FR2498386A1 - Ligne aerienne triphasee de transport d'energie electrique a terne unique et a phases divisees - Google Patents

Abstract

CETTE LIGNE AERIENNE COMPREND DES PHASES DIVISEES 1, 2, 3 DONT LES FILS 4 SONT FIXES SUR DES ENTRETOISES METALLIQUES 5 FORMANT, DANS LE PLAN PERPENDICULAIRE A L'AXE DE LA LIGNE, DES CIRCUITS DES SECTIONS TRANSVERSALES DES PHASES DIVISEES FIXEES A L'AIDE D'ISOLATEURS 7 SUR DES PYLONES DE LA LIGNE, SONT LES ELEMENTS 8 ET 11 SONT REPORTES AU-DELA DE L'ESPACE OCCUPE PAR LES PHASES DIVISEES ET LES ESPACEMENTS AERIENS DESDITES PHASES. LES INTERVALLES ENTRE DEUX PHASES 1-2 ET 2-3 SONT CONSTANTS, LES FILS 4 ETANT DISPOSES DANS LES PHASES DE MANIERE QUE LES VALEURS DES CHARGES ET DES COURANTS SOIENT PROCHES DES VALEURS MOYENNES, CE QUI PERMET DE CREER UN CHAMP NON HOMOGENE DANS LE VOLUME DES INTERVALLES ENTRE LES PHASES. AINSI, LE CLAQUAGE, DU AUX SURTENSIONS INADMISSIBLES DANS LA LIGNE N'EST POSSIBLE QUE DANS LA FORME "STREAMER". L'INVENTION S'APPLIQUE A DES LIGNES DE GRANDE PUISSANCE NATURELLE, DEPASSANT DE 10 FOIS ET PLUS CELLE DES LIGNES CLASSIQUES DE TRANSPORT D'ENERGIE.

Description

La présente invention concerne des lignes aériennes triphasées de transport d'énergie en courant alternatif à haute, très haute ou ultra-haute tension. Plus particulièrement, l'invention a pour objet une ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées.

D'une façon générale, les lignes de transport d'énergie à phases divisées comportent, dans chacune des phases, plusieurs fils dénudés élémentaires, fabriqués habituellement en acier et en aluminium. Dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, ces fils sont reliés par des entretoises métalliques en formant des circuits de phases divisées. Les phases divisées sont fixées au moyen d'isolateurs sur des pylones de lignes d'énergie intermédiaires, terminaux ou angulaires ou sur des pylônes d'ancrage et autres. De telles lignes électriques à phases divisées présentent une plus faible résistance d'onde par rapport aux lignes dans lesquelles chaque phase n'est constituée que par un seul fil, et par conséquent, ces lignes sont d'une capacité de transport accrue, c'est-à-dire d'une puissance naturelle accrue.

L'augmentation des puissances transmises par des lignes de transport d'énergie entraîne un accroissement des capacités de transport de ces lignes, qui doit etre obtenu tout en assurant une économie appropriée de ces dernières.

L'un des moyens pour augmenter la capacité des lignes de transport d'énergie en courant alternatif à phases divisées consiste à augmenter le nombre de conducteurs dans les phases divisées. Cependant, l'accroissement du nombre de fils, et la réduction de leur diamètre, provoque une diminution de la distance entre les pylônes, tandis que l'augmentation du nombre des fils sans réduction de leur diamètre dans des lignes de transport d'énergie connues a provoqué un affaiblissement rapide de l'accroissement de la capacité des lignes, ce qui présente un désavantage sur le plan économique.

On connaît une ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique et à fihases divisées, décrite dans l'article d'Alexandrov G.N., Krilov S.V.,
Lissochkina G.V., Lyskov J.I. et Redkov V.N., intitulé "Utilité de création de lignes aériennes en courant alternatif à rayon agrandi de division des fils", et paru dans la revue "Centrales électriques", édition "Energuia"
Moscou, NO 8, 1973, pages 48 à 55. Dans cet article, on prévoit d'augmenter le nombre de fils par rapport aux lignes de transport d'énergie classiques de type semblable.Cette ligne de transport d'énergie comporte des fils fixés sur des entretoises métalliques formant dans le plan perpendiculaire à l'axe de la ligne de transport d'énergie des circuits de sections transversales des phases divisées, ainsi que des pylônes et des isolateurs servant à fixer les phases sur les pylônes. Dans cette ligne, les circuits des phases divisées présentent des circonférences de diamètre égal espacées dans le plan horizontal, entre lesquelles sont disposés les montants des pylônes.

Chaque phase d'une telle ligne de transport d'énergie, comme celles d'autres lignes classiques de transport à phases divisées, comporte un nombre égal de fils espacés les uns des autres de la même distance, c'està-dire que le pas d'espacement est constant dans chacune des phases et identique pour toutes les phases. Toutefois, le nombre de fils dans chaque phase de cette ligne de transport d'énergie est accru par rapport à celui des fils dans les phases d'autres lignes classiques de transport d'énergie, et ce nombre s'élève à 9, au lieu de 4 à 5 pour une ligne de transport d'énergie à 750 kV, et atteint 12 à 13 au lieu de 8 pour une ligne de transport d'énergie à 1150 kV.Avec l'accroissement du nombre de fils dans les phases, on voit s'accroitre également les rayons des circonférences suivant lesquelles sont disposés les fils de chaque phase, ce qui est nécessaire pour conserver le pas habituel de division entre les fils.

Dans une telle ligne, l'intervalle S entre les phases est identique à celui des lignes classiques de transport d'énergie, c'est-à-dire de 17 à 20 mètres pour une ligne à 750 kV et de 23 à 25 mètres pour une ligne de transport à 1150 kV. L'accroissement des rayons des circonférences suivant lesquelles sont disposés les fils de chaque phase, c'est-à-dire l'accroissement des rayons de division des phases, a permis de réduire la résistance d'onde jusqu'à 150 Ohms et, par conséquent, d'augmenter la puissance naturelle d'une ligne de transport d'énergie à 750 kV depuis 2 à 3,5 mln. kW et d'une ligne de transport d'énergie à 1150 kW, de 5 à 9 kW, c'est-à-dire d'obtenir un accroissement de 70 à 80 %.

Dans cette ligne de transport d'énergie, la distance entre les fils des phases voisines n'est pas égale et varie de S à S + 4 rp. Ce phénomène, ainsi qu'une grande distance entre les phases et la présence entre celles-ci de pylônes mis à la terre, provoque une inhomogénéité du champ électrique dans tous les espacements des phases.

Lorsque, dans un tel champ électrique, les surtensions dépassent les valeurs admissibles, le claquage électrique entre les phases se produit dans la forme leader caractérisée par la formation, dans l'espace entre les phases, d'un canal aérien dans lequel se produit la décharge électrique Pour assurer une rigidité diélectrique désirée dans de telles conditions, il est nécessaire d'espacer les phases d'une distance relativement importante. Il en résulte un accroissement important des dimensions et du coût des pylônes, ainsi qu'une augmentation de la largeur du tracé.

Un autre moyen d'augmenter la capacité de la ligne de transport d'énergie électrique réside dans l'augmentation du nombre de phases. On connaît une ligne hexaphasée de transport d'énergie à 462 kV, décrite dans un article de L.O. Bartholo intitulé "Round table on transmission of electricity into the beginning of the 21-st century" et paru dans "Electra" nO 61, 1968, Paris, pages 32-35, dans cet article chaque phase de la ligne est divisée en quatre fils régulièrement espacés sur des entretoises métalliques autour du centre de la phase.

Dans cette ligne de transport d-'énergie, les phases sont disposées également autour d'un centre commun, tandis que les éléments des pylônes sont décalés au-delà de l'espace occupé par les phases et leurs espacements aériens. La distance entre les axes des phases voisines est de 4,9 m, celle entre les fils les plus rapprochés des phases voisines étant de 4,4 m. L'intensité du champ électrique dans l'espace entre les phases de cette ligne de transport d'énergie atteint 1,5 kV/cm pour la valeur d'amplitude de la tension de travail
Dans cette ligne de transport d'énergie, tout comme dans celle mentionnée plus haut, le champ électrique entre les phases n'est pas homogène du fait que les fils des phases voisines sont disposés à des distances diffé- rentes l'un par rapport à l'autre.

Dans cette ligne, les pylônes ont des dimensions relativement faibles, tandis que sa puissance naturelle est grande, c'est-à-dire 6 mln.kW. Cependant, une ligne hexaphasée de transport d'énergie nécessite l'emploi de transformateurs à schémas de connexion utilisés dans des dispositifs de redressement, ce qui la rend plus complexe et coûteuse.

I1 est connu un autre mode d'accroissement de la capacité d'une ligne de transport d'énergie en courant alternatif et à phases divisées consistant à créer un champ électrique faiblement non-homogène dans les espaces entre les phases. Ce mode est décrit dans le brevet des EUA nb 3249773. Dans la description de ce brevet figurent deux lignes de transport d'énergie.

L'une d'elles représente une ligne aérienne monophasée de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées, comportant deux rangées de fils, fixés sur des entretoises métalliques, des portiques intermédiaires et des isolateurs. Parmi ces derniers, les isolateurs assurant la fixation de la rangée inférieure de fils sur le portique constituent des chaînes de suspension, tandis que les isolateurs permettant la fixation de la rangée supérieure de fils sont des isolateurs à tige. Dans cette ligne de transport d'énergie, du fait que les rangées des fils sont disposées symétriquement par rapport à la traverse horizontale du pylône, celle-ci est située dans les limites de l'espace occupé par l'espacement aérien des phases. Chaque rangée comporte un nombre identique de fils qui sont situés à des distances égales l'un par rapport à l'autre.

Dans cette ligne monophasée de transport d'énergie, la présence d'un élément de pylône dans l'espacement entre les phases, comme c'est le cas d'autres lignes de transport d'énergie à la même disposition de pylônes, d'une part, entraîne une réduction du degré d'homogénéité du champ électrique entre les phases et, d'autre part, nécessite un accroissement de la distance entre lesdites phases. Il en résulte une limitation de la capacité d'une telle ligne de transport d'énergie, capacité qui est déjà faible du fait que la ligne est monophasée. De plus, l'emploi dans cette ligne d'isolateurs à tige présentant une résistance relativement faible à l'action des efforts longitudinaux créés dans les fils, nécessite la réduction de la distance entre les pylônes et, par conséquent, provoque un accroissement du nombre de pylônes et du coût de la ligne.

L'autre ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées, faisant l'objet du brevet des EUA cité, se rapproche le plus de la ligne de l'invention. Cette ligne de transport d'éner gie comporte des fils fixés sur des entretoises métalliques formant, dans le plan perpendiculaire à l'axe de la ligne de transport d'énergie, des circuits de sections transversales, des phases divisées, des pylones dont les éléments sont situés au-delà des limites de l'espace occupé par les phases et leurs espacements aériens, ainsi que des isolateurs pour fixer les phases de la ligne de transport d'énergie sur les pylnes. Dans la majeure partie du volume des espacements entre les phases, le champ électrique est faiblement hétérogène.Le fait de réaliser le circuit des phases de cette ligne en "V" à un angle au sommet de 1200 a permis de grouper les phases autour d'un centre commun de façon que dans chacune des phases, la première moitié rectiligne du circuit en "V" est parallèle à l'une des moitiés rectilignes du circuit en "V" de la deuxième phase, tandis que la seconde moitié rectiligne du circuit en "V" de la première phase est parallèle à l'une des moitiés rectilignes du circuit en "V" de la troisième phase. Dans toutes les phases, les fils sont situés à des distances égales l'un par rapport à l'autre, l'un des fils de chaque phase étant disposé au sommet du circuit en "V" de la phase.

Pour réduire le couplage capacitif avec la terre, toutes les phases de cette ligne sont disposées au-dessus du pylône et fixées à celui-ci à l'aide d'isolateurs à tige.

Dans une telle ligne triphasée de transport d'énergie, les phases divisées sont rapprochées d'une plus faible distance par rapport aux autres lignes de transport d'énergie connues. Cependant, vu que les trois phases divisées convergent vers un centre commun et que les distances entre les fils dans chaque phase sont égales, le champ électrique n'est pas faiblement hétérogène dans la zone du centre commun, ce qui provoque, lors des surtensions dans la ligne, un claquage de ce champ. Ceci nécessite de limiter la capacité d'une telle ligne de transport d'énergie.De plus, comme mentionné plus haut, l'emploi d'isolateurs à tige exige une réduction des distances entre les pylônes et un accroissement du nombre de pylônes intermédiaires, ce qui rend la ligne plus coûteuse et peu utile pour la transmission d'énergie à plus haute tension et de puissance importante, impliquant l'utilisation, dans chaque phase, d'un grand nombre de fils lourds.

L'invention a pour but de créer une ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées pour haute, très haute et ultra-haute tension, dont les circuits des sections transversales des phases divisées, ainsi que leur disposition relative et la répartition des fils dans ces circuits permettent un accroissement maximal de l'homogénéité du champ électrique et de la concentration de l'énergie dans les espacements entre les phases, en assurant ainsi une augmentation de la capacité avec de bonnes caractéristiques économiques.

L'invention a donc pour objet une ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées, comportant des fils fixés sur des entretoises métalliques, formant dans le plan perpendiculaire à l'axe de la ligne de transport d'énergie des circuits des sections transversales des phases divisées, des pylônes dont les éléments sont disposés audelà de l'espace occupé par les phases et leurs espacements aériens, et des isolateurs assurant la fixation des phases sur les pylônes, le champ électrique étant faiblement non homogène dans la majeure partie du volume des espacements des phases, cette ligne aérienne étant caractérisée en ce que, dans la section transversale de la ligne, les intervalles entre les phases divisées voisines suspendues sur les pylônes sont égaux au moins sur la majeure partie de la longueur desdites phases et en ce que les fils sont éloignés l'un de l'autre, au moins dans une phase divisée de la ligne, de distances différentes, de sorte que les charges électriques des fils sont égales, tandis que le champ électrique formé à la suite d'une telle disposition des phases et des fils est faiblement non-homogène dans tout le volume des espacements des phases, de sorte qu'un claquage électrique des espacements des phases dû aux surtensions inadmissibles dans la ligne n'est possible dans ce champ que sous la forme streamer".

Il est connu que la forme "streamer" de claquage représente une série consécutive d'avalanches électroniques reproductibles dans 1' espacement des phases, décalées l'une par rapport à l'autre dans le temps et dans l'espace. Cette forme de claquage est remarquable par la création d'une sorte de processus ondulatoire durant lequel la zone d'intensité maximale d'ionisation se déplace, à la suite de l'effet déterminant des processus de photoionisation, à la vitesse de 108 cm/s. L'intensité de décharge moyenne du champ électrique avec la forme "streamer" de claquage est plus haute que celle correspondant à la forme "leader" de décharge et atteint 4 à 5 kV/cm. Donc, la forme streamer de claquage constitue une mesure quantitative qui caractérise le degré d'homogénéité du champ électrique.

Du fait que dans tout le volume des espacements des phases, le claquage électrique n'est possible que dans la forme "streamer", la présente invention assure un accroissement optimal de l'homogénéité du champ électrique. Cela permet d'augmenter sensiblement la capacité des lignes de transport d'énergie de haute, très haute et ultra-haute tension.

Il est utile que les phases voisines soient espacées d'une distance telle que l'intensité du champ électrique dans les espacements des phases, à la tension de travail, s'élève à partir de 1,65 kV/cm pour le facteur de surtension maximal jusqu'à 3,15 kV/cm pour le facteur de surtension minimal dans la ligne.

Dans la ligne faisant l'objet de l'invention, tous les circuits, suivant lesquels sont disposés les fils des phases divisées dans la section transversale de la ligne peuvent être fermés. Ce mode de réalisation est utile pour des lignes de transport d'énergie servant à transmettre une puissance naturelle maximale. Dans ce mode de réalisation de l'invention, le nombre de fils dans moitié inférieure du circuit, d'au moins une phase divisée extérieure, doitdépasser le nombre de fils de la moitié supérieure du circuit de cette phase.

La moitié inférieure du circuit de la phase divisée extérieure étant la plus rapprochée de la terre et ayant une capacité accrue, une telle répartition des fils est surtout préférable pour égaliser les charges et les courants dans les fils, pour augmenter le degré d'homogénéité du champ électrique et pour diminuer les pertes dans les fils.

il est utile que les circuits fermés des phases divisées soient réalisés sous la forme de circonférences concentriques.

Dans la ligne faisant l'objet de l'invention, les fils de l'une des phases divisées peuvent être partagés à égalité en deux demi-phases, le circuit de chacune de ces dernières présentant dans la section transversale de la ligne une circonférence située à l'intérieur de -celle suivant laquelle est disposée l'une des deux autres phases divisées. Une telle conception permet de réduire la hauteur des pylônes.

Dans la ligne réalisée selon le mode de réalisation préféré, l'un des circuits suivant lesquels sont disposés les fils des phases divisées dans les sections transversales de la ligne de transport d'énergie, peut être réalisé fermé, tandis que les autres peuvent être ouverts et encercler ledit circuit. Avec ce mode de réalisation, il est utile que les distances entre les fils dans la partie médiane du circuit, au moins d'une phase extérieure ouverte, soient plus courtes que dans les parties terminales du circuit de cette phase. Comme c'était le cas pour le premier mode de réalisation, cela permet d'égaliser, d'une façon la plus aisée, les charges et les courants dans les fils, de diminuer les fuites dans ces derniers et d'augmenter le degré dthomo- généité du champ électrique.

Un mode particulier de la réalisation de l'une des phases divisées à circuit fermé et des autres phases à circuit ouvert consiste à exécuter le circuit de la phase divisée supérieure sous la forme d'un ovale et les circuits des phases divisées inférieures, sous la forme de courbes tournées par leur partie convexe vers le bas
Cela permet de simplifier au maximum la suspension des phases divisées sur les pylônes.

Dans la ligne de transport d'énergie faisant l1ob- jet de l'invention, les circuits de toutes les phases divisées peuvent être réalisés ouverts. Une telle réalisation est préférable pour des lignes de transport d'énergie à une puissance naturelle relativement affaiblie par rapport à deux modes de réalisation précités des lignes de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention. Selon ce mode de réalisation, pour empecher la création de l'effet de corona local aux bords des circuits ouverts des phases lors de l'établissement, dans les fils, de charges et de courants égaux, il convient de disposer les fils dans les parties médianes du circuit des phases divisées à des distances plus grandes l'un de l'autre que celles entre les fils situés dans les parties périphériques des circuits.

Les circuits ouverts des phases divisées peuvent se présenter sous la forme de courbes dont les parties convexes sont tournées vers le bas en vue de simplifier la suspension des phases divisées sur les pylônes.

Afin de réduire au maximum l'intensité du champ électrique sous la ligne de transport d'énergie et de diminuer la largeur de son tracé, les circuits de toutes les phases divisées peuvent être disposés essentiellement suivant la verticale, les bouts des phases divisées marginales devant etre pliés dans les directions extérieures par rapport à la phase divisée médiane et les bouts de la phase divisée médiane devant être pourvus de fils passant suivant les lignes perpendiculaires, dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, à la partie principale de cette phase divisée.

Les circuits ouverts des phases divisées peuvent se présenter essentiellement sous la forme de lignes droites. Avec cette disposition, les circuits de toutes les phases divisées constituant les lignes droites peuvent être disposés horizontalement ou verticalement. Un tel mode de réalisation convient particulièrement pour des lignes de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention qui ont sous une tension plus basse et ne sont pas soumises à l'effet de corona local aux extrémités des phases.

Pour égaliser les capacités des trois phases et assurer, dans ces dernières, une même chute de tension, il est utile que dans la ligne faisant l'objet de l'invention, dans laquelle les circuits des phases divisées se présentent essentiellement sous la forme de lignes droites, le circuit de la phase divisée médiane soit plus court que les circuits des phases marginales.

Lorsque les circuits ouverts des phases divisées sont disposés verticalement, il convient de fixer les bouts inférieurs desdits circuits, à l'aide d'isolateurs, sur une traverse inférieure supplémentaire faisant partie du pylône. Cela permet d'améliorer la fixation des phases divisées en les préservant contre le balancement et de réduire par là la largeur des pylônes intermédiaires.

Dans la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, dans laquelle les circuits des phases divisées présentent des circonférences disposées concentriquement l'une par rapport à l'autre, les pylônes intermédiaires peuvent être dotés d'un montant en "V", associé par articulation à une embase formée de trois pieds inclinés divergeant en plan depuis un centre commun sous un angle de 1200 et s'appuyant, par leurs bouts inférieurs, sur des plaques de fondation Dans un tel pylône, les bouts supérieurs du montant en "V" sont reliés, d'une part, entre eux par une liaison souple et d'autre part, aux bouts inférieurs des pieds inclinés de l'embase qui, à leur tour, sont associés l'un à l'autre par une liaison souple, introduits de façon à pouvoir être tendus en état de contrainte à partir d'un seul point.Un tel pylône est plus léger et comporte moins de métal par rapport aux autres pylônes. Son emploi est rendu possible grâce à la conception susmentionnée et à la disposition des circuits des phases divisées conformément à l'invention.

Pour faciliter le branchement des fils d'une phase divisée selon les modes de réalisation de la présente invention avec des circuits des phases divisées qui s'encerclent mutuellement, il est utile que chaque pylône terminal, angulaire et d'ancrage comporte au moins un portique à trois montants pourvu de traverses, de jambes de force et de liaisons rigides et que les fils de chaque phase divisée soient fixés tour à tour, à l'aide d'isolateurs, sur les jambes de force et les traverses de la partie correspondante du portique, en commençant par les fils des phases situées suivant la courbe de diamètre plus grand.

D'autres caractéristiques de l'invention seront mieux comprises à la lecture de la description qui va suivre de ses modes de réalisation, description qui est faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 représente, d'une façon comparative, la relation entre la puissance naturelle Pn des lignes aériennes triphasées de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées et le nombre de fils "n" dans une phase divisée;;
- les figures 2a à 2d montrent des modes de réalisation et de disposition mutuelle des phases divisées (a, b, c) des lignes aériennes triphasées électriques à terne unique et à phases divisées, ainsi que les dia grammes correspondants (d) de la puissance naturelle rapportée à la largeur B du tracé de la ligne
- la figure 3 représente la relation entre, d'une part, les tensions de décharge à 50 X et les intensités de décharge à 50 X et, d'autre part, la longueur des espacements aériens des phases divisées dont le circuit constitue des lignes droites, la longueur du flanc d'impulsions des surtensions de manoeuvre étant de 3000 LIS ;;
- la figure 4 représente une ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées dans laquelle les circuits des phases représentent des circonférences disposées concentriquement
- la figure 5 est une représentation identique à celle de la figure 4, le pylône intermédiaire étant réalisé de façon différente
- la figure 6 est une représentation identique à celles des figures 4 et 5, le pylône intermédiaire étant réalisé selon encore un autre mode de réalisation ;
- la figure 7 est une vue analogue à celles des figures 4, 5 et 6, le pylône étant réalisé selon une autre variante de l'invention ;;
- la figure 8 montre une ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées, l'une des phases étant partagée en deux demi-phases
- la figure 9 est un autre mode de réalisation de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, suivant lequel le circuit de l'une des phases divisées est fermé, tandis que les circuits des autres phases divisées sont ouverts
- la figure 10 est encore une autre variante de réalisation de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, suivant lequel les circuits de toutes les phases divisées représentent des courbes ouvertes
- la figure 11 est une représentation analogue à celle de la figure 10, les circuits de toutes les phases divisées étant réalisés essentiellement sous forme de lignes droites disposées horizontalement
- la figure 12 est une vue analogue à celle de la figure 11, les circuits des phases divisées étant disposés verticalement
- la figure 13 représente l'ensemble de fixation pour la position des phases divisées selon le mode de réalisation de la figure 12, dans les intervalles entre pylônes de la ligne de transport d'énergie ;
- la figure 14 est une vue analogue à celle de la figure 11, mais pour des lignes de transport d'énergie d'une tension plus faible ;;
- la figure 15 est une vue analogue à celle de la figure 12 pour des lignes de transport d'énergie d'une tension plus faible
- la figure 16 représente la répartition des fils dans les phases divisées de la ligne de transport d'énergie réalisée selon la figure 12 ;
- la figure 17 montre la relation entre d'une part le rapport de la puissance naturelle p n de la ligne de transport d'énergie selon l'invention sur la puissance naturelle P d'une ligne de transport d'énergie classique de meme tension et, d'autre part, le rapport de la longueur "l" de la phase divisée médiane sur l'intervalle
S entre les phases ;;
- la figure 18 montre les relations entre, d'une part, la résistance d'onde zb et la capacité de travail C d'une ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées et, d'autre part, le rapport "1/S" ;
- la figure 19 représente une ligne de transport d'énergie selon l'invention dont le pylône intermédiaire est pourvu d'un montant en "V" assurant la fixation des phases divisées dont les circuits ont la forme de circonférences disposées concentriquement l'une par rapport à l'autre ;
- la figure 20 montre une ligne de transport d'énergie avec le pylône terminal ;
- la figure 21 est une vue en coupe suivant la ligne XXI-XXI de la figure 20 le long de l'axe de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention.

Pour mieux comprendre l'invention, et avant d'étudier les modes de réalisation de celle-ci, il est utile d'examiner les bases théoriques ayant conduit à la création de cette invention.

La condition générale d'économie des lignes aérien nes triphasées de transport d'énergie est basée sur une utilisation efficace des fils qui la composent, le critère d'une telle efficacité étant constitué par la transmission d'énergie électrique avec une densité de courant dans les fils considérée comme économiquement valable.

En tenant compte des conditions de limitation de la décharge corona, pour maintenir dans des limites admissibles les pertes dues à l'effet corona, les parasites radio, le niveau de bruit, etc, l'intensité du champ électrique sur la surface des fils ne doit pas dépasser la valeur tolérée de l'intensité Etol qui est fonction du rayon rO des fils unitaires constituant les phases divisées d'une ligne de transport d'énergie.

En se fondant sur la condition précitée, ainsi que sur celle d'une utilisation optimale de la surface des fils, on peut déterminer la charge tolérée 9tol sur le fil par la formule suivante

n est le nombre de fils unitaires dans une phase divisée; e0 est la constante diélectrique de l'air ; et C irr est le coefficient d'irrégularité de répartition de l'intensité du champ électrique sur la surface des fils.

Le coefficient Cirr est le produit de deux coefficients :
Cirr = Cirr1 . Cirr2 (2) où Cirr est le coefficient d'irrégularité de répartition de la charge suivant les fils unitaires d'une phase divisée qui est égal au rapport de la charge maximale à la charge moyenne ; Cirr2 constitue le coefficient d'irrégularité de répartition du champ électrique sur la surface du fil à charge maximale, égal au rapport de l'intensité maximale du champ électrique à l'intensité moyenne pour un fil donné.

Pour permettre une utilisation complète de la surface des fils, la capacité de travail C de la ligne de transport d'énergie doit être choisie de façon qu'à une tension de phase Uph, -la charge sur le fil soit d'une valeur tolérée stol :

La formule montre que la capacité de travail C s'accroit avec l'accroissement du nombre de fils dans la phase divisée.

La résistance d'onde Zonde de la ligne de transport d'énergie est déterminée par la formule suivante

<tb> Zonde <SEP> = <SEP> Vonde <SEP> C <SEP> (4)
<tb> où Vonde est la vitesse de propagation d'une onde élec @@@@ tromagnétique le long des fils, qui est proche de celle de la lumière et environ 3.108 m/s.

En introduisant dans la formule (4) la définition de la capacité de travail C exprimée par la formule (3), on obtient

<tb> <SEP> C. <SEP> .U <SEP> 60.C <SEP> U
<tb> Zonde <SEP> = <SEP> irr <SEP> h <SEP> irr <SEP> ph <SEP> (5)
<tb> o <SEP> onde <SEP> n. <SEP> r0Etoî <SEP> n.rO.EtOl
<tb>
La puissance naturelle P de la ligne de transport d'énergie peut etre déterminée par la formule connue, en tenant compte de la formule (5), comme suit :

La formule (6) montre qu'à condition d'utiliser au maximum la surface des fils ce qui dépend de la répartition régulière des charges et des courants sur les fils, la puissance transmise dans la ligne triphasée en courant alternatif est directement proportionnelle au nombre de fils unitaires "n" et peut pour une même tension augmenter pratiquement sans limites.La puissance naturelle spécifique Pn spéc.' calculée pour un fil, est déterminée comme suit :

En se référant maintenant à la figure 1, on voit, que sur l'axe des abscisses est porté le nombre "n" de fils unitaires dans la phase divisée et sur l'axe des ordonnées, la puissance naturelle Pn' en mln. kW, des lignes aériennes triphasées de transport d'énergie à terne unique ayant toutes une tension nominale de 500 kV, par exemple. Les fils unitaires de toutes ces lignes sont fabriqués en acier et en aluminium, l'aire de la section transversale de la partie d'aluminium étant de 240 mm2 et son diamètre extérieur de 2,24 cm, tandis que le diamètre du noyau d'acier est de 0,96 cm.

Sur la figure 1, la droite "t" illustre les puissances naturelles théoriques limites des lignes de transport d'énergie en cas d'accroissement du nombre de fils dans la phase divisée et de leur disposition optimale suivant la circonférence de diamètre optimal, les fils étant suspendus à une même hauteur. La courbe "a" indique les puissances naturelles des lignes pour une disposition classique connue des phases divisées et de leurs fils (figure 2a), les fils de chaque phase étant disposés suivant une circonférence de rayon de division rdiv.

de 0,4 m. La courbe "a" (figure 1) montre qu'avec un accroissement du nombre "n" de fils de ces lignes de transport d'énergie, leur puissance naturelle augmente d'une façon peu importante. Ainsi, pour n = 10, la puissance naturelle atteint 1,125 mln.kW, c'est-à-dire ne s'accroît que de 26 % par rapport à celle d'une ligne classique comportant 3 fils dans une phase divisée dont la puissance naturelle est de 900 MgW, pour une tension de 500 kV.En cas d'accroissement du rayon de division radio jusqu'à 0,7 m (figure 2b) avec un nombre de fils dans la phase divisée égal à 10, la puissance naturelle P n connaît une augmentation légèrement plus grande (courbe "b" de la figure 1) par rapport à une ligne de transport d'énergie possédant un rayon de division des phases évalué à 0,4 m, et notamment une augmentation de 53 so.- Toutefois, un tel accroissement de la puissance naturelle est lui aussi encore relativement faible et ne permet pas d'utiliser la section des fils d'une façon optimale.C'est seulement en faisant augmenter le rayon de division jusqu'à 2,5 m et en portant en meme-temps le nombre de fils à 10, qu'on peut obtenir théoriquement la puissance naturelle limite de la ligne de transport d'énergie, qui atteint approximativement 2,7 mln.kw, c'est-à-dire qu'elle dépasse de trois fois la puissance d'une ligne électrique classique (figure 2a) à tension de 500 kV. Cependant, un tel accroissement du diamètre des phases divisées, évalué à 5 mètres, provoque une augmentation importante des dimensions des pylônes par rapport à des lignes classiques de transport d'énergie, et notamment de 5 mètres en hauteur et de 15 mètres en largeur. Une telle ligne de transport d'énergie devient trop encombrante et coûteuse et donc n'est pas économique.

En se basant sur les raisonnements ci-dessus, il devient possible de conclure qu'un accroissement de la puissance naturelle d'une ligne de transport d'énergie par simple augmentation du nombre de fils dans la phase divisée ou même par augmentation simultanée du nombre de fils et du rayon de division dans des lignes classiques de transport d'énergie, est économiquement désavantageux.

Les formules (6) et (4) permettent de déduire ce qui suit
Pn 3 UPh V Vonde C (8)
Ce rapport montre que la puissance naturelle d'une ligne de transport d'énergie est directement proportionnelle à sa capacité de travail C. Dans des lignes de transport d'énergie classiques, dans lesquelles les fils des phases divisées sont disposés suivant des circonférences espacées en direction horizontale, la valeur de la capacité de travail C peut être déterminée d'une façon approximative par la relation suivante

où D est la distance géométrique moyenne entre les axes des conducteurs en faisceau des phases différentes.

La relation (9) ci-dessus montre qu'à la suite du simple accroissement du nombre de fils dans les phases divisées ou de l'accroissement desdits fils ensemble avec celui du rayon de division div' la capacité de travail C augmente en fonction du logarithme de variation des valeurs mentionnées n et radio, ce qui implique une variation relativement lente de cette capacité. De ce fait, comme mentionné plus haut, en cas d'accroissement simple du nombre de fils dans la phase divisée ou d'accroissement de ce nombre ensemble avec celui du rayon de division, la puissance naturelle d'une ligne de transport d'énergie classique varie d'une façon insuffisante pour pouvoir compenser les dépenses économi que s supplémentaires.

Ceci montre que l'accroissement du nombre de fils dans les phases divisées en vue d'augmenter la puissance naturelle dans les lignes de transport d'énergie classiques, malgré l'argumentation théorique, n'a pas permis d'obtenir les résultats désirés du fait du manque de rendement économique de telles lignes de transport d'énergie.

La présente invention se base sur une autre technique d'augmentation de la puissance naturelle d'une ligne de transport d'énergie.

Comme mentionné plus haut, la formule (8) montre que la puissance naturelle d'une ligne de transport d'énergie est directement proportionnelle à sa capacité de travail. Avec les modes classiques de réalisation et de disposition mutuelle des phases divisées, la capacité de travail ne s'accroit que lentement à la suite de l'augmentation du nombre de-fils dans lesdites phases.

Or, il est connu que la capacité de travail dépend également de la configuration et de la disposition mutuelle des phases divisées dans une ligne de transport d'énergie en courant alternatif. Il s'ensuit qu'une configuration et une disposition déterminées des phases divisées peuvent permettre à la capacité de.travail de la ligne de transport d'énergie, conformément à la formule (3), de dépendre de façon directement proportionnelle du nombre de fils dans les phases divisées.

Une solution particulière de ce problème, résidant dans le rapprochement des phases, a été proposée pour le cas des lignes de transport d'énergie hexaphasée et triphasée décrites dans le brevet des EUA nO 3249773 déjà cité. Cependant, ces lignes de transport d'énergie n'ont pas permis de résoudre complètement ce problème, du fait qu'on n'obtient pas une configuration et une disposition mutuelle optimales des phases, comme mentionné plus haut.

Dans le dispositif faisant l'objet de la présente invention, les phases divisées voisines non seulement sont rapprochées l'une de l'autre, mais elles se situent, suivant toute la longueur des phases, essentiellement à des distances égales, tandis que les fils desdites phases se disposent à des distances leur permettant d'être soumises à des charges, et parcourus par des courants approximativement égaux. Les expériences effectuées montrent que la capacité de travail moyenne C d'une telle ligne de transport d'énergie est approximativement de
C # 1,95 #0 (1/S + 0,9) (10) où S est l'intervalle entre les phases divisées voisines; et l est la longueur de l'espace le long des circuits des phases rapprochées, mesurée pour la phase médiane.

Cette formule (10) indique que la capacité de travail de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention est inversement proportionnelle à l'intervalle entre les phases divisées voisines.

Le champ électrique faiblement non-homogene, formé dans tout le volume entre les phases divisées dans la ligne de transport d'énergie de l'invention répondant aux exigences des formules (8) et (10), est quantitativement caractérisé par le fait qu'à des tensions dépassant la résistance diélectrique de l'espacement aérien des phases, la décharge électrique se manifeste dans ledit champ dans la forme "streamer".

La figure 3 représente les résultats des études expérimentales des espacements aériens des phases de 11 une des lignes de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, dans laquelle les circuits des phases divisées sont représentés essentiellement par des lignes droites disposées verticalement (figure 2c). Sur l'axe des abscisses (figure 3) sont portés les intervalles S en mètres entre les phases divisées voisines, tandis que sur l'axe des ordonnées figurent la valeur des tensions de décharge U50 X en millions de volts et la valeur de l'intensité de décharge E50 X du champ électrique en kilovolts par centimètre.

Sur la figure 3, la courbe U représente la relation U50 % = f (S). Comme montré sur la figure 3, l'intensité à 50 % du champ électrique (courbe E) varie dans la ligne de transport d'énergie étudiée de 4,9 à 4,1 kV/ cm en fonction de l'intervalle S.En tenant compte des coefficients de réserve faisant état du niveau des surtensions dans la ligne de transport d'énergie, y compris en ce qui concerne le rapprochement des phases divisées dû à l'effet du vent et du givrage, les phases divisées voisines de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention peuvent se rapprocher jusqu'à une distance S à laquelle l'intensité du champ électrique dans l'espacement des phases atteint 1,65 kV/cm pour des lignes de transport d'énergie à facteur de surtension maximal et 3,15 kV/cm pour des lignes de transport d'énergie à facteur de surtension minimal. L'intensité du champ électrique, pour la tension de travail, est calculée selon la formule suivante

<tb> trav.<SEP> 5 <SEP> \K2Unom <SEP> (11)
<tb> où Unom est le niveau nominal de la tension de la ligne de transport d'énergie ; et W est le facteur d'amplitude de la tension de travail qui se manifeste.

il s' ensuit que, conformément à l'invention, pour des lignes de transport d énergie à tension nominale de 150 kv et avec un facteur de surtension de 3,0, il convient d'établir la limite inférieure d'intensité EtraV , à 1,65 kV/cm et la distance entre les phases divisées voisines à 128 cm. Dans une ligne de transport d'énergie selon l'invention d'une tension nominale de 1150 kV, dont le facteur de surtension est de 1,3, il est utile d'adopter une limite supérieure d'intensité EtraV de 3,15 kV/cm et une distance entre les phases divisées voisines de 515 cm.A titre de comparaison, on peut citer les données suivantes : dans les lignes électriques tri phasées classiques à phases divisées, dont les fils sont disposés suivant des circonférences réparties dans la direction horizontale, l'intensité Etrav. atteint respectivement 0,65 kV/cm pour une tension de 500 kV à un intervalle entre les phases voisines de 11 m, 0,69 kV/cm pour une tension de 220 kV à un intervalle entre les phases voisines de 4,5 m et 1,08 kV/cm pour une tension de 500 kV à un intervalle entre les phases voisines de 6,5 m. Dans la ligne hexaphasée décrite, mise sous une tension de 462 kV et présentant un intervalle entre les phases voisines de 4,4 m, l'intensité Etrav atteint 1,48 kV/cm.

Les distances entre les phases voisines dans la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, établies comme décrit plus haut, permettent d'assurer une résistance diélectrique adéquate de l'espacement aérien des phases, y compris dans les cas où les lignes sont soumises à l'effet des charges exercées par le vent qui provoquent le rapprochement des phases dans les limites des valeurs calculées adoptées.D'autre part, pour rendre plus sûr le fonctionnement de la ligne électrique triphasée à phases divisées rapprochées, en lui évitant un rapprochement inadmissible des phases sous l'effet du vent, du "rebondissement" des fils lors du dégivrage, ainsi que du galop des fils, on peut entreprendre des mesures connues consistant à monter, dans les intervalles des entretoises métalliques sur lesquelles sont fixés les fils de la phase, à installer des entretoises isolantes entre les phases et à fixer les fils des phases dans les intervalles sur des ancres de sol au moyen de perches isolées en regard de la tension de phase (voir le certificat d'auteur de 1'URSS no 567380).De plus, du fait de l'existence d'un grand nombre de combinaisons possibles de réalisation des circuits des phases divisées et de leurs dispositions mutuelles, il devient possible, grace à l'invention, de choisir de telles combinaisons pour des conditions et paramètres particuliers qui permettent de minimiser l'effet du vent sur le rapprochement des phases.

Les mesures envisagées permettent de rapprocher les phases d'une ligne de transport d'énergie à une distance plus courte. Ceci est facilité, par ailleurs, par suite de l'affaiblissement du facteur de surtension dans la ligne de transport d'énergie, par exemple grace à l'emploi de limiteurs de tension, décrits en particulier dans les certificats d'auteur d'URSS nO 504270 publié en 1974 et nO 652637 publié en 1979.

Les lignes triphasées de transport d'énergie seion l'invention, répondant aux exigences des études économiques susmentionnées, possèdent les indices techniques et économiques suivants.

La figure 1 représente la courbe "c" caractérisant la puissance naturelle pouvant être transmise sur la ligne de transport d'énergie selon l'invention, mise sous la tension de 500 kV, en fonction du nombre de fils "n" utilisés dans chaque phase divisée, le schéma de la ligne précitée étant illustré par la figure 2c. Selon la figure 1, lorsque chaque phase divisée se compose de 10 fils, la puissance naturelle de la ligne de transport d'énergie objet de l'invention atteint 2,6 mln.kW, c'est-à-dire qu'elle est très proche de la limite théoriquement réalisable s'élevant à 2,7 mln.kW, cette puissance pouvant atteindre cette limite à la valeur optimale du coefficient Cirr.

La figure 2d illustre les diagrammes comparatifs des puissances naturelles des lignes de transport d'énergie par rapport à la largeur de la zone des tracés de ces lignes, les schémas desdites lignes, avec les dimensions nécessaires, étant représentés sur les figures 2a, b et c. Sur l'axe des abscisses de la figure 2d est portée la largeur B des zones de tracés et sur l'axe des ordonnées, la densité Pn de la puissance transmise par la 'i ligne de transport d'énergie. Les superficies des rectan gles indiquent les puissances naturelles des lignes de transport d'énergie conformément à leur désignation figurée dans la partie supérieure de la figure 2.Selon les diagrammes 2d, la puissance naturelle de la ligne électrique 2 faisant l'objet de l'invention dépasse largement celle des lignes de transport d'énergie classiques illustrées en 2a et 2b. D'autre part, la largeur de la zone du tracé de la ligne de transport d'énergie 2c, est sensiblement inférieure à celle des zones des tracés des lignes classiques connues de transport d'énergie 2a et 2b.

La figure 4 illustre l'un des modes possibles de réalisation de lignes aériennes triphasées de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées faisant l'objet de l'invention, pouvant être utilisés à haute, très haute ou ultra-haute tension.

Cette ligne de transport d'énergie comporte trois phases divisées 1, 2 et 3 dont chacune comprend 12 fils unitaires 4. Les fils 4 de chacune des phases sont fixés sur des entretoises métalliques 5 fabriquées en un métal léger, par exemple en alliage d'aluminium. Les entretoises métalliques 5 forment, dans le plan perpendiculaire à l'axe de la ligne de transport d'énergie, des circuits des phases divisées. La figure 4 montre que, dans ce mode de réalisation, les entretoises 5 sont réalisées sous forme annulaire, de sorte que les circuits des phases divisées 1, 2, 3 sont fermés et sont des circonférences.Les entretoises métalliques 5 sont reliées l'une à l'autre à l'aide d'isolateurs 6 en formant une construction unique et sont fixées, au moyen de chaines suspendues d'isolateurs 7, à un pylône intermédiaire 8 dont les éléments, comme le montre le dessin, sont disposés au-delà de l'espace occupé par les phases et les espacements aériens entre celles-ci.Toutes les circonférences constituant les circuits des phases divisées sont situées concentriquement de façon que les intervalles S entre les phases divisées voisines 1-2 et 2-3 soient égaux suivant toute la longueur des circuits de ces phases.I convient de choisir l'intervalle S de manière que l'intensité du champ électrique entre les phases divisées dans chacune des paires susmentionnées aille, à la tension de travail, de 1,65 kV/cm pour le facteur de sur tension maximal jusqu a 3,15 kV/cm pour le facteur de surtension minimal dans la ligne de transport d'énergie
Comme déjà indiqué, suivant ce mode de réalisation de l'invention, toutes les phases divisées 1, 2 et 3 comportent un même nombre de fils 4. Cependant, la répartition desdits fils suivant le circuit de ces phases divisées n'est pas uniforme.Ainsi, dans les phases divisées 2 et 3, ces fils 4 sont disposés à espacement (pas) égal. Par contre, dans la phase divisée extérieure 1, les fils 4 sont disposés à espacement variable. Ceci est illustré par la figure 4, sur laquelle on voit que la moitié supérieure du circuit de la phase divisée extérieure 1 contient cinq fils, tandis que la moitié inférieure comprend sept fils, ce qui veut dire que les fils de la moitié inférieure du circuit de la phase divisée extérieure 1 sont disposés avec un espacement inférieur à celui des fils de la moitié supérieure dudit circuit.

Une telle répartition des fils 4 permet d'obtenir des charges et des courants électriques voisins des valeurs moyennes.

Avec une telle réalisation, le champ électrique est faiblement non-homogène dans tout le volume des espacements des phases, de sorte que le claquage électrique dû aux surtensions non tolérées n'est possible que dans la forme "streamer".

Les isolateurs 7 peuvent se présenter tant sous la forme de chaînes d'isolateurs à capot, que sous la forme d'isolateurs à tige, par exemple en porcelaine ou en plastique à fibres de verre. Les isolateurs 6 peuvent etre fixés sur les parties plus éloignées des entretoises métalliques annulaires 5 et non pas sur leurs points les plus proches, ce qui permet d'assurer la résistance dié- lectrique voulue tant dans l'air que sur le chemin de fuite du courant par la tige isolante qui peut soit posséder une surface gaufrée, soit être disposée à la manière des rayons d'une roue de bicyclette pour augmenter la longueur du chemin de fuite du courant.

La robustesse des entretoises métalliques 5 et des isolateurs 6 et 7 doit etre calculée de façon à supporter le poids de tous les fils de la travée entre des py lônes de la ligne de transport d'énergie en tenant compte du givrage.

Le pylône intermédiaire illustré par la figure 4, auquel sont suspendues les phases divisées 1, 2 et 3, comporte deux montants 8 inclin's vers l'extérieur de part et d'autre de l'axe de la ligne de transport d'énergie et s'appuyant sur des charnières 9 fixées sur des fondations 10. A la partie supérieure, les montants 8 sont reliés entre eux par une traverse ou une liaison souple 11. Pour assurer le maintien des montants 8 dans la position désirée, on a prévu des haubans extérieurs 12, 13 et des haubans intérieurs 14, 15. Les haubans extérieurs 12 et 13, disposés en deux étages, sont fixés par leurs bouts inférieurs sur des ancres 16. Les bouts supérieurs des haubans 12 sont reliés aux bouts supérieurs des montants 8, tandis que les bouts supérieurs des haubans 13 sont reliés aux parties médianes des montants 8.Les bouts inférieurs des haubans 14 et 15 sont fixés sur les fondations lO, tandis que leurs bouts supérieurs sont reliés aux parties médianes des montants 8 au niveau de leur connexion avec les bouts supérieurs des haubans 13.

Comme montré sur le dessin, les chaines d'isolateurs 7 sont fixées aux bouts supérieurs des montants 8 et forment entre elles un angle d'environ 1200. Cela permet de diminuer l'oscillation des phases divisées suspendues sur le pylône, due à l'effet du vent, en faisant ainsi diminuer la distance entre les montants 8. D'autre part, les entretoises métalliques 5 et les isolateurs 6

empechent le rapprochement entre eux des fils 4 et des phases divisées 1, 2 et 3.

Pour empêcher un rapprochement inadmissible des fils des phases différentes, ainsi qu'un collage des fils'd'une même phase dans les intervalles entre les pylônes, on peut y installer des entretoises métalliques et des isolateurs semblables aux entretoises métalliques 5 et aux isolateurs 6, mais plus légers du fait qu'ils ne sont pas soumis aux charges dues au poids des fils et n'éprouvent ainsi que de faibles efforts. Les distances entre de telles entretoises et isolateurs dans les intervalles entre pylônes sont choisies de façon que le rapprochement des phases sur le tronçon de la ligne de transport d'énergie entre les entretoises, dû au dégivrage, au galop des fils sous l'effet du vent ou aux autres facteurs, soit insignifiant et que l'intervalle restant entre les phases soit, dans toutes les condi--.

tions, suffisant pour assurer la résistance diélectrique désirée.

Dans la ligne envisagée de transport d'énergie, les pylones sont pourvus d'un ou de deux chevalets de cables de garde (non représentés). Un ou plusieurs des fils de cette ligne peuvent etre isolés des constructions métalliques en vue de leur utilisation en qualité de lignes de liaison. il est également possible d'utiliser d'autres moyens complémentaires conventionnels appliqués dans les lignes de transport d'énergie classiques.

Grâce à un intervalle relativement faible entre les phases divisées voisines, dû à la création entre ces dernières d'un champ électrique à faible non-homogénéité, la ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique et à phases divisées qui vient d'être décrite possède une capacité de travail élevée et, par conséquent, une résistance d'onde plus faible et une puissance naturelle accrue.

Un mode particulier de réalisation de l'invention est matérialisé par une ligne de transport d'énergie à tension de 500 kV, dans laquelle le diamètre du circuit de la phase divisée intérieure mesure 1 mètre, l'intervalle entre les phases divisées voisines s'élève à 2,5 m, le diamètre du circuit de la phase divisée médiane atteint 6 m et sa longueur est de 18,9 m. Dans cette ligne, chaque phase divisée comporte 26 fils fabriqués en acier et aluminium avec une aire de section transversale de la partie aluminium de 400 mm 2 un diamètre externe de 2,9 cm et un diamètre du noyau en acier de 1,25 cm, pour une densité économique du courant de 1 A/mm2.Dans une telle ligne, comme indiqué plus haut, la puissance naturelle atteint 8 mln. kW, c'est-à-dire dépasse de neuf fois celle d'une ligne classique de transport d'énergie à tension de 500 kV, qui est de 0,9 mln. kW.

Un autre exemple particulier concerne une ligne de transport d'énergie à tension de 330 kv; illustrée par la figure 4, dans laquelle le diamètre du circuit de la phase divisée intérieure mesure 0,7 m, l'intervalle S entre les phases divisées voisines atteint 1,5 m, et la longueur du circuit de la phase divisée médiane s'élève à 7 m. Dans cette ligne, chaque phase divisée comporte 13 fils en acier et aluminium dont l'aire de la section de la partie aluminium est de 240 mm2, le diamètre externe atteint 2,24 cm et le diamètre du noyau en acier s'élève à 0,94 cm pour une densité du courant de 1 A/mm2.

La puissance naturelle de cette ligne est d'environ 1,8 mln.kW, c'est-à-dire dépasse de 5,9 fois la puissance naturelle d'une ligne électrique classique mise sous une tension de 330 kV, qui est de 360 MW.

Ces exemples de réalisation montrent que la ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique de la figure 4 possède une puissance naturelle dépassant largement la puissance de toutes les lignes connues de transport d'énergie en courant alternatif, tout en ayant une construction compacte lui permettant d'être hautement économique.

Dans le mode de réalisation susmentionné de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, illustré sur la figure 4, ne figure qu'un seul type de pylônes intermédiaires. On conçoit cependant que la disposition indiquée des phases divisées, ainsi que le mode indiqué de leur suspension sur le pylône intermédiaire permettent l'emploi d'autres types de pylônes en conservant de hauts indices techniques et économiques, propres au mode de réalisation susmentionné de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention. Ainsi, la figure 5 illustre l'emploi d'un portique 17 avec une traverse horizontale droite, la figure 6 représente un portique 18 avec une traverse arrondie et la figure 7 un pylône 19 en "V" doté de montants convergeant nrés de la fondation.

Dans tous les exemples de réalisation de l'invention susmentionnés et dans ceux qui vont suivre, les fils 4 sont fixés sur les entretoises métalliques 5 à l'aide de cavaliers 20, la figure 4 n'illustrant qu'un seul cavalier.

En fonction de la tension de la ligne de transport d'énergie et des conditions climatiques du tracé, la disposition et le nombre d'isolateurs 6 et 7, tout comme les types de pylônes mentionnés,- peuvent différer de ceux illustrés sur les dessins et décrits dans l'exemple envisagé et dans ceux qui vont suivre, mais doivent, dans tous les cas, assurer la fidélité de fixation des fils et de leur isolement.

La figure 8 illustre un autre exemple de réalisation de la ligne de transport d'énergie selon l'invention. Les éléments identiques à ceux de la figure 4 sont désignés sur cette figure par les mêmes chiffres de référence.

Dans l'exemple envisagé, tout comme dans le précédent, les circuits des phases divisées sont fermés et forment des circonférences. Cependant, dans cette variante, l'une des phases divisées est partagée en deux demi-phases 3a et 3b, dont chacune forme un circuit sous la forme d'une circonférence. Les deux demi-phases 3a et 3b comportent un meme nombre de fils unitaires 4, et notamment six pour le nombre complet de fils dans chaque phase divisée qui est égal à douze. Selon la figure 4, les demi-phases 3a et 3b sont disposées respectivement à l'intérieur des circuits des phases divisées 1 et 2.

Les circonférences des circuits des demi-phases 3a et de la phase divisée 1, ainsi que celles des circuits des demi-phases 3b et de la phase divisée 2 sont disposées concentriquement. Les intervalles S et la répartition des fils dans les phases divisées extérieures 1 et 2 sont choisis de la même façon que dans le mode de réalisation précédent en permettant de créer un champ électrique faiblement non-homogène, dans lequel le claquage électrique, dû aux surtensions inadmissibles dans la ligne de transport d'énergie, ne se manifeste que dans la forme "streamer.

Les demi-phases 3a et 3b sont reliées entre elles électriquement aux extrémités de la ligne de transport d'énergie ou dans d'autres endroits convenables.

Les autres éléments de la ligne décrite sont réalisés d'une façon analogue à celle du mode de réalisation précédent.

La figure 9 montre un autre exemple de réalisation de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention. Les éléments identiques à ceux de la figure 4 portent sur ce dessin les mêmes chiffres de référence.

Selon cette variante, l'un des circuits, dans lesquels les fils des phases divisées sont disposés dans la section transversale de la ligne, et notamment le circuit de la phase divisée intérieure 3, est fermé et forme un ovale, tandis que les circuits de deux autres phases divisées 1 et 2 sont réalisés ouverts et forment des courbes encerclant le circuit de la phase divisée 1.

Comme le montre le dessin, les circuits des phases divisées 1 et 2 sont disposés du côté inférieur de manière que leurs parties convexes soient orientées vers le bas.

On voit en outre que la configuration de la ligne de transport d'énergie selon cette variante serait obtenue à partir du schéma de la figure 4 en coupant et en car tant de côté les deux phases extérieures.

Selon cette variante, chacune des phases divisées 1, 2 et 3 comporte 15 fils unitaires 4. Cependant, le nombre de fils dans les phases divisées médiane 2 et inférieure 1, ou bien dans l'une d'elles, peut dépasser celui de la phase divisée supérieure 3, ce qui serait utile en raison de la grande capacité de la phase divisée inférieure 1 due à ses dimensions importantes et/ou en raison de la capacité relativement élevée de la phase divisée médiane 2 due à sa disposition entre deux phases divisées 1 et 3. Le fait de diviser les phases de manier à comporter un nombre inégal de fils 4 permettra de répartir les courants dans ces fils 4 de la manière la plus uniforme en faisant ainsi diminuer les pertes d'énergie électrique dans la ligne de transport d'énergie.

Comme montré sur le dessin, les fils 4 de la phase divisée médiane 2 et de la phase divisée extérià-^- basse 1 sont disposés à espacement (pasj irrégulier suivant les circuits de ces phases. Ainsi, les intervalles entre les fils 4 dans la partie médiane des circuits des phases divisées 1 et 2 sont plus faibles que dans les parties terminales des circuits de ces phases. Il en résulte une répartition régulière des charges et des courants dans les fils 4. D'autre part, la diminution de la distance entre les fils dans la zone d'extrémités des circuits ouverts des phases divisées 1 et 2, en assurant l'égalisation de l'intensité du champ électrique dans cette zone, permet de diminuer l'effet de bout et prévient ainsi la création de l'effet couronne local sur les fils marginaux des circuits des phases divisées 1 et 2. A cette même fin, on dispose de part et d'autre de l'entretoise métallique, aux bords des circuits des phases divisées 1 et 2, des fils unitaires 4 suppleffirnen- taires.

il est particulièrement utile d'entreprendre ces mesures de prévention des effets de bout indésirables pour des lignes de transport d'énergie de très haute et ultra-haute tensions.

Les intervalles S entre les phases divisées voisines 1-2 et 2-3 sont choisis de la même façon que dans les exemples précédents. De ce fait, et grâce à la configuration mentionnée et au mode indiqué de disposition des phases divisées et des fils unitaires qu'ils comportent, le champ électrique, tout comme dans les exemples précédents, est faiblement non-homogène dans tout le volume des espacements des phases de sorte que le claquage électrique dû aux surtensions inadmissibles dans la ligne de transport d'énergie, n'est possible que dans la forme "streamer".

Dans cette variante de réalisation, les chaînes suspendues d'isolateurs 7 sont reliées aux bouts des entretoises métalliques 5 des phases divisées ouvertes 1 et 2 et accèdent aux angles et à la traverse 11 du portique intermédiaire suivant des lignes proches des tangentes aux extrémités des circuits des phases divisées 1 et 2.

Les autres éléments de la ligne envisagée sont réalisés de la meme façon que dans le premier exemple.

La figure 10 illustre encore une autre variante de réalisation de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention. Les éléments analogues à ceux de la figure 4 sont désignés par les mêmes chiffres de référence.

Dans ce mode de réalisation de l'invention, tous les circuits dans lesquels les fils des phases divisées 1, 2 et 3 sont disposés dans la section transversale de la ligne, sont réalisés ouverts. Comme montré sur le dessin, les circuits des phases divisées forment essentiellement des lignes courbes dont la partie convexe est orientée vers le bas. il ressort de ce dessin que la configuration de la ligne de transport d'énergie en section transversale est due à une coupe imaginaire de la phase supérieure 3 de la figure 9 suivie de l'écartement des extrémités de toutes les phases.

Selon l'exemple de la figure lo, chacune des phases divisées 1, 2 et 3 comporte 12 fils unitaires 4. Cepen- dant, tout comme dans l'exemple de la figure 9, pour permettre une répartition plus régulière des courants dans ces fils, le nombre des fils dans la phase divisée médiane 2 et dans la phase divisée inférieure 1, ou bien dans l'une d'elles doit dépasser celui de la phase divisée supérieure 3. Comme représenté sur la figure 10, les fils 4 dans les parties médianes des phases divisées 1 et 2 se situent entre eux à une distance plus grande que celle séparant les fils 4 dans les parties terminales de ces phases, c'est-à-dire de la même façon que dans l'exemple précédent.

Les intervalles S entre les phases voisines divisées des paires 1-2 et 2-3 sont choisis de la même manière que dans les exemples décrits précédemment. Dans ce cas, tout comme dans les exemples précédents, le champ électrique est faiblement non-homogène dans tout le volume des espacements des phases, de sorte que le claquage électrique dû aux surtensions inadmissibles dans la ligne de transport d'énergie n'est possible que dans la forme "streamer".

La traverse supérieure 11, comme le montre la figure 10, est réalisée sous forme polygonale. Les entretoises métalliques 5 avec les fils 4,sont suspendues aux faces inclinées de la traverse 11 à l'aide de chaînes d'isolateurs 7 dont l'angle d'inclinaison vers l'horizon diminue à partir de la phase divisée supérieure 3 vers la phase inférieure 1. Dans l'exemple envisagé, les entretoises métalliques 5 ne sont pas reliées entre elles à l'aide d'isolateurs, comme c'était le cas dans les modes de réalisation précédents. Ceci est rendu possible du fait que la forme des circuits des phases divisées 1, 2 et 3 et le mode de disposition des chaînes d'isola teurs 7 permettent de mettre la ligne à l'abri de l'ef- fet nocif du vent.Cependant, si nécessaire, il est possible dans certains cas particuliers d'utilisation de la ligne de transport d'énergie, tout comme dans les exem ples précédents, d'utiliser des isolateurs montés entre les entretoises métalliques, ainsi que des entretoises métalliques, séparées par des isolateurs, prévues dans les intervalles entre les pylônes de la ligne de transport d'énergie.

La ligne électrique envisagée, tout comme celle illustrée par la figure 9, est utilisable dans le cas d'une capacité plus faible que celle de la ligne de la figure 4.

La figure 11 représente encore une autre variante de réalisation de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention. Les éléments identiques à ceux de la figure 4 portent les mêmes chiffres de référence.

La configuration de la section transversale de la ligne de transport d'énergie de la figure l1 est proche de celle de la ligne illustrée par la figure 10, en différant pourtant de celle-ci par une "rectification" plus poussée des circuits des phases divisées 1, 2, 3. Comme montré sur la figure 11, les circuits des phases divisées 1, 2, 3 représentent, sur la majeure partie de leur longueur, des lignes disposées horizontalement.

Dans ce mode de réalisation, le nombre de fils unitaires 4 dans chacune des phases divisées 1, 2 et 3, ainsi que leur répartition et l'intervalle S entre les phases divisées voisines des paires 1-2 et 2-3 sont identiques à ceux du mode de réalisation de la figure 10.

De ce fait, ici encore, le champ électrique est faiblement non-homogène dans tout le volume des espacements des phases de sorte que le claquage électrique dû aux surtensions inadmissibles dans la ligne de transport d'énergie n'est possible que dans la forme "streamer".

Selon la figure 11, les pylônes intermédiaires sont constitués, dans ce mode de réalisation, par deux o- tants verticaux 8 s'appuyant sur les charnières des fon- dations 10. Les montants 8 sont reliés, à leurs bouts supérieurs, par une liaison souple 11 et renforcés par des haubans 12 et 13 fixés dans des ancres 14. Oux bouts supérieurs des montants 8 et de la liaison souple il sont montés des fils paratonnerre 21. Le nombre de fils partonnerre 21 peut varier suivant les conditions parties lières. Comme montré sur la figure 11, les entretoises métalliques 5 avec les fils 4/ sont fixées à l'aide de chaines d'isolateurs 7 sur les montants 8 du pylône.

Dans ce mode de réalisation, les circuits des phases d- visées 1, 2 et 3, ainsi que la position des chaines d'isolateurs 7 sont encore plus favorables que dans l'exemple de la figure 10, en permettant dans bien des cas de ne pas utiliser d'isolateurs pour relier les entretoises métalliques 5.

Dans ce mode de réalisation, tout comme dans liexe-- ple précédent, la ligne de transport d'énergie estutilisable avec un capacité plus faible que celle du sch-^-^ la figure 4. Toutefois, cette ligne est plus facile à réaliser que celle de la variante précédente.

La figure 12 illustre une ligne de transport d'énergie dans laquelle les circuits des phases divisées sont ouverts et constituent essentiellement des lignes droites disposées verticalement. Sur cette figure 12, les éléments analogues aux éléments des figures 4 à 11 portent les mêmes chiffres de référence.

La configuration de la ligne électrique de la figure 12, en section transversale est due à une coupe verticale imaginaire de toutes les circonférences de la figure 4 suivant lesquelles se disposent les fils des phases divisées, suivie d'une rectification des trois moitiés des demi-circonférences.

Dans le mode de réalisation envisagé, le circuit de la phase divisée médiane 2 est un tronçon de ligne droite, sur les bords duquel sont disposées,perpendicu lairement à l'entretoise métallique principale 5, des entretoises métalliques supplémentaires 22 de faible longueur. Les circuits des deux phases divisées margina- les 1 et 3 sont rectilignes sur la majeure partie de leur longueur, les extrémités desdits circuits étant repliées vers les côtés externes par rapport à la phase divisée médiane 2.

Selon ce mode de réalisation, les entretoises métalliques 5 sont fixées sur le pylône par les deux bouts, les bouts supérieurs des entretoises 5 étant reliés d'une façon classique à l'aide -de chaines d'isolateurs 7 à la traverse supérieure 11 du portique et leurs bouts inférieurs étant reliés par des isolateurs 23 à une traverse inférieure supplémentaire 24 qui comporte le portique. Il est possible de prévoir, dans la liaison mentionnée en dernier, des amortisseurs 25, par exemple sous forme de ressorts, permettant de protéger les isolateurs 23 contre des détériorations en cas de coupure de l'un des fils 4,
Comme montré sur la figure 12, les fils 4 sont plus distants les uns des autres dans les parties médianes des circuits des phases divisées 1, 2 et 3 que suivant les bords des circuits de ces phases.Pour éviter la création d'effet couronne local, on installe à chacune des extrémités des circuits des phases divisées 1 et 3 un fil supplémentaire qui est disposé du côté de l'entretoise métallique 5 opposé à la disposition des autres fils de la phase divisée correspondante. Les fils supplémentaires de la phase divisée médiane 2 sont fixés sur les bouts des entretoises métalliques 22. Toutes ces mesures, prévues pour remédier aux effets de bout indési- - rables, sont particulièrement nécessaires pour des lignes de transport d'énergie à très haute et ultra-haute tensions.

Les intervalles S entre les phases voisines divisées des paires 1-2 et 2-3 sont établis, sur la majeure partie de la longueur des circuits, de la même façon que dans les modes de réalisation précédents. Ce fait, ainsi que la configuration précitée et le mode indiqué de disposition des phases divisées et de leurs fils unitaires, permettent, tout comme dans les exemples précé dents, de créer un champ électrique faiblement non-homogène dans tout le volume des espacements des phases de sorte que le claquage électrique dû aux surtensions inadmissibles dans la ligne de transport d'énergie n'est possible que dans la forme "streamer"..

Ce mode de réalisation, à la différence des variantes précédentes, necessite l'utilisation d'isolateurs 6 à installer entre les entretoises métalliques 5. Ces isolateurs 6, conjointement avec les chaines d'isolateurs 7 et 23, permettent d'éviter un rapprochement inadmissible des phases divisées 1, 2 et 3 sous l'effet du vent.

Pour éviter un rapprochement inadmissible des phases divisées et un collage des fils d'une même phase divisée dans les intervalles entre les pylônes de la ligne de transport d'énergie, on peut prévoir l'installation, dans lesdits intervalles, d'entretoises métalliques 5 et d'isolateurs 6 du meme type, mais d'une conception allégée puisqu'ils ne sont pas soumis aux charges dues au poids des fils. Les isolateurs 6 peuvent être remplacés, dans les intervalles entre les pylônes de la ligne, par des perches 26, isolées vivà-vis de la tension de phase, qui sont fixées sur des ancres 27 (figure 13).

La ligne de transport d'énergie envisagée possède une bande de tracé plus étroite que les autres lignes, tout en permettant d'atteindre les mêmes puissances naturelles que dans les lignes illustrées par les figures 9 à 11.

Les figures 14 et 15 illustrent les lignes de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, dans lesquelles les circuits des phases divisées constituent suivant toute leur longueur des lignes droites. La configuration des sections transversales des lignes des figures 14 et 15 diffère, comme il ressort du dessin, de celle des lignes des figures 11 et 12, par la rectifi cation des extrémités des circuits des phases divisées.

Dans ces deux modes de réalisation, chacune des phases divisées 1, 2 et 3 comporte cinq fils unitaires.

De telles lignes de transport d'énergie peuvent s'appli que à des tensions relativement faibles, par exemple de i50 à 220 kV, et comprendre des fils ayant le diamètre que présentent d'habitude les fils dans des lignes à une telle tension, sans permettre la formation d'effet couronne local dans les fils unitaires. Dans les exemples de réalisation envisagés, l'intervalle S entre les circuits des phases divisées voisines 1, 2 et 3 est identique à celui des modes de réalisation précédents, de sorte qu'il se forme dans tout le volume des espacements des phases un champ électrique faiblement non-homogène, dans lequel le claquage électrique dû aux surtensions inadmissibles dans la ligne de transport d'énergie n'est possible que dans la forme "streamer".

Les lignes illustrées par les figures 14 et 15 diffèrent entre elles par la disposition des circuits des phases divisées 1, 2 et 3.

Dans la ligne de la figure 14, les circuits des phases divisées 1, 2 et 3 constituent des tronçons de lignes droites disposés horizontalement et les entretoises métalliques 5 sont fixées par les deux bouts des chaines d'isolateurs 7 sur les montants 8 du pylône. Dans la plupart des cas, de telles lignes de réclament pas l'utilisation d'isolateurs entre les entretoises métalliques 5 ni dans les intervalles entre les pylônes de la ligne de transport d'énergie, car les fils ainsi disposés ne se rapprochent pratiquement pas sous l'effet du vent qui souffle en règle générale parallèlement au sol.

Dans la ligne de la figure 15, les circuits des phases divisées 1, 2 et 3 constituent des tronçons de lignes droites disposés verticalement et les entretoises métalliques 5 s'accrochent par l'un de leurs bouts, à l'aide de chaines d'isolateurs 7, à la traverse 11 du pylône. Selon ce mode de réalisation, les entretoises métalliques 5 sont reliées entre elles par ltintermé- diaire d'isolateurs 6. Dans les intervalles entre les pylônes d'une telle ligne, il est également possible de monter des entretoises métalliques 5 et des isolateurs 6 du type allégé.Le nombre de fils dans les phases divisées et la longueur de leurs circuits étant dans cette ligne relativement faibles, il n'est pas nécessaire, dans la majorité des cas, de munir les bouts inférieurs des entretoises métalliques 5 d'isolateurs, comme c'était le cas dans la variante de réalisation illustrée sur les figures 12 et 13.

Dans les lignes de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, dans lesquelles les circuits de -toutes les phases divisées sont ouverts, comme le montrent les figures 10 à 15, il est utile que les circuits des phases divisées médianes 2 soient d'une longueur plus faible que les circuits des phases divisées marginales 1 et 3. Ceci est nécessaire pour permettre l'égalisation des capacités et des chutes de tensions dans toutes les phases d'une ligne de transport d'énergie, dans laquelle la capacité de la phase divisée médiane 2 dépasse celle des phases divisées marginales 1 et 3. De ce fait, le nombre de cycles de transposition est réduit jusqu'aux valeurs propres a celles des lignes classiques.

La figure 16 illustre le mode de disposition des fils 4, à une échelle tenant compte de la longueur des circuits des phases divisées 1, 2 et 3, selon le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 12, pour une ligne de transport d'énergie mise sous une tension de 500 kV.

Comme il ressort clairement de la figure 16, les distances entre les fils 4.dans les parties médianes des phases divisées 1, 2 et 3 sont supérieures à celles dans les parties marginales de ces phases. Comme déjà indiqué, un tel mode de disposition des fils dans les phases divisées permet d'égaliser les charges et les courants dans les fils en créant ainsi dans les espacements aériens des phases divisées un champ électrique faiblement non-homogène d'un degré d'homogénéité élevé. Ce mode de répartition des fils dans les phases divisées permet en outre de diminuer les pertes de puissance et d'énergie. D'autre part, par suite du rapprochement des fils 4 aux ex trémités des circuits des phases divisées, il devient possible d'éviter la création d'effet couronne local.

La longueur du circuit de la phase divisée médiane 2 atteint 3,0 m, tandis que celle des circuits des phases divisées marginales 1 et 3 est évaluée à 3,5 m. On voit donc que la longueur du circuit de la phase divisée médiane 2 est plus faible que celle des circuits des phases divisées marginales 1 et 3, ce qui permet d'égal 'liser les capacités et les chutes de tensions de toutes les phases de la ligne de transport d'énergie en assurant ainsi une réduction du nombre de cycles de transposition de la ligne de transport d'énergie jusqu'a la valeur observée généralement dans les lignes connues.

La figure 16 montre également que la phase divisée médiane 2 comporte 12 fils 4, tandis que les phases divisées marginales 1 et 3 n'en possèdent que neuf. Un tel accroissement du nombre de fils 4 dans la phase divisée médiane 2 permet d'égaliser les courants dans les fils du fait que la valeur du courant dans la phase médiane 2 dépasse celle des phases marginales 1 et 3 à la suite de l'effet capacitif exercé par les deux phases marginales sur la phase médiane 2.

L'effet de toutes les particularités mentionnées au cours de la description de la figure 16 s'accentue surtout lorsque le nombre de fils dans les phases divisées est important.

L'une des lignes de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, illustrée par les figures 12 et 16, possède les caractéristiques suivantes.

La tension de cette ligne de transport d'énergie atteint 500 kV. Le nombre total des fils 4 employés dans la ligne s'élève à 30. Les fils 4 sont fabriqués en acier et aluminium avec une section de - la partie aluminium de. 240 mm2 et un diamètre externe de 2,24 cm, le diamètre du noyau en acier étant de 0,94 cm. L'intervalle entre les phases divisées est évalué à 3 m, la longueur des circuits des phases divisées marginales 1 et 3 est de 3,5 m pour chacune d'elles et celle du circuit de la phase divisée médiane de 3,0 m. La phase divisée médiane 2 comporte 12 fils et chacune des phases divisées marginales se compose de 9 fils.L'intensité du champ électrique sur la surface des fils est évaluée à 21, 1 kV/cm (valeur effective), tandis que celle du champ électrique, créé sous la ligne électrique au niveau de la taille d'un homme, est de 9 kV/m. Les pertes dues à l'effet couronne dans une telle ligne s'évaluent à 14 kV/km. La largeur du tracé de la ligne sous les fils est d'environ 6,5 m. La puissance naturelle de cette ligne atteint 2,6 mln.kW, c'est-à-dire' trois fois celle d'une ligne classique de même tension, dont la puissance naturelle est de 900 MW.

Dans les lignes triphasées de transport d'énergie à circuits ouverts des phases divisées, illustrées sur les figures 10 à 16, il est possible de choisir n'importe quelle longueur t des circuits des phases divisées en fonction de l'intervalle S entre lesdites phases. De ce fait, il devient possible d'obtenir une large gamme de puissances naturelles, par exemple celle qui représente de 1 à 5 fois les puissances naturelles des lignes classiques de même tension.

Dans tous les modes susmentionnés de réalisation des lignes électriques faisant l'objet de l'invention, l'intervalle S entre les phases divisées voisines, la longueur "t" des circuits des phases divisées, ainsi que leur rapport, constituent des paramètres très importants.

La formule (10) montre que la capacité de travail
C des lignes de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention est approximativement directement proportionnelle à la relation t/s. Cette relation est illustrée par la figure 17. Sur cette figure, l'axe des abscisses porte la relation #/S, tandis que l'axe des ordonnées fait figurer le rapport entre la puissance naturelle des lignes faisant l'objet de l'invention et la puissance naturelle P n trad. des lignes ordinaires classiques, c est-àdire Pn/Pn trad. Les valeurs P trad. en fonc- tion du niveau nominal de la tension des lignes, prises à titre de comparaison, sont indiquées dans le tableau ci-dessous.

Unom 150 220 330 500 750 1150 kV trad. 80 160 360 900 2000 5500
Megawatt
Longueur moyenne de la ligne de 100 200 300 800 1000 1500 transport d'énergie, km
La figure 17 montre que la relation Pn/Pn trad. = f (#/S) est proche de la loi rectiligne et la puissance naturelle de la ligne faisant l'objet de l'invention peut être modifiée dans de larges limites en l'augmentant sensiblement par rapport à la puissance naturelle des lignes classiques de transport d'énergie de même tension.

Après avoir choisi la valeur optimale de l'intervalle S entre les phases divisées pour un niveau donné de tension, on procède à la détermination de la longueur
L du circuit de la phase médiane en fonction de la puissance naturelle désirée de la ligne et du rapport entre cette puissance et celle de la ligne classique. Danse cas, les lignes de transport d'énergie les plus préférables sont celles à circuits ouverts des phases divisées.

Dans ces lignes, il devient possible de choisir toute gamme du rapport Pn/Pn tram, dans les limites de 1 à 5, c'est-à-dire unes gamme présentant dans la plupart des cas un intérêt pratique, ou meme une gamme plus large.

La figure 18 représente les relatiors entre les grandeurs principales, C et Zb, exerçant un effet sus la puissance naturelle de la ligne de transport d'éner- gie, et le rapport e/S.

Le nombre de fils n dans les p-nases divises la ligne faisant l'objet de 1 invention est défini Q partir des formules (10) et (3) de la façon suivante

En conclusion, le calcul d'une ligne de transport d'énergie se fait de la façon suivante. En connaissant la puissance naturelle Pn donnée et la tension Uph, On détermine le courant et, en fonction de la densité ce nomique du courant adoptée, on définit la section totale voulue des fils dans chaque phase de la ligne.En se guidant sur le diagramme de la figure 3, on détermine, comp- te tenu du niveau de surtensions admissibles, 1 @aleur de S, puis, en se servant de la courbe de la figure 17, on définit le rapport t/S et on choisit ensuite, à partir de ce dernier, la longueur # des circuits des phases divisées. Ceci fait, on détermine le nombre de fils n" suivant la formule (12).

Ensuite, on procède à un calcul plus précis en tenant compte de l'intensité du champ sur les surfaces de tous les fils, du coefficient Cirr et d'autres grandeurs pour la configuration de la section transversale de la ligne choisie selon les valeurs Q/S et n de la ligne électrique. Il est à noter que les fils de la ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l inven- tion doivent être d'une même section pour permettre d'obtenir les mêmes flèches des fils dans les intervalles entre les pylônes.

Comme il ressort de ce qui vient d'être décrit, les lignes faisant l'objet de l'invention possèdent un très important avantage consistant en ce que l'accroissement du nombre de fils dans les phases divisées, sans augmenter sensiblement les dimensions en section transversale de la ligne de transport d'énergie, permet d'augmenteur la puissance naturelle suivant un rapport très rapproché de la relation théorique.

La figure 19 illustre une ligne électrique selon l'invention, dans laquelle, du fait que l'on dispose les circuits des phases divisées sous la forme de circonférences concentriques, il devient possible d'utiliser un type de pylône intermédiaire qui diffère de ceux qu'on vient de décrire et d'illustrer par les dessins ci-dessus. Les éléments identiques à ceux illustrés par les dessins précédents portent sur la figure 19 les memes chiffres de référence.

Le pylône (8) illustré par la figure 19 comporte deux montants en "V" s'appuyant sur une charnière 9 de la fondation. La fondation comporte trois montants inclinés 28 divergeant en plan sous un angle de 1200 et s'appuyant sur trois plaques superficielles de fondation 29. L'un desdits montants inclinés 28 est disposé sur l'axe de la ligne de transport d'énergie. Ceci est considéré comme avantageux tant sur le plan des charges exercées sur le pylône que pour la levée du pylône lors de sa mise sur place suivant l'axe de la ligne électrique.

Les bouts supérieurs des montants 8 sont reliés entre eux par une liaison souple 11. De plus, chaque bout supérieur des montants 8 est relié aux bouts inférieurs de deux montants inclinés 28, tandis que les bouts inférieurs de ces montants 28 sont reliés entre eux par une liaison souple commune 30 aménagée de façon à pouvoir être tendue en état de contrainte à partir d'un seul point commun.

Un tel mode de tension permet une contrainte régulière de toutes les portions de la liaison souple 30 et, en même temps, de la liaison souple 11, en provoquant une contrainte consécutive des montants 8 et des montants inclinés 28 de la fondation. De ce fait, il devient possible d'assurer la rigidité adéquate de l'ossature du pylône et une utilisation économique du matériau utilisé pour la fabrication de tous les montants, car les efforts qui se manifestent dans ces derniers sont orientés le long de 1' axe.

Vu que l'ensemble des fils de la ligne électrique faisant l'objet de l'invention ont un poids considérable tendant à serrer le pylône contre le sol, ce dernier devient suffisamment stable. Au besoin, les plaques de fondation 29 peuvent être enfouies dans le sol.

Ce pylône permet de réduire de 30 à 60 % la consommation de métal par rapport à d'autres pylônes connus, y compris ceux qu on vient de décrire. Un autre avantage dudit pylône est la possibilité de contrainte de toute la construction au moyen d'un seul ridoir. De plus, l'utilisation des plaques de fondation permet de fabriquer les fondations d'une façon plus simple et économique.

Les figures 20 et 21 représentent un pylône terminal de la ligne électrique faisant l'objet de l'invention, dans laquelle les fils des phases divisées sont disposés, en section transversale de cette ligne, suivant trois circonférences concentriques. Dans une telle ligne électrique, il est très difficile d'effectuer la sortie de fils des phases divisées lorsqu'on fait usage des pylônes terminaux classiques, en particulier en cas d'utilisation de portiques pourvus d'une paire de montants.

Le portique terminal illustré par les figures 20 et 21 comporte trois parties porteuses 31, 32 et 33 (figure 20) qui se succèdent le long de l'axe de la ligne électrique. Ces parties porteuses décroissent successivement en hauteur dans la direction de l'extrémité de la ligne électrique. Les bouts supérieurs de ces parties porteuses 31, 32 et 33 sont reliés rigidement entre eux à l'aide d'une poutre 34, tandis que les bouts inférieurs s'appuient sur des fondations 35. Pour rendre le'pylône terminal plus robuste et stable, les parties porteuses 31, 32 et 33 sont reliées entre elles par des liaisons rigides 36, chaque partie porteuse 31, 32 et 33 étant en outre pourvue de liaisons rigides 37 et 38 (figure 21) assurant le couplage des montants 8, ainsi que de jambes de force 39.

Les fils 4 des phases divisées, dont les circuits constituent des circonférences, sont fixés phase par phase au moyen de chaines tendues d'isolateurs 40 (figure 20) sur l'une des parties porteuses 31, 32 et 33, une chaine d'isolateurs étant prévue pour chaque fil. Dans cette disposition, les fils de la phase divisée extérieure 1 s'attachent à la partie porteuse 31 qui est la première du côté de la ligne électrique, les fils de la phase divisée médiane 2 s'attachent à la deuxième partie porteuse 32 et les fils de la phase divisée intérieure 3 se fixent sur la troisième partie porteuse 33.

La figure 21 illustre le pylône terminal en coupe suivant la ligne XXI-XXI de la figure 20 vue dans la direction de la deuxième partie 32. Cette figure 21 illustre le passage de la phase divisée inférieure 3 et les emplacements de fixation des fils de la phase divisée médiane 2 au moyen de chaines tendues d'isolateurs 40.

De plus, la figure 21 montre le mode d'aménagement des sorties des phases de la ligne allant vers la sous-station, les sorties de la phase divisée intérieure 3 ne figurant pas sur le dessin pour le rendre plus clair.

Vu que tous les fils d'une phase donnée possèdent un même potentiel et sont attachés aux entretoises métalliques communes à chaque phase divisée tant sur les pylônes que dans les intervalles entre ces derniers, tous les fils d'une phase ne nécessitent pas d'isolation l'un par rapport à l'autre, mais ils doivent être isolés par 'rapport aux pylônes et aux fils des autres phases.

A cet effet, chacune des parties porteuses 31, 32 et 33 assure, au moyen de chaines d'isolateurs 41, la suspension d'une entretoise métallique 42, chacune de ces entretoises étant commune à tous les fils de l'une des phases divisées. Les fils 4 de chacune des phases divisées sont reliés à l'entretoise métallise 42 à l'aide de boucles 43. On attache le bout supérieur des boucles 43 aux fils à l'aide de serre-fils, on le fait passer librement vers le bas et, après avoir relié toutes les boucles 43 d'une phase entre elles par une entretoise métallique 44 (figure 20), on le fixe sur l'entretoise métallique correspondante 42 suspendue sur le pylône.

Comme indiqué sur la figure 21, les fils supérieurs peuvent être reliés, à l'aide de serre-fils et @e tron- çons de fils 45, aux fils voisins sous-jacents a partir desquels passe la boucle 43. Dans ce cas, le nombre de boucles 43 diminue, mais celles d'entre elles qui permettent de relier plusieurs fils à l'entretoise métal lique 42 peuvent nécessiter l'agrandissement de la section.

Les fils de chaque phase peuvent être aisémen@ amenés à partir de chaque entretoise métallique 4 ers la sous-station en rangées horizontales 46, 47 et 43 (figure 20) des phases divisées respecXi-es
Les pylônes d'ancrage et angulaire dont chacun doit se composer de deux portiques peuvent etre réalisés d'une facon identique, chacun des portiques possédant à son tour trois parties porteuses associées rigidement entre elles, comme c'est le cas du pylône terminal.

Un tel ancrage des fils peut être utilisé non seulement dans des lignes de transport d'énergie dont les circuits des phases divisées sont disposés suivant des circonférences concentriques, mais aussi dans des lignes électriques illustrées par les figures 9 et 10.

Ainsi, la puissance naturelle ou la capacité des lignes électriques aériennes triphasées à terne unique et à phases divisées selon l'invention peut dépasser de plusieurs fois, notamment jusqu'à 10 fois et davantage, la puissance des lignes classiques connues de même tension ayant un espacement traditionnel des phases. Du fait de la capacité élevée1 la ligne électrique faisant l'objet de l'invention peut s'intituler "ligne en câble aérien" (L.C.A.), qui est susceptible de remplacer plusieurs lignes classiques de même tension avec leur capacité sommaire.

De plus, les lignes de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention possèdent de hauts indices économiques.

En effet, le coût des fils de la ligne électrique de l'invention et celui de la ligne classique sont identiques, du fait d'adopter dans les deux cas les fils en fonction de la densité économique du courant, la section totale et le poids des deux lignes sont identiques. Ceci est assez important, compte tenu du fait que le coût des fils d'une ligne de transport d'énergie atteint, en fonction de sa tension, 25 % à 55 % du prix total de la ligne électrique.

Par suite de l'identité des fils tant dans les lignes de transport d'énergie faisant l'objet de l'inven-' tion que dans celles de type classique, les distances entre les pylônes de ces lignes sont également égales.

Cependant, le coût des entretoises métalliques et des isolateurs alignés dans les pylônes de la ligne électrique faisant l'objet de l'invention s'avère supérieur à celui d'une ligne électrique classique, mais il est égal ou inférieur à celui de plusieurs lignes classiques dont la puissance naturelle totale est semblable à celle d'une ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention. L'emploi d'entretoises métalliques allégées et d'isolateurs dans les intervalles entre pylônes de la ligne électrique faisant l'objet de l'invention augmente légèrement le coût sans affecter cependant la flèche des fils et la longueur des distances entre les pylônes.

Le coût total des pylônes et des fondations de la ligne électrique faisant l'objet de l'invention est inférieur à celui d'une ligne électrique classique.

Il est connu que, dans des lignes électriques aé riennes classiques, les rapports des poids des pylônes dépendent de ceux des charges exercées sur les pylônes, la liaison étant donnée par la relation approximative suivante

où G1 est le poids du pylône avec une charge diminuée ;
G2 est le poids du pylône avec une charge agrandie ;
N1 est la charge mécanique exercée sur le pylône avec le poids G1 ;
N2 est la charge mécanique exercée sur le pylône avec le poids G2,
Il s'ensuit que le poids d'un seul pylône de la ligne de transport d'énergie de l'invention, remplaçant quatre circuits de lignes aériennes classiques, représente 2,52 fois le poids d'un pylône d'une telle ligne classique, mais il sera réduit de 37 % par rapport au poids total des quatre pylônes nécessités par une ligne classique.

D'autre part, les pylônes intermédiaires d'une ligne de transport d'énergie selon l'invention auront des dimensions et un poids plus faibles que les pylônes intermédiaires des lignes classiques. Ceci peut être démontré par l'exemple suivant. Dans la ligne de transport d'énergie faisant liobjet de l'invention illustrée sur la figure 16, mise sous une tension de 500 kV et ayant une puissance naturelle de 2600 MW, la distance entre les phases marginales attéint environ 7 m, tandis que dans une ligne électrique classique de même tension, ayant une puissance naturelle de 900 MW, cette distance s élève à 24 mètres environ, c'est-à-dire qu'elle est 3,4 fois plus grande. En ce qui concerne la hauteur des pylônes de la ligne électrique de l'invention, elle dépasse légèrement celle d'une ligne électrique classique.

Cependant, dans cette dernière, la protection contre la foudre des phases marginales nécessite l'utilisation de deux chevalets de câble de garde renforcée, tandis que dans la ligne électrique faisant l'objet de l'invention, l'emploi d'un chevalet de câble de garde de plus faible hauteur est suffisant pour assurer le même angle de protection contre la foudre, ce qui permet une égalisation presque parfaite de la hauteur des pylônes des deux lignes.De ce fait, vu que dans la ligne électrique faisant l'objet de l'invention la largeur des pylônes et les charges dues au poids des phases marginales sont considérablement inférieures à celles de la ligne électrique classique, l'emploi de pylônes intermédiaires implique une consommation de métal et un coût considérablement réduits par rapport à celui des lignes électriques classiques, ce qui s'accentue surtout dans le cas de l'utilisation de pylônes intermédiaires comportant des montants munis de haubans décrits plus haut.

Dans les lignes de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, les pylônes terminaux, d'ancrage, angulaires et de transposition sont plus lourds et coû- teux que les mêmes pylônes d'une ligne de transport d'énergie classique, mais ils sont plus légers et moins coûteux par rapport au poids et au coût totaux de ces pylônes dans l'ensemble des circuits des lignes classiques qui sont remplacés par une seule ligne selon l'invention. Il a été mentionné pour le mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 16 que la réduction de l'étendue de la phase moyenne permettait de rendre le nombre de cycles de transposition de la ligne selon l'invention égal à celui des lignes classiques.

Du fait que les pylônes de la ligne électrique faisant l'objet de l'invention sont beaucoup plus légers que ceux des lignes électriques classiques, les fondations qu'ils réclament seront également plus légères et moins coûteuses, surtout dans le cas de l'utilisation des plaques de fondation 29 (figure 19).

En somme, selon la loi générale de la technique, conformément à laquelle l'accroissement de la puissance et l'agrandissement des unités permettent d'accroître l'économie de celles-ci, une ligne de transport d'énergie remplaçant plusieurs lignes électriques classi@ues exige sûrement moins de matériaux, de mais oeuvre et de dépenses financières que les lignes classiques.

Les calculs moyens préliminaires montrent que le coût d'un kilomètre de la ligne électrique faisant l'ob- jet de l'invention diminue de 1/3 par rapport à celui de trois lignes électriques classiques quelle remplace.

De plus, en remplaçant plusieurs lignes de transport d'énergie classiques par une ligne électrique de meme tension réalisée selon l'invention, on obtient une économie supplémentaire du fait de réduire l nombre d'interrupteurs et d'autres appareillages installés aux sous-stations terminales. Cela étant, dans une ligne électrique de l'invention ayant une forte puissance ne turelle, il est possible d'utiliser tant des interrupteurs à forte intensité, moins coûteux que plusieurs interrupteurs d'intensité ordinaire, que des incorrupteurs traditionnels, branchés soit en un schna et cm à raison de deux interrupteurs pour une ligne de transport d'énergie, soit en un schéma et demi perfectionné à raison de trois interrupteurs pour une ligne électrique.

D'une façon générale, le schéma d'approvisionnement en courant électrique constitué par une seule ligne électrique est moins fidèle que celui comprenant plusieurs lignes électriques parallèles de même tension. Cependant, la longue expérience de service des systèmes énergétiques en URSS, reliés par une ligne électrique à terne unique de forte puissance, par exemple dans le cas de la ligne électrique de 750 kV reliant Moscou à Léningrad, a prouve une fidélité relativement élevée de telles lignes de transport d'énergie électrique dotées de matériels modernes d'automatisation d'interconnexions sans poser de problèmes compliqués. D'autre part, dans les systèmes énergétiques réunis sont prévues des puissances de réserve qu'on peut mettre en oeuvre en cas de réparation ou de détérioration d'une ligne électrique de forte puissance.

Dans certains cas, pour accroitre la fidélité, il convient de construire deux lignes électriques parallèles faisant l'objet de l'invention qui reviennent finalement aussi moins chers qu les lignes électriques classiques de même tension et de même puissance totale.

Ainsi, dans le cas du remplacement des lignes électriques classiques par celles faisant l'objet de l'invention, on se rend compte des avantages économiques incontestables de ces dernières.

La comparaison faite entre la ligne de transport d'énergie selon l'invention et la ligne hexaphasée décrite précédemment, mise sous une tension de 462 kV, montre ce qui suit. La section totale de la partie aluminium dans chacune des phases divisées de la ligne hexaphasée atteint environ 4900 mm2, c'est-à-dire qu'elle est deux fois celle de la ligne électrique à 500 kV faisant l'objet de l'invention composée de 10 fils dont la section de la partie aluminium est de 240 mm2.Il s'ensuit que, les tensions une fois égalisées, la puissance transmise sur 1 mu 2 de la section du fil dans la ligne électrique de l'invention atteint 1,08 mille kw/n2, tandis que celle de la ligne électrique hexaphasée précitée est d'environ 0,68 mille kW/mm2, c'est-à-dire qu'elle est réduite de 60 X. Du fait que l'invention a pour objet une ligne électrique triphasée, les postes élévateurs et abaisseurs d'une telle ligne sont équipés ordinairement d'autotransformateurs de secteur classiques à un déphasage de 120 degrés électriques, tandis qu'une ligne hexaphasée électrique réclame l'installation de transformateurs sensiblement plus coûteux qu'on utilise dans la technique du redressement.Donc, la ligne d'énergie électrique faisant l'objet de l'invention est économiquement plus avantageuse qu'une ligne électrique hexaphasée.

D'autres avantages importants de cette ligne élec trique ressortent des relations existant dans l'ensemble du système.

Les lignes de transport d'énergie selon l'invention, ayant une tension relativement faible, sont dans bien des cas susceptibles, à condition de fournir la puissance naturelle nécessaire, de remplacer des lignes électriques d'une tension plus élevée, notamment d'un à deux niveaux. Cela permet d'ajourner la construction de lignes de plus haute tension à un délai plus prolongé malgré l'accroissement permanent de la puissance des systèmes énergétiques. On fait usage en URSS des séries de tensions suivantes : 220-500-1150 kv et 150-330-750kV.

Des séries identiques ou très rapprochées de tensions sont en usage courant dans tous les pays du monde. Conformément à ce qui a été dit, au lieu de construire dans le système énergétique une première ligne électrique de 750 kV, il est possible de construire une ligne électrique selon l'invention de la même puissance naturelle, mais mise sous une tension de 330 kV. En maintenant la même puissance naturelle, il est possible d'utiliser des lignes de transport d'énergie selon l'invention, mises sous des tensions de 220 et de 500 kV, au lieu de lignes électriques classiques de 500 et 1150 kv respectivement.

L'un des projets soviétiques prévoit la construction d'une ligne électrique à terne unique de conception et paramètres classiques, mise sous une tension de 1150kV et assurant le transport d'une énergie de 4 mln.kW à la distance d'environ 1100 km, qui réclame l'installation d'une sous-station intermédiaire de 1150/500 kV. Les calculs ont prouvé que, dans ce cas, il est plus économique de construire une ligne électrique à terne unique réalisée selon l'invention, mise sous une tension de 500 kV.

Bien que la ligne électrique de 500 kV réalisée selon l'invention soit légèrement plus coûteuse et soumise à des pertes élevées d'énergie,relativement chère, le coût de trois sous-stations de 500 kV est considérablement inférieur à celui de trois sous-stations de 1150/500 kV.

De ce fait, toute la ligne de transport d'énergie selon l'invention est plus économique, non seulement du point de vue des dépenses d'installation mais également du point de vue du critère d'économie adopté en URSS qui fait état tant des dépenses d'installation que des frais annuels, et notamment, selon le minimum des dépenses "rapportées" ou "calculées" D
D = A + 0,15 I (14) où A représente les frais annuels rapportés, constitués par les dépenses dues aux pertes d'énergie et par les décomptes d'amortissement prélevés sur le coût de la ligne électrique proprement dite et des sous-stations
I représente les dépenses d'installation rapportées.

Dans le cas où, en partant de la situation énergétique, il convient de construire une ligne électrique d'une tension plus faible parmi toute la gamme des tensions de 150-220-330-500-750-1150 kV en vigueur en URSS, il est presque toujours plus avantageux de construire une ligne électrique selon l'invention au lieu d'une ligne classique de transport d'énergie d'un niveau de tension plus élevé, à condition que la longueur de la ligne électrique corresponde à son niveau de tension, la construction de la ligne de l'invention étant d'autant plus avantageux que la puissance à transmettre sur la ligne est plus grande.

Dans certains cas, une ligne électrique nouvellement construite reliant deux systèmes énergétiques doit permettre un fonctionnement normal en régime de transmission de la puissance qui est inférieure à la puissance naturelle, cette dernière n'étant utilisée que dans le cas d'un manque de puissance dans le système énergétique de réception, d à une panne. Par ailleurs, en régime perturbé, on peut, en raison de la courte durée de celuici, soumettre les fils de la ligne électrique à la charge d'un courant plus élevé qui dépasse le seuil de la densité de courant considérée comme économique. Ces cas contribuent également à l'utilisation des lignes électriques selon l'invention.

Comme il a été indiqué. la ligne aérienne triphasée de transport d'énergie à terne unique faisant l'objet de l'invention permet de lever les limitations a la p@iss@@@e @ tre@@@@@tre considérées jusque-la comme @ne- vitables, dans le cas du courant alternatif.De ce fait, de telles lignes électriques peuvent, ders b4yn des cas, remplacer le lignes de transport d'énergie en courant continu à haute te@sion. @ans ce @@s, on @oit tenir ega l@@@nt comp@@ d@ fa@@ que @@ laigeu@ de tiace necessaire pour la ligne électrique de l'invention ne dé@asse pas la largeur du tracé pour les lignes aériennes en courant continu et dans certains cas est meme inférieure à celle-ci.

Dans des -as particuliers, la ligne électrique de l'invention permet de simplifier la réalisation des traversées des cours d'eau par suite de la baisse du coût de fabrication Ce hauts pylônes de traversées.

Comme il a été noté, la largeur du tracé de la licoup inférieure à celle réclame par le lignes @lectri- ques classiques. Lorsque la ligne électrique de l'inven- tion remplace plusieurs circuits de lignes électriques classiques Ce meme puissance naturelle et de même tension, la largeur du tracé de la ligne électrique selon l'invention sera réduite de 4 à 10 fois par rapport à la largeur totale du tracé de tous les circuits d'une ligne électrique classique. Cela permet de réduire sensiblement la surface à terre nécessaire pour la ligne électrique.

Dans les pays où le coût des terrains nécessaires pour le tracs ces lignes électliques rev@@ une grande importance et s'élève parfois jusqu'à celui de la ligne électrique même, l'emploi de lignes électriques selon l'invention devient particulièrement avantageux et opportun du fait qu'il est économique. Dans les cas où la largeur du tracé est limitée par des conditions particulières, l'emploi d'une ligne électrique réalisée suivant l'invention peut constituer la seule solution technique acceptable.

La ligne électrique de l'invention permet de réduire sensiblement l'effet écologique indésirable produit des rudes lignes de transport d'énergie de très haute et ultra-haute tensions, provoquant une intensité surélevée du champ électrique sous la ligne électrique en créant une zone inconfortable tant pour l'homme que pour les animaux. D'une façon générale, les lignes électriques faisant l'objet de l'invention offrent les trois avantages principaux suivants
- l'intensité du champ électrique sous la ligne électrique se maintient à un faible niveau toléré.Ainsi, par exemple, pour une ligne de transport d'énergie faisant l'objet de l'invention, mise sous une tension de 500 kV et possédant des circuits des phases divisées disposés verticalement, cette intensité ne s'élève sous cette ligne électrique, au niveau de la taille d'un homme, qu'à 9 kV/m. L'intensité du champ sur les fils est limitée par une valeur tolérée de 21,1 kV/cm (valeur efficace), tandis que les pertes dues à l'effet couronne s'élèvent à 14 kW/km en permettant de maintenir des niveaux tolérés de parasites radio et de bruits
- la réduction de la largeur du tracé permet de diminuer très considérablement la superficie de la portion du tracé dans laquelle l'intensité maximale du champ électrique est observée sous les fils.Cette superficie est délimitée par une partie étroite au milieu de l'intervalle entre les pylônes de la ligne, large par exemple de 7 m, qui, le cas échéant, peut être protégée par des câbles suspendus sur des appuis allégés ou clôturés par une enceinte ;
- du fait de l'affaiblissement du niveau de tension, par exemple à partir de 1150 kV jusqu'à 750 XV ou même à 500 kV, il devient possible de remplacer une ligne d'ultra-haute ou de très haute tension par une ligne électrique de haute tension dont l'effet écologi que est considérablement diminué et ne pose pas de problêmes.

Pour conclure, il est utile de rappeler que la ligne électrique aérienne triphasée à terne unique et à phases divisées faisant l'objet de l'invention, dans laquelle, entre les phases divisées, et suivant toute leur longueur, est créé un champ électrique à faible non-homogénéité, permet de rapprocher les phases divisées à une distance minimale en assurant ainsi une compacité et une capacité de la ligne poussées jusqu'au maximum réalisable.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Ligne aérienne triphasée de transport d'énergie électrique à terne unique et à phases divisées, comportant des fils (4) fixés sur des entretoises métalliques (5) formant dans le plan perpendiculaire à l'axe de la ligne de transport d'énergie des circuits des sections transversales des phases divisées (1, 2, 3), des pylônes (8) dont les éléments sont disposés au-delà de l'espace occupé par les phases et leurs espacements aériens, et des isolateurs (7) assurant la fixation des phases sur les pylônes, le champ électrique étant faiblement nonhomogène, dans la majeure partie du volume des espacements des phases, cette ligne aérienne étant caractérisée en ce que dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, les intervalles entre les phases voisines suspendues sur les pylônes sont égaux au moins sur la majeure partie de la longueur des phases (1, 2, 3) et en ce que les fils (4) sont éloignés l'un de l'autre, au moins dans une phase divisée de la ligne, de distances différentes, de sorte que les charges électriques des fils sont égales, tandis que le champ électrique formé à la suite d'une telle disposition des phases et des fils est faiblement non-homogène dans tout le volume des espacements des phases, de sorte qu'un claquage électrique des espacements des phases dû aux surtensions inadmissibles dans la ligne électrique n'est possible dans ce champ que sous la forme "streamer".

2. Ligne aérienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les phases divisées (1, 2, 3) de la ligne de transport d'énergie sont espacées l'une de l'autre d'une distance permettant d'obtenir, à la tension de travail, une intensité du champ électrique entre lesdites phases de 1,65 kV/cm pour le facteur de surtension maximal de la ligne de transport d'énergie et de 3,15 kV/cm pour le facteur de surtension minimal de la ligne de transport d'énergie.

3. Ligne aérienne suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que tous les circuits suivant lesquels les fils des phases divisées sont disposés dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, sont réalisés fermés.

4. Ligne aérienne suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le nombre de fils (4) dans la moitié inférieure du circuit d'au moins une phase divisée extérieure (1) est supérieur à celui des fils situés dans la moitié supérieure du circuit de cette phase.

5. Ligne aérienne suivant la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les fils (4) des phases divisées (1, 2, 3) sont disposés dansla section transversale de la ligne de transport d'énergie suivant des circonférences concentriques.

6. Ligne aérienne suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les fils (4) de l'une (3) des phases divisées sont partagés à égalité en deux demi-phases (3a, 3b) dont le circuit de chacune forme, dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, une circonférence disposée concentriquement à l'intérieur de la circonférence suivant laquelle est disposée l'une des deux autres phases divisées (1, 2).

7. Ligne aérienne suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'un (3) des circuits suivant lesquels les fils (4) des phases divisées sont disposés dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, est réalisé fermé tandis que les autres circuits (1, 2) sont ouverts et encerclent le premier courant (3).

8. Ligne aérienne suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'intervalle entre les fils (4) dans la partie médiane du circuit d'au moins une phase exté- rieure ouverte (1, 2) est inférieur aux intervalles dans les parties marginales du circuit de cette phase (1, 2).

9. Ligne aérienne suivant la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que, dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, le circuit de la phase divisée supérieure (3) est réalisé sous la forme d'un ovale, tandis que les circuits des phases divisées inférieures (1, 2) constituent des courbes ouvertes dont la partie convexe est orientée vers le bas.

10. Ligne aérienne suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que tous les circuits suivant lesquels les fils (4) des phases divisées sont disposés dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, sont réalisés ouverts.

11. Ligne aérienne suivant la revendication 10, caractérisée en ce que les fils (4) dans les parties médianes des circuits des phases divisées (1, 2, 3) sont situés l'un par rapport à l'autre à des intervalles plus grands que les intervalles entre les fils disposés dans les parties marginales des circuits.

12. Ligne aérienne suivant la revendication 10 ou ll, caractérisée en ce que les circuits de toutes les phases divisées (1, 2, 3), dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, constituent des courbes dont les parties convexes sont orientées vers le bas.

13. Ligne aérienne suivant la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que les circuits de toutes les phases divisées (1, 2, 3) dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, sont disposés essentiellement verticalement, les extrémités des phases divisées marginales (1, 3) étant repliées vers les côtés extérieurs par rapport à la phase divisée médiane (2) et les extrémités de la phase médiane (2) comportant des fils (4) situés dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie suivant des lignes perpendiculaires au circuit de la partie principale de cette phase divisée.

14. Ligne aérienne suivant la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que les circuits des phases divisées (1, 2, 3) présentent, dans la section transversale de la ligne de transport d'énergie, essentiellement la forme de lignes droites.

15. Ligne aérienne suivant la revendication 14, caractérisée en ce que les circuits de toutes les phases divisées (1, 2, 3) formant des lignes droites sont disposés horizontalement.

16. Ligne aérienne suivant la revendication 14, caractérisée en ce que les circuits de toutes les phases divisées (1, 2, 3) formant des lignes droites sont disposés verticalement.

17. Ligne aérienne suivant l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisée en ce que le circuit de la phase divisée médiane (2) est plus court que les circuits des phases marginales (1, 3).

18. Ligne aérienne suivant la revendication 13 ou 16, caractérisée en ce que les extrémités inférieures des phases divisées (1, 2, 3) sont attachées, à l'aide d'isolateurs(23), à une traverse inférieure (24) supplémentaire qui comporte le pylône (8).

19. Ligne aérienne suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les phases divisées (1, 2, 3) sont fixées à l'aide d'isolateurs (7) sur les bouts supérieurs de pylônes intermédiaires (8) dont chacun comporte un montant en "V" associé par une charnière (9) à une embase constituée de trois pieds inclinés (28) divergeant en plan à partir d'un centre commun sous un angle de 1200 et s'appuyant, par leurs bouts inférieurs, sur des plaques de fondation (29), les bouts supérieurs du montant en "V" étant reliés d'une part entre eux par une liaison souple (11) et d'autre part aux bouts inférieurs des pieds inclinés (28) de ladite embase, lesdits pieds inclinés étant, à leur tour, reliés entre eux par une liaison souple (30) commune conçue de façon à pouvoir être tendue en état de contrainte à partir d'un seul point.

20. Ligne aérienne suivant la revendication 5 ou 9, caractérisée en ce que chaque pylône terminal, d'ancrage et angulaire comporte au moins un portique à trois montants (31, 32, 33) muni de traverses, de jambes de force et de liaisons rigides, et en ce que les fils (4), dans chacune des phases divisées (1, 2, 3) sont fixés tour à tour, à l'aide d'isolateurs (40), sur les jambes de force et les traverses de la partie correspondante du portique, en commençant par les fils des phases situées suivant la courbe de plus grand diamètre.