Dispositif pour réduire les courants d'enveloppe de câbles électriques. La présente invention a pour objet un dispositif pour réduire les courants induits dans l'enveloppe de câbles électriques, lesdits courants étant désignés ci-après sous le nom de "courants d'enveloppe".
C'est un fait bien connu que le passage de courants alternatifs dans un câble à con ducteur unique ou bien le déséquilibrage des courants alternatifs traversant un câble à conducteurs multiples induit une force électromotrice dans l'enveloppe ou le recoa- vrernent métallique du câble, force électro motrice qui peut produire une différence de potentiel dangereuse entre l'enveloppe du câble et les dispositifs adjacents si l'enve loppe ou le recouvrement métallique n'est pas mis à la terre ou relié à d'autres orga nes conducteurs. La présente invention a pour objet de réduire, et si besoin est, de neutraliser l'action en question.
Si l'enveloppe est reliée métalliquement avec d'autres organes conducteurs de ma- nièce à former un circuit complet, un cou rant prend naissance. Ce courant désigné sous le nom de "courant d'enveloppe" pro duit une perte dans la transmission et il exerce un effet appréciable sur l'échauffement du câble, réduisant par suite le courant admissible dans le conducteur du câble.
En vue de réduire ces courants d'enve loppe, l'enveloppe du câble est au moins en un point coupée de façon à former des lon gueurs ou sections isolées l'une de l'autre, des conducteurs étant prévus qui relient élec triquement ces sections et le tout étant établi de telle manière que des forces électromo trices induites soient opposées à d'autres dans l'enveloppe. On peut, par exemple, ayant divisé l'enveloppe eu une série de sec tions, relier ces sections par des conducteurs de telle manière que la force électromotrice induite dans une section soit opposée à la force électromotrice induite dans une ou des sections adjacentes. En addition à cette construction, on peut prévoir une pièce en matière magnétique qui est susceptible d'être aimantée par le courant traversant le conducteur ou les con ducteurs du câble.
Cette pièce peut être construite ou non avec un entrefer, mais en tout cas, les conducteurs ci-dessus mention nés et l'une des sections de l'enveloppe agiront comme une bobine par rapport à la matière magnétique.
Le dispositif peut comprendre les boîtes de jonction à l'aide desquelles les extrémités adjacentes de deux longueurs du câble con ducteur sont réunies l'une à l'autre, boîtes dans lesquelles les difficultés ci-dessus men tionnées sont rencontrées.
Le dispositif peut aussi être établi en divisant l'enveloppe en sections isolées les unes des autres, des pièces en matière ma gnétique possédant un entrefer réglable étant placées à proximité du câble et dans un em placement convenable de matière à être ai mantées par le courant ou les courants pas sant dans le ou les conducteurs du câble, ces pièces de matière magnétique étant pré vues avec des bobines convenablement agen cées.
La bobine ou l'enroulement de la pièce magnétique est susceptible de produire une force électromotrice et est connectée de manière à réduire ou, si on le désire, à neutraliser l'effet de la force électromotrice induite dans n'importe quelle longueur de l'eveloppe. Les connexions reliant la bobine et l'enveloppe peuvent être faites en les re liant au travers d'interruptions ménagées dans la continuité de l'enveloppe ou bien en reliant électriquement une extrémité de l'en roulement à un point de l'enveloppe et l'au tre extrémité à la terre.
Dans tous les cas cependant, comme la force électromotrice induite dans l'enveloppe ou le revêtement métallique est proportion nelle au courant passant dans le conducteur du câble ou dans le cas des câbles à con ducteurs multiples proportionnelle à la somme vectorielle des courants, il est évident qu'en connectant d'une manière appropriée les sections de l'enveloppe les unes aux autres, l'effet de la force électromotrice induite dans n'importe quelle longueur de l'enveloppe peut être neutralisé. Dans les cas mentionnés ci-dessus où une pièce de matière magnétique est prévue autour d'une section de l'enve loppe, cette pièce doit être dimensionnée de manière à fonctionner au-dessous de la satu ration si on veut obtenir la neutralisation complète pour toutes les charges.
Si cepen dant une neutralisation complète aux charges élevées n'est pas requise, la pièce magnéti que peut alors travailler au delà du point de saturation.
Le dessin ci-joint montre, à titre d'exem ple, plusieurs formes d'exécution du dispo sitif selon l'invention: La fig. 1 montre un premier exemple; La fig. 2 est une autre forme de réalisation dans laquelle une pièce en matière magné tique est ajoutée à la construction de la fig. 1; La fig. 3 est encore une autre forme de réalisation de l'invention et La fig. 4 montre l'invention appliquée à des boîtes de jonction destinées à réunir les extrémités adjacentes de deux longueurs de câbles l'une à l'autre.
Sur la première forme de réalisation de l'invention représentée sur la fig. 1, un câble 1 qui peut être soit du type à conducteur unique, soit du type à conducteurs multiples et muni d'une enveloppe composée de sec tions 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, etc..., les sections adjacentes étant isolées l'une de l'autre ainsi qu'il est indiqué en 9.
Une extrémité du conducteur 10 est reliée à la section 2 de l'enveloppe, l'autre extré mité de ce conducteur étant connectée à l'extrémité de la section adjacente 3 éloignée de la section 2. A l'autre extrémité de cette section 3, c'est-à-dire à l'extrémité adjacente à la section 2 est relié un conducteur 11 dont l'autre extrémité est connectée à l'ex trémité de la section 4 de l'enveloppe qui est adjacente à la section 3. Le conducteur 10 est mis à la terre en 12.
L'extrémité de la section 4 de l'enve loppe adjacente à la section 5 est mise à, la terre comme il est indiqué en 13 et un con- ducteur 14 est relié à cette terre et à l'ex- trérnité de la section 5 de l'enveloppe éloi gnée de la section 4. Un conducteur 15 est connecté à l'extrémité de la section 5 de l'enveloppe adjacente à la section 4. L'ex trémité opposée de ce conducteur est con nectée à l'extrémité de la section 6 de l'en veloppe adjacente à la section 5.
L'extré mité opposée de la section 6, c'est-à-dire l'extrémité éloignée de la section 5 est mise à la terre comme il est indiqué en 16 et un conducteur 17 est connecté à cette terre et à l'extrémité de la section 7 éloignée de la section 6. 18 désigne un conducteur dont une extrémité est connectée à la section 7 de l'enveloppe à l'extrémité adjacente à la section 6, tandis que l'autre extrémité de ce conducteur est connectée à la section 8 de l'enveloppe à l'extrémité adjacente à la section 7.
Ceci constitue une construction qui est; par suite, applicable à des câbles à conduc teur unique ou à conducteurs multiples dans lesquels la force électromotrice induite dans une section de l'enveloppe est opposée à la force électromotrice induite dans une autre section, dans le cas particulier à la force électromotrice induite dans une section ad jacente. Par exemple, les sections 5 et 6 de l'enveloppe sont connectées l'une à l'autre par le conducteur 15 de telle manière que la force électromotrice induite dans la section 6 sous l'effet du courant passant dans le ou les conducteurs du câble est opposée à la fonce électromotrice induite dans la section 5 de l'enveloppe.
Avec cette construction, il est évident que l'intensité du courant d'enveloppe est noir seulement réduite mais qu'elle peut être neutralisée pourvu que les différentes sections de l'enveloppe aient des longueurs appro priées pour s'équilibrer l'une l'autre.
Pour rendre cette construction exécutable, il y a lieu de comprendre que les parties longitudinales des conducteurs 10, 11, etc..., c'est-à-dire les parties qui s'étendent parallè lement à l'enveloppe du câble doivent être écartées d'une certaine distance ou proté- gées par un écran magnétique contre l'effet magnétisant du courant qui passe dans le ou les conducteurs du câble.
Bien que cet agencement offre une cons truction dans laquelle le courant d'enveloppe peut être réduit et même neutralisé grâce à une division convenable de l'enveloppe, on peut préférer dans Lui certain cas une cons truction du genre de celle représentée sur la fig. 2. Dans cette forme de réalisation de l'invention, l'enveloppe du câble est divisée en sections comme précédemment et autour d'une de ces sections est disposée une pièce 19 en matière magnétique feuilletée et pos sédant un entrefer réglable 20. Cette pièce en matière magnétique feuilletée est repré sentée comme appliquée autour de la section 3 de l'enveloppe du câble.
Il y a lieu de comprendre que cette pièce est soumise à l'induction du courant qui passe dans le ou les conducteurs du câble et qu'elle augmen tera le voltage induit dans la section 3 de l'enveloppe. Les conducteurs 10 et 11 con nectent les sections 2, 3 et 4 de sorte que la force électromotrice induite dans la sec tion 3 est opposée à la force électromotrice induite dans les sections adjacentes 2 et 4, la présence de la pièce 19 augmentant le voltage induit dans la section 3 du câble et permettant à une longueur relativement courte de l'enveloppe de neutraliser une longueur plus longue.
On effectue le réglage de l'entrefer 20 en réglant les pièces des lamelles 19 autour de l'articulation à pivot 21. Cependant, la pièce 19 pourrait avoir une structure feuilletée composée de bagues rigides, si on le désire, et, en faisant varier le nombre de bagues de manière à modifier la réluctance du cir cuit magnétique de la pièce 19, on pourrait obtenir le même effet électriquement.
Dans les deux formes de réalisation de l'invention représentées sur les fig. 1 et 2, on a prévu une construction dans laquelle la force électromotrice induite dans une section de l'enveloppe est opposée à la force électromotrice induite dans une autre section, en particulier dans une section adjacente. Dans le cas de la fig. 2, la force électro motrice induite dans une section de l'enve loppe est opposée aux forces électromotrices induites dans les sections adjacentes.
Sur la fig. 3 le câble 22 a son enveloppe divisée en sections 23 et 24 isolées l'une de l'autre par un isolant 25. Autour du câble est placée une pièce feuilletée en matière magnétique 26 dont l'entrefer 27 peut être réglé en déplaçant les lamelles autour de l'articulation à pivot 28. Le but de cet entrefer réglable 27 est de permettre un ré glage en vue d'obtenir un état équilibré sans nécessiter un changement de l'enroule ment ou de la bobine 29 dont la pièce ma gnétique est munie. Cette bobine est mise à la terre en 30 et une extrémité de la bobine est reliée à la section 24 de l'enveloppe comme il est indiqué en 31, tandis que l'autre extrémité est reliée à la section 23 de l'enveloppe comme indiqué en 32.
On a représenté la bobine mise à la terre en 30, mais on comprend qu'on puisse se passer de cette terre et qu'on pourrait mettre l'en veloppe du câble à la terre.
Dans la forme de réalisation de l'inven tion représentée sur la fig. 4, 33 et 34 dési gnent les extrémités de deux longueurs d'ut) câble conducteur qui peut être soit un câble à conducteur unique, soit un câble à conduc teurs multiples, joints ou réunis par une boîte de jonction orr de raccordement 35. Cette boîte comprend deux extrémités métal liques 36 et 37 respectivement, reliées élec triquement aux enveloppes du câble adja centes et à, une section métallique iDterMé- diaire 38, cette section étant cependant en matière non magnétique.
La section inter médiaire 38 est reliée mécaniquement à, mais isolée électriquement des extrémités métalliques 36 et 37 au moyen d'isolants 39.
Une pièce 40 en matière magnétique est appliquée autour de la partie intermédiaire 38 de la boîte ou bien, en tout cas, elle est placée de manière à pouvoir recevoir de l'induction du conducteur ou des conducteurs du câble, l'isolant 41 étant interposé entre cette pièce et le métal de la section 38 de la boîte. La pièce 40 est semblable en cons truction aux pièces 19 et 26, c'est-à-dire qu'elle présente une structure feuilletée, les lamelles étant. disposées de manière à cons tituer un entrefer 42 qui est évidemment réglable. Le même effet peut être obtenu électriquement en enlevant quelques-unes des lamelles ou bien en en ajoutant à la construction, comme on le désire.
Un con ducteur 43 a une de ses extrémités reliée à la plaque métallique d'extrémité 36 de la boîte de jonction à laquelle la longueur de câble 33 est connectée ou bien à l'enveloppe de la longueur de câble 33, tandis que son autre extrémité est connectée à l'extrémité éloignée de la pièce intermédiaire 38 de la boîte. De même un conducteur 44 a son extrémité connectée à la plaque d'extrémité métallique 37 de la boîte ou bien il peut être connecté à l'enveloppe de la longueur 34 du câble, tandis que l'extrémité opposée de ce conducteur est connectée à l'extrémité éloi gnée de la pièce intermédiaire 38 de la boite.
Ainsi connectés les deux conducteurs 43 et 44 en combinaison avec la pièce in termédiaire 38 de la boîte agissent comme une bobine de neutralisation à une seule spire viv-à-vis de la pièce 40 et la force électromotrice induite dans l'enveloppe de la longueur du câble 33 et dans l'enveloppe de la longeur de câble 34 est opposée à la force électromotrice induite dans la matière 38 de la boîte de jonction. Les parties 36, 37 et 38 pourraient être réunies en une seule, l'isolant 39 étant dans ce cas interposé entre les pièces 86 et 37 et les enveloppes des longueurs de câble 33 et 34 respectivement.
Il est évident dans ce cas que l'extrémité du conducteur 44 qui a été indiqué comme reliée à la pièce d'extré mité 37 peut être connectée à l'enveloppe de la longueur de câble 34, tandis que l'extré mité du conducteur 43 représentée mainte nant connectée à la plaque d'extrémité 36 doit être connectée à l'enveloppe de la lon gueur de câble 33.
Dans toutes les formes de réalisation de l'invention ci-dessus décrites, il est évident que les courants désignés sous le nom de "courants d'enveloppe" dans les câbles à conducteur unique ou à conducteurs multi ples peuvent être réduits ou, si on le désire, neutralisés complètement, ce qui permet d'éliminer ou de réduire à une valeur ou à un degré qui n'est plus préjudiciable l'éta blissement de potentiels dans l'enveloppe du câble ainsi que l'échauffement. Il est évident aussi que les moyens employés peuvent être disposés à n'importe quel emplacement ap proprié par rapport à la longueur du câble ou à la boîte de jonction ou de raccordement à l'aide de laquelle deux longueurs de câble sont reliées l'une à l'autre.
On comprendra aussi que des moyens autres que les pièces 19 et 26, par exemple, décrits ci-dessus, peuvent leur être substitués, si on le désire.
On comprendra en outre que le terme "enveloppe" utilisé ici doit être interprété comme. signifiant n'importe quel revêtement ou recouvrement métallique du câble. En pratique, il peut y avoir une seule de ces enveloppes comme dans le cas de certains types de câbles conducteurs où on emploie une enveloppe de plomb, tandis que, dans d'autres cas, on emploie une armature ou un revêtement armé qui est généralement en matière magnétique et qui est isolé de l'en veloppe de plomb, s'il en est, mais qui en tout cas est isolé du ou des conducteurs du câble.
On voit que des moyens ont été prévus pour réduire ou neutraliser les courants d'enveloppe, lesquels peuvent être installés dans n'importe quel emplacement convenable par rapport à la longueur du câble ou bien à l'endroit des boîtes de jonction ou de rac cordement à l'aide desquelles deux longueurs de câble à conducteur unique ou à conduc teurs multiples sont reliées l'une à l'autre.
On comprend en outre que bien que dans quelques cas on applique un anneau en ma tière magnétique feuilletée, ce moyen peut prendre d'autres formes si on le désire.
REVENDICATION Dispositif pour réduire les courants d'en veloppe de câbles électriques, caractérisé par le fait que l'enveloppe est divisée en au moins deux sections isolées les unes des autres, des conducteurs étant prévus qui relient électriquement lesdites sections d'en veloppe, le tout étant établi de telle ma nière que les forces électromotrices induites soient opposées à d'autres dans l'enveloppe.