CA1199381A - Cable a fibres organiques de marque kevlar pour support de cables aeriens - Google Patents

Cable a fibres organiques de marque kevlar pour support de cables aeriens

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CA1199381A
CA1199381A CA000424468A CA424468A CA1199381A CA 1199381 A CA1199381 A CA 1199381A CA 000424468 A CA000424468 A CA 000424468A CA 424468 A CA424468 A CA 424468A CA 1199381 A CA1199381 A CA 1199381A
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Canada
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Gerard Lariviere
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Hydro Quebec
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Hydro Quebec
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
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    • H02G7/05Suspension arrangements or devices for electric cables or lines
    • H02G7/06Suspensions for lines or cables along a separate supporting wire, e.g. S-hook
    • H02G7/10Flexible members or lashings wrapped around both the supporting wire and the line or cable
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/02Ropes built-up from fibrous or filamentary material, e.g. of vegetable origin, of animal origin, regenerated cellulose, plastics
    • D07B1/025Ropes built-up from fibrous or filamentary material, e.g. of vegetable origin, of animal origin, regenerated cellulose, plastics comprising high modulus, or high tenacity, polymer filaments or fibres, e.g. liquid-crystal polymers
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    • D07B2205/2046Polyamides, e.g. nylons
    • D07B2205/205Aramides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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Abstract

ABREGE DESCRIPTIF

Système de ligne de transmission aérienne comprenant un ensemble de support à câble supportant un ou des câbles de transmission aérienne entre deux éléments de support verticaux 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 ligaturer sont libres de mise à la terre.

Description

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.

\

~3~

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
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
3~

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.

9 _

Claims (3)

Les revendications de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est reven-diqué, sont définies comme il suit:-
1. Système de ligne de transmission aérienne comprenant un ensemble de support à câble supportant un ou des câbles de transmission aérienne entre deux éléments de support verticaux et espacés, ledit ensemble comprenant en combinaison un fil porteur non-métallique et non-conducteur électrique et un fil à ligaturer, ledit fil à ligaturer étant enroulé autour d'un ou plusieurs câbles de transmission et dudit fil porteur pour fixer lesdits câbles audit fil porteur, ledit fil porteur et ledit fil à ligaturer comportant un noyau interne formé de fibres synthétiques à haute résistance, à base d'homopolyamide aromatiques ou de copolyamide aromatique, une enveloppe protectrice externe entourant ledit noyau interne pour protéger le noyau interne contre les rayons ultra-violets et procurant aussi une protection mécanique, ledit fil porteur étant fixé
entre des éléments de support verticaux, ledit fil porteur et ledit fil à ligaturer étant libres de mise à la terre.
2. Ligne de transmission aérienne selon la reven-dication 1, caractérisée en ce que lesdits câbles de transmission sont constitués de câbles formés de plu-sieurs fibres optiques et/ou conducteurs métalliques.
3. Ligne de transmission aérienne selon la reven-dication 1, caractérisée en ce que ladite enveloppe protectrice a un recouvrement lisse afin de réduire l'accumulation de verglas.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0691719A1 (fr) * 1994-07-06 1996-01-10 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Câble de transmission aérien

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0691719A1 (fr) * 1994-07-06 1996-01-10 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Câble de transmission aérien

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