FR2549280A1 - Cables a isolation par rubans entierement synthetiques - Google Patents

Abstract

CABLE ELECTRIQUE A HAUTE TENSION IMPREGNE D'HUILE, COMPORTANT UNE ISOLATION PAR RUBAN ENTIEREMENT CONSTITUE DE POLYMERE, POUVANT FONCTIONNER A 765KV. ON EMBOBINE UN RUBAN 16 DE POLYETHYLENE, POLYBUTENE OU POLYPROPYLENE ORIENTE BIAXIALEMENT ET SPECIALEMENT TRAITE, PRESENTANT UN MOTIF DE GAUFRAGE, SOUS FORME DE COUCHES MULTIPLES SUR UNE AME CONDUCTRICE 12, UN BLINDAGE PERMEABLE 18 ENTOURANT L'ISOLATION. UNE HUILE CLASSIQUE DONT LA CONSTANTE DIELECTRIQUE EST TRES PROCHE DE CELLE DU RUBAN EST UTILISEE ET LE CABLE PEUT ETRE IMPREGNE APRES INSTALLATION SUR LE TERRAIN GRACE A SES EXCELLENTES CARACTERISTIQUES D'IMPREGNATION.

Description

CABLES A ISOLATION PAR RUBANS ENTIEREMENT SYNTHETIQUES

Le Gouvernement des Etats-Unis d'Amérique possède des droits sur la présente invention conformément au contrat n DE-AC 02-76 CH 00016 entre le "United

States Department of Energy" et les "Associated Univer5 sities, Inc ".

La présente invention concerne d'une manière générale des câbles électriques, et plus précisément des câbles à couches d'isolant multiples

imprégnées d'un fluide isolant.

Il semble que les procédés classiques de réalisation des câbles à haute tension, c'est-àdire ceux qui utilisent une isolation par papier kraft et une imprégnation par de l'huile, aient atteint leur limite pratique en ce qui concerne la tension et, par conséquent, la puissance A des tensions supérieures à 345 k V, la perte diélectrique accrue, ainsi que le transfert thermique relativement médiocre des c&bles utilisant le papier kraft, diminuent les possibilités

de conduction de courant de ces câbles, éliminant ainsi 20 de nombreux avantages offerts par cette tension accrue.

Ces problèmes ont conduit au développement d'isolations stratifiées en papier et en plastique qui, bien qu'elles apportent certains avantages, introduisent souvent d'autres limitations dues à certaines caracté25 ristiques individuelles de chacun des matériaux C'est ainsi que le plastique impermeable ralentit l'imprégnation par l'huile alors que le papier kraft présente

encore une perte diélectrique relativement élevée.

La progression logique de la technologie 30 des câbles s'est orientée vers les isolations tout plastique pour cables à haute tension, et plusieurs versions ont été brevetées et réalisées en quantité

2 2549280

limitée Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 358 071 déposé par E D Eich et collaborateurs, décrit un câble utilisant des couches multiples de ruban de polysulfone et le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 105 872 déposé par H E Thompson et collaborateurs, décrit un câble enrubanné de polycarbonate. Divers autres brevets des Etats-Unis d'Amérique, tels que le n 3 077 514 déposé par B P Kang et le n 3 077 510 déposé par W F Olds, ont suggéré l'utilisation 10 d'autres rubans de polymèrestels que le polyéthylène et le polypropylene avec des configurations spéciales

telles que des sillons (Kang) et des canaux (Olds).

Cependant, les réalisations pratiques et pouvant être appliquées à l'échelle industrielle de 15 câbles utilisant des polymères tels que le polyéthylene, le polybutène et le polypropylene n'ont pas été couronnées de succès en raison des problèmes intrinsèques associés à ces matériaux Ils sont, sous leurs diverses formes commerciales standard, sujets à une 20 dissolution, à une augmentation d'épaisseur et à un retrait dans les fluides typiques d'imprégnation qui ne permettent pas d'obtenir une durée de vie longue et fiable Le brevet de Olds mentionné ci-dessus suggère par exemple l'utilisation de fluides de polymères organo25 siliciés pour résoudre ce problème et le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 229 024, déposé par B P Kang, suggère l'utilisation d'un ruban de polypropylène hautement cristallin avec une huile de polypropylene Le brevet des EtatsUnis d'Amérique n 4 330 439,déposé par 30 Nishimatsu et collaborateurs, utilise des diaryalkanes

peu courants comme huile isolante pour assurer la compatibilité avec les polyoléfines.

Antérieurement à la présente invention, aucun câble n'avait été réalisé par des techniques 35 de fabrication de câble classiques, de façon à ce qu'il présente les propriétés électriques supérieures du polyéthylene, du polybutène ou du polypropylene, en association avec l'utilisation de fluides d'imprégnation classiques, qui puisse assurer une longue durée de vie, une bonne fiabilité et des caractéristiques de tension et de courant supérieures à celles des câbles isolés par du papier. La présente invention concerne un câble qui, bien qu'il soit réalisé à partir de rubans de polyoléfines peu onéreux et qu'il utilise des huiles d'imprégnation classiques, permet l'utilisation de tensions élevées allant jusqu'à 765 k V, et présente des caractéristiques diélectriques et des propriétés de transfert thermique de telle qualité qu'il est capable de fonctionner à des capacités égales ou supé15 rieures à celles des câbles actuellement disponibles,

pour une tension donnée.

Ce but est atteint par l'utilisation d'un ruban isolant de polyéthylene, de polybutène ou de polypropylene ayant été spécialement traité pour obtenir des propriétés qui ne sont généralement pas observées dans ces matériaux, mais qui sont nécessaires pour leur utilisation dans des câbles électriques imprégnés. La principale de ces propriétés est la compa25 tibilité avec l'huile d'imprégnation Le polyethylene, le polybutène et le polypropylene sous leurs formes couramment disponibles, lorsqu'ils sont plongés dans une huile d'isolation électrique classique chaude, sont très sujets à une augmentation d'épaisseur, une 30 dissolution, une fissuration sous contrainte et un

retrait longitudinal.

Pour minimiser ces phénomènes destructifs, la polyoléfine de départ est orientée biaxialement avant d'être utilisée dans le câble de la présente 35 invention Ceci met en jeu l'étirage des rubans par laminage avec un rapport d'étirage compris entre 5 à 1 et 10 à i dans le sens de la longueur, ainsi que l'orientation des rubans dans le sens de leur largeur. Le ruban qui résulte du laminage de la poly5 oléfine de départ avec les rapports d'étirage appropriés présente de nombreuses qualités qui le rendent supérieur du point de vue de la fabrication des câbies Pour diminuer la tendance du ruban à se fibriller, se déchirer sur toute sa longueur le long d'une seule déchirure, une transformation supplémentaire est souhaitable Cette

transformation met en jeu une seconde opération d'orientation linéaire dans une direction transversale au ruban.

Celle-ci oriente le ruban avec un rapport allant jusqu'à 50 % dans la direction transversale par rapport au ruban 15 et produit un ruban qui est suffisamment orienté biaxialement pour limiter de façon satisfaisante la tendance

à la fibrillation.

Les rubans de polyethylene et de polypropylene produits par la transformation mentionnée ci-dessus, 20 sont gaufrés avec un motif particulier dans des conditions particulières pour assurer une imprégnation du câble et un transfert thermique appropriés Le motif

de gaufrage est constitué par des canaux irréguliers principalement dirigés dans le sens transversal par 25 rapport à la machine.

Simultanément, le motif, bien qu'il puisse permettre un certain écoulement de l'huile à la fois dans la direction de la machine et dans la direction transversale par rapport au ruban, doit favoriser un 30 écoulement transversal par rapport au ruban car un tel écoulement augmente l'imprégnation d'une couche à l'autre et favorise le transfert thermique par convection de l'huile Le câble proprement dit est réalisé à partir de couches multiples d'un ruban de polyoléfine 35 c'est-à-dire de polyethylene, de polybutène ou de polypropylene, en utilisant des machines de bobinage de câble classiques Pour faciliter la flexion du câble, on utilise dans ces couches différentes largeurs de ruban de polyoléfine Ces tailles augmentent au fur et à mesure que la distance au conducteur du câble augmente. Il est également essentiel pour les caractéristiques électriques finales du ruban isolant que des anti- oxydants ou d'autres additifs soient convenablement sélectionnés et que leurs concentrations soient 10 ajustées dans les matières premières utilisées pour l'opération de laminage Lorsque des produits tels que des anti-oxydants, qui sont généralement ajoutés à tous les matériaux polymères, sont convenablement sélectionnés, la tangente de perte diélectrique

de l'isolant peut être maintenue en dessous de 2 x 10-4.

Pour faciliter la réalisation du câble, le ruban isolant de polyoléfine normalement hautement

transparent est produit avec addition d'un colorant.

Cette technique favorise de façon significative la production d'un câble utilisable avec des machines à rubanner les câbles classiques, car l'opérateur doit pouvoir convenablement repérer chacune des couches spirales successives de ruban isolant à l'aide de la couche immédiatement précédente Lorsqu'on effectue 25 un rubannage avec le ruban de polyéthylene, de polybutène ou de polypropylene généralement très limpide et transparent, l'opérateur est incapable de discerner les bords de la couche immédiatement précédente des autres bords jusqu'à une profondeur de huit ou de dix couches de ruban L'addition à la matière première de colorants sélectionnés,dans des proportions spécifiques,confère un degré de couleur suffisant au ruban pour permettre à l'opérateur de la machine à rubanner les câbles de discerner facilement les bords, 35 les interstices entre les bords, de la couche immédiatement prédécente du ruban de ceux des autres couches car le caractère foncé de la couleur augmente sensiblement avec chacune des couches Cet agent colorant est sélectionné de façon à minimiser toute augmentation du

facteur de dissipation du matériau initial.

Le câble de la présente invention est réalisé avec une couche de blindage superposée à la couche finale de ruban isolant, un ruban conducteur métallique plat étant déposé sur le blindage Ces deux couches sont conçues de façon à être perméables aux fluides 10 d'imprégnation Ceci est réalisé par perforation des

couches avec de petits trous.

Les couches finales du câble de la présente invention sont des revêtements classiques et dépendent de l'utilisation du câble Les câbles auto-contenus sont enfermés dans une chemise étanche à l'huile après imprégnation, et les câbles de type tuyau, s'ils sont imprégnés avant installation, sont recouverts d'une huile à faible perméabilité servant à fixer un revêtement tel que du papier Les câbles du type tuyau de la présente invention peuvent cependant être imprégnés après installation car l'huile d'imprégnation se déplace très aisément à l'intérieur des câbles, de sorte qu'une imprégnation sur le terrain est actuellement possible

beaucoup plus facilement qu'auparavant.

Le câble de la présente invention conduit donc non seulement à une augmentation sensible des capacités de tension et de puissance par rapport aux câbles à papier kraft, mais fournit également des avantages notables en ce qui concerne le transport, le stockage et l'installation, grâce à la moindre complexité de manipulation des câbles qui ne contiennent pas encore d'huile L'un de ces avantages est que les câbles à papier kraft doivent non seulement être transportés avec de l'huile, mais qu'ils présentent une durée de 35 vie au stockage limitée en raison des risques de séchage Il est évident que les câbles enrubannés de polyoléfine et n'ayant pas encore été imprégnés d'huile ne présentent pas le risque de perdre leur huile. La figure 1 est une vue en perspective du mode de réalisation préféré du câble de l'invention, diverses couches ayant été éliminées pour plus de clarté. La figure 2 est une vue de dessus d'un motif de gaufrage typique utilisé dans l'invention

Les figures 3 A et 3 B sont des coupes transversales d'installations de câble avec refroidissement externe.

Le mode de réalisation préféré de l'invention est 15 représenté dans la figure 1, dans laquelle le cêble 10 est réalisé avec un conducteur central 12 recouvert d'un blindage ou d'une couche de support 14 et isolé par des couches multiples de ruban de polyoléfine 16 enroulées en spirale l'une sur l'autre Les rubans iso20 lants 16 sont recouverts d'un blindage semi-conducteur 18 qui est lui-même recouvert d'une couche conductrice

et, enfin, d'une gaine de câble 22 Des fils de guidage (non représentés) peuvent également être ajoutés.

On a représenté une structure qui doit être 25 connue des spécialistes de la technique du rubannage d'isolation par papier kraft et connaissant l'utilisation de ces techniques La largeur des rubans peut varier; étroits à proximité du conducteur, ils s'élargissent vers l'extérieur La direction de rubannage peut également être inversée à une certaine épaisseur radiale, ce facteur dépendant du type de machine à rubanner. Les rubans isolants 16 sont enroulés en spirales superposées de façon à ce que chaque interstice 35 24 entre les spirales de la même couche soit décalé

de l'interstice 26 de la couche inférieure Ce mode de réalisation est facilité par le fait que le ruban isolant contient un colorant.

Les rubans de polyoléfine telles que le poly5 éthylène, le polybutène et le polypropylene, lorsqu'ils sont hautement orientés comme cela est nécessaire aux

fins de la présente invention, sont transparents Cette transparence devient un inconvénient lorsque les interstices entre les bords de nombreuses couches appa10 raissent très nettement à travers la surface du câble.

Il est alors difficile pour l'opérateur de la machine à bobinage de distinguer l'interstice entre les bords

26 de la couche précédente, par rapport auquel le nouvel interstice 24 doit être décalé, des autres inter15 stices se trouvant plus profondément dans le câble.

Le ruban isolant de l'invention contient par conséquent un colorant qui y est ajouté de façon à ce que les couches paraissent d'autant plus foncées qu'elles sont plus profondes Des colorants organiques sont uti20 lisés pour produire cette couleur car ces composés organiques, contrairement aux sels de métaux minéraux, ont moins d'effets défavorables sur la tangente de perte

et la permitivité du ruban.

Comme on doit choisir un équilibre entre la coloration souhaitée et les effets sur les caractéristiques électriques, les colorants organiques sont ajoutés à la polyoléfine de départ dans des proportions

allant de 100 à 1 000 parties par million.

Ceci conduit à une diminution de la trans30 mission de la lumière par le ruban de 10 à 50 % par rapport à la transmission initiale Lorsque le ruban est utilisé sur un câble, la visibilité se réduit à

une ou deux couches, alors que sans colorant, les interstices entre couches sont visibles jusqu'à des profon35 deurs de huit à dix couches dans l'isolation.

Les caractéristiques des rubans isolants sont également influencées par plusieurs autres facteurs caractérisant le produit de départ à partir duquel sont produits les rubans La proportion d'anti5 oxydants doit par exemple être limitée à une gamme de 100 à 1 000 parties par million et ces produits doivent être restreints au groupe formé par l'IONOL, C P, le DLTDP et le TOPANOL, C A Ces produits, lorsqu'ils sont utilisés selon les proportions limitées indiquées, 10 n'affectent que légèrement la structure non polaire intrinsèque de la polyoléfine et permettent d'obtenir une tangente de perte diélectrique inférieure à

2 x 10-4 dans des conditions de fonctionnement normales.

La résine convenablement préparée, avec des concentrations limitées en anti-oxydants et contenant le colorant approprié, est ensuite extrudée sous forme d'un ruban par le procédé décrit ci-dessous, mais une transformation supplémentaire est nécessaire 20 avant son utilisation directe dans un câble imprégné d'huile Le ruban est ensuite orienté biaxialement

et gaufré.

L'orientation est réalisée dans la direction de production de la machine par un laminage à chaud 25 du ruban brut pour produire un rapport de diminution

d'épaisseur compris entre 5 à 1 et 10 à 1.

Le rapport de diminution de l'épaisseur est en fait une mesure de l'orientation linéaire du ruban et est une indication de la variation des caractéris30 tiques de traction du polymère Le procédé de laminage à chaud est réalisé à une température comprise entre et 40 C en dessous du point de fusion du polymère particulier C'est ainsi que le polyéthylène est orienté à des températures de laminage comprises entre et 125 C et que le polypropylène est traité entre

120 et 155 C.

Avant laminage, le ruban est également traité de façon à ce qu'il soit orienté dans une direction transversale par rapport à sa longueur avec un rapport de réduction allant jusqu'à 50 % Ceci est néces5 saire car en l'absence de ce traitement, les polymères ont tendance à se fibriller, c'est-à-dire à se séparer en fibres individuelles dans le sens de leur largeur et provoquent la déchirure du ruban dans le sens de sa longueur. L'orientation biaxiale conférée aux rubans est déterminante pour leur utilisation dans des câbles imprégnés d'huile Le câble du mode de réalisation préféré de la figure 1 est imprégné d'un type couramment utilisé d'huile de polybutène, tel que les-huiles pour 15 câbles Cosden, Chevron ou Amoco, dont les constantes diélectriques sont très proches de celle du ruban On minimise ainsi l'augmentation de la contrainte à l'interface huile/ruban et on obtient par conséquent des caractéristiques de tension supérieures Cependant, sans ce 20 traitement particulier, le ruban de polyethylene subirait probablement une augmentation d'épaisseur, un retrait longitudinal, une dissolution ou une fissuration sous contrainte Il était par conséquent pratiquement impossible antérieurement à la présente invention 25 de réaliser avec succès des câbles opérationnels imprégnés, à partir de polyoléfines économiques en utilisant

les imprégnants classiques de faible coft.

Les rubans de polyoléfine résultant du traitement mentionné ci-dessus, présentent cependant un 30 module de traction d'au moins 175,75 kg/mm dans le sens de la longueur (machine) et satisfont tous les critères exigés pour la fabrication des câbles Ils présentent des variations de dimension inférieures à 3 % après un séjour de cinq mille heures dans de l'huile à 100 C De plus, lorsqu'on soumet ces rubans

à des essais de fissuration sous contrainte dans de l'huile de polybutène à 100 C pendant mille heures, on ne constate aucun problème à des niveaux de contrainte inférieurs à 3 %.

La résistance à la traction que présentent les rubans grâce à ce traitement est non seulement une indication de la résistance à la détérioration dans l'huile, mais également une nécessité pour l'utilisation sur des machines de rubannage de câbles Les rubans traités de la façon décrite ci-dessus peuvent

par conséquent être utilisés sur des machines de fabrication de câbles classiques avec des tensions suffisamment élevées pour réaliser un câble satisfaisant fortement tendu au bobinage.

Avant d'être utilisé pour la réalisation d'un câble, le ruban de polyoléfine est gaufré de façon à fournir un espacement entre les couches de ruban qui

facilite l'imprégnation de l'huile et permet un écoulement relativement libre de l'huile à l'intérieur du 20 câble afin d'accroître le transfert thermique.

Ces buts sont atteints par une technique de gaufrage particulière Le câble est gaufré par des cylindres chauffés à 5-100 C en dessous de la température de laminage précédente Les autres procédés de préchauffage du ruban lui-même, au lieu de l'utilisation de cylindres chauffés, ne sont pas satisfaisants car ils provoquent un retrait thermique et une distorsion des rubans Un motif typique de gaufrage est représenté dans la figure 2 qui est une vue de dessus 30 d'une petite partie du ruban 30, des creux 32 étant

représentés par des traits foncés.

Le motif de gaufrage est caractérisé par le fait qu'il est irrégulier et qu'il permet préférentiellement un écoulement transversal par rapport au ruban 35 de l'imprégnant, par opposition à un écoulement dans le sens de la longueur du ruban Le motif "en zigzag" des creux irréguliers traversant pratiquement de part en part le ruban, comme le montre la figure 2, satisfait ces cirtères et, contrairement à un motif de 5 sillons ou de canaux réguliers, il évite de rendre solidaire des couches de ruban adjacentes Les motifs non uniformes et irréguliers permettent donc aux diverses couches de ruban de se déplacer légèrement les unes par rapport aux autres et confère le degré

de flexibilité nécessaire à la fabrication et à l'installation du câble.

Le motif favorisant l'écoulement transversal assure des possibilités de transfert thermique et d'imprégnation du câble qui sont de loin supérieures 15 à tous les résultats obtenus jusqu'à présent à partir des câbles isolés par du papier Bien que l'on notera que le papier kraft luimême est permeable et que les polymères ne le sont pas, le mécanisme utilisé pour

l'imprégnation et le transfert thermique dans le pré20 sent câble ne dépend pas de la perméabilité du matériau lui-même.

Le motif gaufré est tel qu'il double l'épaisseur effective du ruban, c'est-à-dire que l'épaisseur crête à crête est deux fois supérieures à l'épaisseur 25 initiale du ruban Le ruban est ensuite comprimé lors du bobinage jusqu'à obtention d'une épaisseur apparente d'une fois et demie l'épaisseur initiale du ruban Le gaufrage est réalisé par des cylindres qui provoquent un enfoncement sur une surface du ruban et une saillie 30 sur l'autre surface Une fois bobinée dans un câble, ces irrégularités de surface séparent les couches de ruban; cependant, comme le motif favorise l'écouiement transversal, il est seulement nécessaire que l'huile parcoure, au maximum, la moitié de la largeur 35 du ruban vers ou en provenance d'un interstice entre bords o elle peut ensuite passer à l'interstice suivant entre les rubans Cela conduit à un trajet relativement court pour l'huile entre l'extérieur du

câble et le conducteur.

Deux motifs de gaufrage typiques peuvent être utilisés: un motif "grossier", les "creux" ayant une largeur à mi-hauteur type de 0,1 mm et un espacement type entre les pics adjacents de 0,2 mm; et un motif "fin", les "creux" ayant une largeur à mi-hauteur 10 type de 0,025 mm et avec un espacement type entre les

pics de 0,05 mm.

La possibilité d'utiliser des motifs de gaufrage de grossiers a fins permet au fabricant de câbles de choisir un compromis entre le transfert thermique et la contrainte opérationnelle Le motif grossier assure le meilleur transfert thermique avec une certaine diminution de la contrainte de tension de fonctionnement par comparaison au motif fin et inversement. Les résultats de ce type de gaufrage peuvent être mesurés quantitativement par mesure des taux d'imprégnation du câble Les mesures d'angles de contact effectuées sur un ruban de polyéthylene gaufré avec de l'huile d'imprégnation sont toutes dans la gammes de 25 ou moins, indiquant des caractéristiques très favorables en ce qui concerne l'imprégnation de

l'huile et l'écoulement de l'huile.

Des essais sur le temps d'imprégnation de sections de câbles réalisés conformément à l'invention 30 indiquent que le temps d'imprégnation d'un câble de polyéthylene gaufré semblable au mode de réalisation préféré de la figure 1, peuvent être de seulement soixante minutes Cela peut être attribué au gaufrage et aux bonnes caractéristiques de mouillage du ruban 35 de polyéthylene, étant donné que le matériau lui-même

ne présente pas de perméabilité significative.

L'écoulement libre de l'imprégnant révélé par le faible temps d'imprégnation du câble fournit

également un autre résultat intéressant et inattendu.

Le câble du mode de réalisation préféré présente des caractéristiques de transfert thermique nettement supérieures à celles des cables à papier kraft équivalents Ce transfert thermique accru, qui a été mesuré comme étant six fois meilleur que dans les câbles isolés par papier kraft à des températures d'huile de 100 C, 10 est le résultat d'une bien meilleure circulation de l'huile à l'intérieur du câble, car des comparaisons de transfert thermique entre des câbles à polyéthylène secs etdes câbles à papier kraft secs indiquent seulement que les caractéristiques de conductivité thermique 15 sont légèrement meilleures en ce qui concerne les câbles de polyéthylène L'amélioration du transfert thermique dans les câbles remplis d'huile est beaucoup plus élevée pour le câble du mode de réalisation préféré que dans le cas du papier kraft Cette amélioration est due aux 20 détailsparticuliersdu motif de gaufrage et aux caractéristiques de mouillage supérieures qui permettent une convection naturelle de l'huile à l'intérieur de l'isolation, transférant de la chaleur de l'intérieur du

câble vers le revêtement extérieur 22 (fig 1).

Cet écoulement libre de l'huile est favorisé par le fait qu'on a fait en sorte que le blindage extérieur 18 et que la couche conductrice 20 soient suffisamment perméables à l'imprégnant pour ne pas empêcher l'écoulement libre de l'huile qui se produit à l'in30 térieur des couches enrubannées 16 L'écoulement de l'huile à travers les couches extérieures 18 et 20 qui sont constituées de matériaux ayant une médiocre perméabilité intrinsèque est obtenu grâce à une série

de petits trous 28 perforés dans chacune des couches.

Ces trous ne produisent pas d'effet défavorable sur les caractéristiques électriques de la couche 18 et de la couche conductrice 20, mais permettent à l'huile de traverser les couches, pendant l'imprégnation initiale et en temps que milieu de transfert thermique lors du fonctionnement. On comprendra mieux la structure du câble de l'invention à la lecture d'une liste d'échantillons des couches du câble type de la figure 1 réalisé conformément à l'invention Entre le conducteur central et l'extérieur, un câble de 230 k V comporte les couches suivantes: 1/ Conducteur 12: aluminium rond compact de 2,74 cm de diamètre extérieur ayant une intensité

nominale de 900 Ampères.

2/ Couche de blindage et de support 14, 2,79 cm de diamètre extérieur, deux couches de papier

chargé de carbone de 1,9 cm de large.

3/ Rubans isolants 16, 4,19 cm de diamètre extérieur, quarante-quatre couches de polyéthylene 20 gaufré, quatorze couches de 1,9 cm de large, seize couches de 2,22 cm de large, quatorze couches de 2,54 cm de large, chaque couche ayant une épaisseur

d'environ 0,15 mm après enrubannage.

4/ Blindage 18, 4,24 cm de diamètre extérieur, 25 deux couches de papier chargé de carbone, 2,54 cm de largeur. / Couche conductrice 20, 4,34 cm de diamètre extérieur, deux couches d'acier inoxydable avec une

couche de polymère sous l'acier inoxydable et une couche 30 mylar entre les couches d'acier inoxydable.

6/ Ruban de glissement 22, 4,358 cm de diamètre extérieur, une couche de ruban de mylar.

Les caractéristiques de transfert thermique exceptionnelles du câble de l'invention conduisent à 35 un autre mode de réalisation du câble qui était jusqu'alors irréalisable dans le cas des câbles à haute tension et à haute puissance, mais qui augmente sensiblement l'utilité du câble Ce mode de réalisation est représenté dans la figure 3 et est un cable à refroidissement externe. Une installation triphasée typique est représentée dans la figure 3 A dans laquelle trois câbles 34 sont placés dans un tuyau d'acier 40 qui est soudé par section et dans lequel les câbles sont

introduits lorsqu'une longueur suffisante a été soudée.

Le tuyau 40 est rempli d'un fluide d'imprégnation 42 sous pression positive Un refroidissement forcé du câble de transmission est réalisé par circulation d'un fluide 42 et refroidissement périodique de celui15 ci endiverses stations (non représentées) le long de la ligne de transmission Ce procédé, bien connu des spécialistes de la technique, est la méthode préférée pour mettre en oeuvre les caractéristiques supérieures de transfert thermique de l'isolation du câble. 20 En raison du transfert thermique supérieur, il est pratique de refroidir l'huile avec de l'air ambiant au lieu d'utiliser des fluides réfrigérés nécessaires ici

pour ce type de systèmes à refroidissement forcé.

L'autre méthode, telle qu'elle est représentée dans la 25 figure 3 B, et également connue des spécialistes de la technique, est d'enterrer un ou plusieurs tuyaux 44 adjacents à des câbles auto-contenus et gainés 34 On fait circuler le fluide de refroidissement 48 dans le

tuyau 44 pour éliminer la chaleur produite dans les 30 câbles 34.

Un câble refroidi sans liquide réalisé conformément aux directives de la présente invention a pour caractéristiques nominales une tension de 550 k V et une intensité de 1 500 Ampères, le câble ayant un 35 diamètre extérieur de seulement 9,22 cm à l'intérieur d'un tuyau de 26,03 cm de diamètre Ce mode de réalisation présente un facteur de puissance de 0,015 % et

une résistivité thermique de 250 C-cm/W.

Il est à noter que la description ci-dessus

de la présente invention n'est donnée qu'à titre d'illustration d'un mode de réalisation préféré Diverses modifications peuvent être apportées au rôle et à l'agencement des pièces utilisées, des moyens équivalents peuvent remplacer ceux qui sont illustrés et décrits; 10 et certaines caractéristiques peuvent être utilisées indépendamment des autres sans que l'on s'écarte de l'esprit et du cadre de l'invention telle qu'elle est

définie dans les revendications ci-après.

A titre d'exemple, on pourrait utiliser d'autres imprégnants et des rubans isolants constitués d'un polymère différent En outre, on pourrait utiliser dans le câble des conducteurs torsadés, pleins ou creux et différentes épaisseurs et largeurs

de rubans isolants.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 Câble de puissance à haute tension, caractérisé en ce qu'il comporte des couches multiples d'un ruban de polymère gaufré orienté biaxialement sur un conducteur et imprégnées d'une huile isolante pour haute tension. 2 Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolation à ruban de polymère est choisie dans un groupe de polyoléfines

constitué par le polyethylène, le polybutène et le 10 polypropylene.

3 Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'huile isolante

pour haute tension est du polybutène.

4 Câble à haute tension selon la revendi15 cation 1, caractérisé en ce que l'isolation par ruban de polymère est orientée dans le sens de la machine de fabrication par un traitement produisant des rapports de diminution d'épaisseur du ruban compris entre à 1 et 10 à 1. 5 Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolation par ruban de polymère est orientée transversalement par rapport au ruban par un traitement produisant un rapport de diminution d'épaisseur du ruban allant jusqu'à 50 %. 25 6 Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolation par ruban de polymère est gaufrée selon un motif qui permet préférentiellement l'écoulement de l'imprégnant dans

le sens de la largeur du ruban.

7 Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban de polymère

est gaufré selon un motif de bosses et de creux irrégulierstraversant le ruban.

8 Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolation par ruban de polymère est produite à partir d'un matériau contenant des additifs anti-oxydants dont la proportion 5 est dans la gamme de i 00 à 1 000 parties par million.

9 Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolation par ruban de polymère est produite à partir d'un matériau contenant des additifs anti-oxydants sélectionnés parmi 10 l'IONOL, C P, le DLTDP et le TOPANOL, C P.

Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolation par ruban de polymère est produite à partir d'un matériau qui contient un colorant organique dans une proportion 15 allant de 100 à 1 000 parties par million.

11 Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolation par ruban de polymère est gaufrée selon un motif qui double

l'épaisseur effective du ruban.

12 Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolation par ruban de polymère est gaufrée selon un motif présentant un

espacement type de 0,2 mm entre les pics adjacents.

13 Câble à haute tension selon la revendica25 tion 1, caractérisé en ce que l'isolation par ruban de polymère est gaufrée selon un motif présentant un

espacement type de 0,05 mm entre les pics.

14 Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolation par ruban de polymère présente un module de traction d'au moins

,75 kg/mm 2.

Câble à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que la combinaison de l'isolation par ruban de polymère et de l'huile isolante four35 nit un angle de contact de 25 ou moins.

BR 8340 US/MDT

1,-/ o

34 44 34 44

48 48 34

F 12 g I Fig 3 b Fig / 32 - 42 Fig 2 Fig 3 a