried out on an installation tion of a range of 100 meters in length where a load-bearing wire non-metallic as described above and a wire ~ tie as described above were used to support a telecommunication cable made up of optical fibers. This line was subjected to various tests such as breaking9 tension, flexibility ~ low temperature. We also have experimented with various types of ligatures. The results were very positive making this invention marketable. ~ or We also installed an overhead cable of one range of 35 meters. An 11-pair telephone cable was added ligated to a 6 mm Kevlar type carrying wire ~ A coil of wire of about 300 meters has been inserted in the "C" type binding machine. We found the ease of machine pulling, positive traction ~ without slip) when the machine is running, excellent braking when the machine stops.
The supporting wire has been stretched to 500 kg and we have observed the weak arrow of this cable, then we reduced the tension to 250 kg and we observed a very acceptable arrow.
We can also consider that the load-bearing wires in steel currently installed as well as the wires ~ tie can be replaced by the non-metallic carrier wire as well as the wire to be ligated according to the present invention.
It is understood that the present invention encompasses any modification of the pr ~ realization carried out on the condition that these modifications be defined by the claims attached.
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