Câble électrique à haute tension et procédé pour sa fabrication. L'expérience a montré que, dans les câ bles électriques dont l'isolement comporte un corps solide isolant, du papier par exemple, imprégné -de matière isolante, les points fai bles à l'égard de la disruption électrique sont constitués essentiellement par les parties de l'isolement imparfaitement imprégnées et présentant des vacuoles; celles-ci, qui peu vent se former dans n'importe quelle partie de l'isolement, contiennent des gaz plus ou moins raréfiés; elles constituent des points faibles qui amorcent le percement de l'isole ment; leur complète élimination, soit en cours de fabrication, soit après pose du câble est très difficile.
Comme cela est connu, la rigidité -diélec trique des gaz augmente avec la pression et l'utilisation de cette propriété a déjà été proposée pour la fabrication -de câbles élec triques à haute tension avec gaine protec trice souple, .dont le ou les conducteurs- sont, par rapport à cette gaine, maintenus en po sition pratiquement invariable par un corps solide isolant, les parties de l'espace à l'inté rieur de la gaine, non occupées par le ou les conducteurs et par le corps solide isolant, étant remplies d'un gaz comprimé.
On substitue ainsi aux matières isolan tes d'imprégnation couramment employées (huiles, résines, etc.) un gaz sous pression remplissant complètement toutes les partie- de l'espace à l'intérieur de la gaine protec trice -et non occupées par le ou les conduc teurs et le corps solide isolant. Il est indi qué de choisir un gaz sec et inerte. La for mation de vacuoles occupées par des gaz ra réfiés est exclue et la rigidité électrique de l'isolement ainsi réalisé est variable à vo lonté avec la pression du gaz entre des limi tes étendues; elle peut atteindre des valeurs élevées capables de résister à de très hautes tensions.
L'isolement est donc constitué par deux éléments distincts, un élément solide et un élément gazeux. Le but de l'élément solide est. double: maintenir-le ou les conducteurs en tout point à une distance de la gaine pro tectrice pratiquement invariable, et isoler électriquement ce ou ces conducteurs de ia gaine. L'élément gazeux atteint son but en remplissant complètement tout l'espace non occupé par l'élément solide entre conducteurs et naine.
La présente invention a pour objet un câ ble qui se distingue de câbles connus :de ce genre en ce que le corps solide isolant est souple et disposé autour du ou des conduc teurs tout le long de :ceux-ci, de façon que toute section transversale :du câble rencontre ce corps solide isolant.
L'objet de la présente invention comporte également un procédé pour la fabrication de ce câble, procédé :d'après lequel le corps so lide isolant souple est disposé autour du ou des conducteurs tout le long de ceux-ci, de façon que toute section transversale au câ ble rencontre ce :corps solide isolant, le ou les conducteurs ainsi revêtus étant ensuite lo gés dans la gaine protectrice souple, puis le gaz sous pression .étant introduit dans la gaine où il vient remplir toutes les parties de l'espace non occupées par le ou les conduc teurs et le corps solide isolant.
Deux formes d'exécution et plusieurs va riantes d'un câble selon l'invention sont re présentées, schématiquement, et à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: Fig. 1 est une coupe transversale d'un câble unipolaire, et Fig. 2 une coupe transversale :d'un câble tripolaire; Les fig. 3, 4 et 5 sont des coupes trans versales partielles d'un câble unipolaire mon trant chacune une variante d'isolement; Fig. d est une coupe longitudinale d'un câble unipolaire montrant une quatrième va riante d'isolement, et Fig. 7 est une coupe transversale d'un conducteur de construction spéciale.
Dans la première forme :d'exécution (fig. 1), le câble unipolaire représenté est à :conducteur souple 1 formé d'une corde de cuivre ou d'aluminium ou d'un autre métal bon conducteur de l'électricité; ce conduc- teur est recouvert d'un isolant 2 enroulé en hélice, et non montré .au dessin, entouré lui- même d'une gaine protectrice souple 3, en plomb, par exemple, ou en caoutchouc, ou en plomb allié à un autre métal (antimoine, étain, etc). Cette gaine est étanche aux gaz et,. en outre, elle doit être susceptible de sup porter sans déformation la pression intérieure du gaz comprimé.
Pour la rendre plus résis tante à :cette pression, elle est entourée d'une ceinture de renforcement 4 constituée par des rubans enroulés en hélice superposées, ru bans en un matériau non magnétique, papier, toile, cuivre, etc., afin d'éviter les pertes par induction. Pour protéger cette ceinture contre l'action destructrice )des agents extérieurs, elle est à son tour entourée d'un manteau souple extérieur 5, de même matériau que la gaine 3, par exemple, Une gaine en alliage de plomb sera plus résistante _à la pression qu'en plomb dur.
La gaine 3 et le manteau 5, lorsqu'ils sont :en plomb, peuvent :être co:urcircuités aux jonctions et extrémités de câbles, de sorte qu'ils sont tous deux au même potentiel, gé néralement celui de la terre. Dans ce :cas, la ceinture de renforcement est soumise à la, seule contraite mécanique résultant de la poussée du gaz comprimé. Par contre, si 3 et 5 sont isolés électriquement<B>l'un</B> de l'autre aux jonctions et extrémités, :on pourra ap pliquer la tension totale entre le conducteur 1 et le manteau :de plomb 5;
la gaine 3 pren dra un potentiel intermédiaire entre ceux de 1 et 5 et déterminé par les caractéristiques physiques du câble; la ceinture :de .renforce ment 4 sera ainsi soumise en outre à la con trainte électrique due au champ électrosta tique régnant entre les deux parties métalli ques 3 et 5. Cette ceinture sera de préférence constituée par du papier imprégné d'huile ou d'enduit de câble à base d'huile et de ré sine.
Dans la seconde forme d'exécution (fig. 2), le câble tripolaire représenté com- porte trois conducteurs souples 1 recouverts chacun .d'un isolant 2 enroulé en hélice et non montré au dessin, conducteurs tordus en- semble à la manière connue; la corde à trois torons ainsi réalisée est entourée elle-même d'une gaine souple 3 en plomb (ou autre ma- téiiau) recouverte à son tour d'une ceinture de renforcement 4 jouant aussi le rôle de manteau extérieur -de protection.
Dans ce cas, la ceinture peut être constituée par des rubans métalliques; elle n'aura ici à suppor ter que la pression .du gaz et ne sera pas soumise à une contrainte électrique.
Dans les trois variantes montrées aux fig. 3, 4 et 5, le corps solide isolant 2 est constitué: En fig. 3, par des couches de papier plat 6 superposées -et appliquées directement les unes -sur les autres; En fig. 4, par des couches de papier plat 6 superposées -et alternant avec des couches de papier ondulé ou gaufré 7; En fig. 5, par des couches de papier plat 6 superposées et alternant avec des couches de ficelles 8 en papier (ou tubes ou tresses, etc.).
Ces diverses couches sont, -dans le même câble, .enroulées alternativement dans un sens ou dans l'autre, soit par couches ou par groupes de couches.
La, quatrième variante d'isolement mon trée en fig.6 ne comporte que des-couches de ficelles 8 (ou tubes ou tresses, etc.),enrou- lées les unes sur les autres, les spires de la même couche n'étant pas jointives les unes aux autres, afin -de .donner moins de volume au corps isolant.
D'autres formes que celles montrées par le dessin peuvent être données au corps so lide isolant et les spires d'une même couche peuvent être plus ou moins .serrées les unes contre les autres. Dans toutes ces formes d'exécution il y a interpénétration intime entre ces deux éléments, solide et gazeux, de l'isolant.
Le ou les conducteurs peuvent être cons titués par des brins massifs ou par .des cordes formées de fils tordus en hélices à la façon ordinaire, ou par des tuyaux souples, ouï comme le montre la fig. 7; par une corde dans laquelle un canal intérieur est ménagé au moyen d'une hélice 9 autour de laquelle les brins sont enroulés. Cette dernière façon de faire a pour but d'augmenter artificielle ment le diamètre extérieur du conducteur pour réduire le gradient de potentiel et faei- liter l'introduction et la pénétration du gaz comprimé dans toute l'étendue du câble.
Le canal peut être réalisé par un fil ou un ru ban tordu en hélice, ou par un tube per foré, etc.
Lorsque le volume de l'élément solide de l'isolement .est relativement faible par rap port au volume total de l'isolement, il est indiqué d'utiliser des conducteurs particuliè rement souples, par exemple des cordes à grand nombre de fils fins, afin que par la manipulation du câble, courbes de celui-ci, etc., la pression exercée par la corde sur l'élément solide ne soit pas suffisante pour déformer cet élément; le maintien du ou d@,.@s conducteurs en position invariable sera ainsi mieux assuré.
Les formes d'exécution du câble selon l'invention peuvent différer des formes d'exé cution et variantes -décrites et représentées, par exemple, par le nombre, la forme -et 1;t. disposition des conducteurs, par la constitu tion, la forme et la disposition des diverses parties de l'élément solide de l'isolement, par la constitution, la forme et la disposition des diverses parties de la ceinture de renforce ment, etc., et, d'une manière générale, par le nombre, la forme, la constitution et la -dispo sition des diverses parties du câble.
Dans la pratique, le procédé selon l'inven tion pourra comporter, par exemple, les opé rations successives suivantes: câblage du ou des conducteurs, directement par tordage des brins ou par tordage des brins autour d'une âme creuse, recouvrage du ou des conduc teurs par le corps solide isolant, câblage<B>î</B> d>.-, conducteurs ainsi recouverts, dans le cas d'un câble multipolaire, desséchage du corps solide isolant en étuve à chaud et par le vide, pressage de la gaine protectrice de plomb, recouvrage de cette gaine par la ceinture protectrice -de renforcement, éven tuellement desséchage de cette ceinture et imprégnation,
pressage du manteau de plomb extérieur, pose du câble et introduction du gaz comprimé dans le câble.
Les opérations ci-dessus peuvent différer dans leur nombre et leur succession et d'au tres peuvent y être ajoutées suivant le type de câble à fabriquer.
La pression du gaz comprimé imprégnant le ,câble peut, en cours d'exploitation, être maintenue constante ou être variée à volonté, et cela suivant les cas considérés, et la pres sion se propage tout. le long du câble par les espaces libres non solides qui se trouvent ré partis tout au long de la gaine protectrice, tant entre les parties du corps .solide isolant et dans la contexture même de .celui-ci que dans le ou les conducteurs.