FR2716751A1

FR2716751A1 - Process for construction and laying of gas insulated electrical transmission lines

Info

Publication number: FR2716751A1
Application number: FR9402184A
Authority: FR
Inventors: Thuries Edmond
Original assignee: GEC Alsthom T&D SA
Current assignee: Grid Solutions SAS
Priority date: 1994-02-25
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 1995-09-01
Anticipated expiration: 2014-02-25
Also published as: FR2716751B1

Abstract

The gas-insulated underground line is constructed by welding end-to-end internal conductors and external sleeves. The lines are assembled in 10 m lengths. The connections are made on a mobile assembly machine, where conductors and sleeves are joined and internal insulators put in place. The assembly machine is then moved forward and the assembled length laid in the trench. The length of the assembly machine is approximately twice the length of each section of line. A trench digger is fitted to the end of the assembly machine. A mobile crane at one end of the machine loads on the sections of line to be assembled, passing them into the machine from a door at the end. The assembly work is done under cover.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA POSE D 'UNE LIGNE DE TRANSPORT
A ISOLATION GAZEUSE
La présente invention a pour objet un procédez et dispositif pour la pose d'une ligne de transport à isolation gazeuse. Un exemple d'une telle ligne est décrit dans la demande de brevet français nO 9315355 du 21 décembre 1993 au nom de la demanderesse.METHOD AND DEVICE FOR LAYING A TRANSPORT LINE
WITH GAS INSULATION
The present invention relates to a process and device for installing a gas-insulated transport line. An example of such a line is described in French patent application No. 9315355 of December 21, 1993 in the name of the applicant.

Une ligne du genre en question comprend un ou plusicurs conducteurs, généralement trois, disposés à l'intérieur d'une enveloppe protectrice de préférence en acier remplie d'un gaz isolant. Les conducteurs sont généralement des tubes de cuivre ou d'aluminium. Les conducteurs sont maintenus en position par des supports isolants. Une gaine en aluminium garnit l'intérieur de l'enveloppe en acier pour former un écran magnétique limitant les courants induits dans l'acier et réduire l'échauffement
Dans l'exemple décrit dans le brevet ci-dessus, les supports isolants sont maintenus par serrage sur des anneaux métalliques qui sont solidaires de la gaine d'aluminium.A line of the kind in question comprises one or more conductive conductors, generally three, arranged inside a protective envelope preferably made of steel filled with an insulating gas. The conductors are generally copper or aluminum tubes. The conductors are held in position by insulating supports. An aluminum sheath lining the inside of the steel casing to form a magnetic screen limiting the currents induced in the steel and reducing overheating
In the example described in the above patent, the insulating supports are held by clamping on metal rings which are integral with the aluminum sheath.

La gaine d'aluminium est séparée de l'enveloppe d'acier par des rouleaux ou patins en matière plastique, qui permettent le glissement de la gaine d'aluminium par rapport à l'enveloppe, et les conducteurs métalliques peuvent coulisser dans les supports isolants. The aluminum sheath is separated from the steel casing by plastic rollers or pads, which allow the aluminum sheath to slide relative to the casing, and the metallic conductors can slide in the insulating supports .

Il est donc possible, lors de l'assemblage d'éléments de ligne, de déplacer, en la faisant glisser, la gaine dans l'enveloppe, et de déplacer les conducteurs par rapport à la gaine qui porte les supports isolants. La ligne, qui peut mesurer plusieurs kilomètres ou plusieurs dizaines de kilomètres, est avantageusement constituée de tronçons indépendants qui peuvent avantageusement mesurer 100 mètres, qui sont reliés deux à deux par un élément de liaison, qui sera appelé ici "jonction", assurant:
- l'étanchéité entre deux tronçons,
- la démontabilité de ces tronçons,
- I'absorption de la dilatation différentielle entre les parties interne et externe
des tronçons,
- le passage du courant d'un tronçon vers l'autre,
- le changement de direction si nécessaire.It is therefore possible, during the assembly of line elements, to move, by sliding it, the sheath in the envelope, and to move the conductors relative to the sheath which carries the insulating supports. The line, which can measure several kilometers or several tens of kilometers, advantageously consists of independent sections which can advantageously measure 100 meters, which are linked in pairs by a connecting element, which will be called here "junction", ensuring:
- sealing between two sections,
- the dismantling of these sections,
- absorption of differential expansion between the internal and external parts
sections,
- passage of current from one section to another,
- change of direction if necessary.

Le brevet référencé ci-dessus décrit une jonction rectiligne. Une récente demande de brevet, déposée par la demanderesse, décrit une jonction permettant un changement de direction. The patent referenced above describes a straight junction. A recent patent application, filed by the applicant, describes a junction allowing a change of direction.

Pour des raisons de commodité, un tronçon est constitué d'un assemblage de modules de 10 mètres de long, soudés bout à bout. Cet assemblage de modules est réalisé sur le chantier de pose, généralement un enfouissement. Le brevet référencé ciZessus décrit également l'assemblage de modules pour former un tronçon. For reasons of convenience, a section consists of an assembly of modules 10 meters long, welded end to end. This assembly of modules is carried out on the installation site, generally a burial. The patent referenced ciZessus also describes the assembly of modules to form a section.

A titre d'exemple, les conducteurs sont des tubes d'aluminium, diamètre 220 mm, épaisseur 17 mm, et le tube d'acier a un diamètre de 1 219 mm avec une épaisseur de 9 mm, la gaine d'aluminium a une épaisseur de 4 mm. Toutes ces dimensions, y compris les longueurs des tronçons et des modules sont des exemples et peuvent varier avec les tensions de service, I'intensité du courant, les conditions dc pose, la nature du terrain, etc.. Le gaz isolant peut être de l'azote, de l'hexafluorure de soufre, un mélange de gaz ou autre. La pression peut être de l'ordre de 10 bars ou davantage. For example, the conductors are aluminum tubes, diameter 220 mm, thickness 17 mm, and the steel tube has a diameter of 1219 mm with a thickness of 9 mm, the aluminum sheath has a thickness of 4 mm. All these dimensions, including the lengths of the sections and of the modules are examples and may vary with the operating voltages, the intensity of the current, the installation conditions, the nature of the terrain, etc. The insulating gas may be of nitrogen, sulfur hexafluoride, a mixture of gases or the like. The pressure can be of the order of 10 bars or more.

Pour réaliser la soudure des deux modules, on vient présenter ou former sur un premier module fixe déjà raccordé à la ligne en cours dc pose, un second module indépendant. Les dimensions des éléments sont déterminés pour que, à l'extrémité libre du premier module, la gaine d'aluminium sorte ou soit en saillie par rapport à l'enveloppe d'acier, et que les conducteurs dépassent à leur tour de la gaine d'aluminium. On peut ainsi souder sans être gêné, les conducteurs du second module sur les conducteurs correspondants du premier module. Pour ce faire, on peut, soit faire glisser vers le premier module, les conducteurs du second module en les faisant glisser hors du second module, soit amener des conducteurs libres (voir fig. 6 A-B-C-D et fig. 7 A-B-C-D du brevet cité nO. 93 15355). On fait glisser sur les conducteurs les supports isolants pour venir en butée sur un anneau support de la gaine d'aluminium du premier module. On met ensuite en place la gaine d'aluminium, en la faisant glisser hors de l'enveloppe du second module, ou en l'apportant et en l'engageant sur les conducteurs du second module, puis on la fixe sur l'anneau du premier module. Enfin, on amène l'enveloppe en acier et on la soude en position, en la faisant glisser sur la gaine du second module grâce aux rouleaux ou patins de séparation entre la gaine et l'enveloppe. To weld the two modules, we just present or form on a first fixed module already connected to the line being installed, a second independent module. The dimensions of the elements are determined so that, at the free end of the first module, the aluminum sheath comes out or projects from the steel casing, and the conductors in turn protrude from the sheath d 'aluminum. It is thus possible to weld without being hindered, the conductors of the second module on the corresponding conductors of the first module. To do this, one can either slide the conductors of the second module towards the first module by sliding them out of the second module, or bring free conductors (see fig. 6 ABCD and fig. 7 ABCD of the cited patent no. 93 15355). The insulating supports are slid over the conductors to come into abutment on a support ring for the aluminum sheath of the first module. The aluminum sheath is then put in place, by sliding it out of the casing of the second module, or by bringing it and engaging it on the conductors of the second module, then it is fixed on the ring of the first module. Finally, the steel casing is brought in and welded in position, by sliding it over the sheath of the second module using the rollers or separating pads between the sheath and the casing.

La recherche a permis d'inventer une 1machine spécialement adapte à la pose de la ligne en continu, c'est-à-dire par déplacement de la longueur d'un module soit en général 10 mètres, suivi d'un arrêt permettant la soudure d'un module de ligne, puis d'un nouveau déplacement de 10 mètres et ainsi de suite. The research made it possible to invent a 1machine specially adapted to the laying of the continuous line, that is to say by displacement of the length of a module is generally 10 meters, followed by a stop allowing the welding of a line module, then of a new displacement of 10 meters and so on.

La présente invention a pour objet un procédé de construction et de pose d'une ligne de transport d'élecnicité à isolation gazeuse comportant des conducteurs disposés dans une enveloppe et maintenus dans cette enveloppe par des supports isolants, la ligne étant constituée par des modules de longueur égale, connectés les uns aux autres par des soudures, caractérisé en ce que les connexions sont exécutées l'une après l'autre dans un atelier mobile où sont effectuées les soudures des conducteurs, la mise en place des supports isolants et la soudure de l'enveloppe, l'atelier mobile ayant une longueur environ égale à deux fois la longueur dun module, puis l'atelier est déplacé de la longueur d'un module, en laissant sonir la ligne assemblée par le côté opposez au sens du déplacement, puis une autre connexion est réalisée et ainsi de suite. The subject of the present invention is a method of constructing and laying a gas-insulated elecnicity transport line comprising conductors arranged in an envelope and held in this envelope by insulating supports, the line being constituted by modules of equal length, connected to each other by welds, characterized in that the connections are carried out one after the other in a mobile workshop where the welds of the conductors, the installation of the insulating supports and the welding of the envelope, the mobile workshop having a length approximately equal to twice the length of a module, then the workshop is moved the length of a module, letting the line assembled by the opposite side to the direction of movement sound, then another connection is made and so on.

L'invention a également pour objet un dispositif pour réaliser la construction et la pose en continu d'une ligne de transport d'électricité à isolation gazeuse, comportant des conducteurs disposés dans une enveloppe et maintenus dans cette enveloppe par des supports isolants, la ligne étant constituée par des modules de longueur égale connectés les uns aux autres par des soudures, caractérisé en ce qu'il comporte un atelier mobile d'une longueur environ égale à deux fois la longueur d'un module, ledit atelier étant monté sur des moyens de déplacement tels que roues ou chenillettes, et comportant:
- à l'arrière, un sas d'entrée pour les composants légers et d'encombrement
réduit,
- à l'avant, un orifice à obturation élastique pour approvisionner l'atelier
d'assemblage en barres conductrices, en tôle d'aluminium pour l'écran
magnétique et en tubes d'acier,
- à l'arrière, un orifice de sortie par laquelle la ligne fabriquée est évacuée lors de
l'avance de l'atelier,
- à l'intérieur, un plan de travail légèrement incliné se prolongeant à l'extérieur
pour y recevoir les conducteurs, la tôle d'aluminium et les tubes d'acicr. The invention also relates to a device for carrying out the continuous construction and laying of a gas-insulated electricity transmission line, comprising conductors arranged in an envelope and held in this envelope by insulating supports, the line being constituted by modules of equal length connected to each other by welds, characterized in that it comprises a mobile workshop of a length approximately equal to twice the length of a module, said workshop being mounted on means for movement such as wheels or tracks, and comprising:
- at the rear, an entry airlock for light and space-saving components
reduced,
- at the front, an elastic shutter orifice to supply the workshop
assembly in conductive bars, in aluminum sheet for the screen
magnetic and steel tubes,
- at the rear, an outlet orifice through which the manufactured line is evacuated during
advance workshop,
- inside, a slightly inclined worktop extending outside
to receive the conductors, the aluminum sheet and the acicr tubes.

Comme il est important pour la sécurité de la ligne et pour l'écologie que la ligne soit enfouie, L'atelier mobile peut être associé à un engin trancheur placé devant l'atelier mobile, pour creuser une tranchée apte à recevoir la ligne à enfouir. As it is important for the safety of the line and for the ecology that the line is buried, the mobile workshop can be associated with a cutting machine placed in front of the mobile workshop, to dig a trench able to receive the line to be buried .

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins cijoints, et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée
Sur les dessins
- la figure 1 est une vue d'ensemble d'un chantier mobile de pose d'une ligne de
transport d'électricité à isolation gazeuse,
- la figure 2 est une représentation schématique de l'organisation dc l'atelier
mobile de montage 4, et
- les figures 3 à 8 représentent les tempes successives d'une opération de jonction
de deux modules à l'intérieur d'un atelier mobile, et le déplacement de l'atelier
mobile après la fin de l'opération de jonction, en vue d'opérer la jonction
suivante. Other characteristics and advantages of the invention will appear during the description which follows, given by way of nonlimiting example, with reference to the attached drawings, and which will make it clear how the invention can be implemented.
On the drawings
- Figure 1 is an overview of a mobile site for laying a line of
transport of gas-insulated electricity,
- Figure 2 is a schematic representation of the organization of the workshop
mounting mobile 4, and
- Figures 3 to 8 show the successive temples of a joining operation
of two modules inside a mobile workshop, and moving the workshop
mobile after the end of the joining operation, in order to effect the joining
next.

La figure I représente une vue d'ensemble d'un chantier de pose et d'enfouissement d'une ligne de transport d'électricité à isolation gazeuse, du type décrit ci-dessus, et tel que décrit avec plus de précision dans la demande de brevet français nO. 93 15355. Figure I shows an overview of a site of installation and burial of a gas-insulated electricity transmission line, of the type described above, and as described more precisely in the application French patent no. 93 15355.

Dans le cas de l'exemple cité ci-dessus (une enveloppe formée par un tube d'acier de 1 219 mm de diamètre), on prévoit avantageusement pour l'enfouissement de la ligne 10 une tranchée de 1,5 mètre de large et 2,5 mètres de profondeur. On a repéré en 1 le niveau du sol, et en 2 le fond de la tranchée. Cette tranchée peut être creusée par un engin trancheur appropriée 3. In the case of the example cited above (an envelope formed by a steel tube of 1,219 mm in diameter), a trench 1.5 meters wide is advantageously provided for the burial of line 10 and 2.5 meters deep. We identified in 1 the ground level, and in 2 the bottom of the trench. This trench can be dug by an appropriate cutting device 3.

Un moyen essentiel de la présente invention est un atelier mobile hors poussière 4, site de montage de la ligne. Dans cet atelier, sont formés et soudés les uns aux autres les modules constitutifs des tronçons de la ligne. Ces modules ayant normalement une longueur de 10 mètres, cet atelier mobile a avanrageusement une longueur de 20 mètres et une largeur d'environ 4 mètres. Il avancera par pas de 10 mètres. A cette fin, il peut être muni de chenilles légères, d'un treuil 5 pour enrouler un câble 6, fixé par exemple sur l'engin trancheur. Une goulotte 7 de section transversale en U est remorquée par l'engin trancheur 3, elle débute immédiatement derrière les roues fraiseuses pour éviter que la tranchée ne s'éboule. La goulotte 7 est donc toujours horizontale. La ligne blindée est suffisamment rigide pour être déposée au fond de la goulotte 7 en prenant un grand rayon de courbure. La goulotte 7 peut être constitutée de tronçons emboîtés les uns dans les autres pour être transportables. Son fond est muni de rouleaux pour faciliter le glissement de la ligne. Cette goulotte permet de déposer régulièrement la ligne au fond de la tranchée, en jouant sur l'élasticité du tube d'acier, qui autorise sur 25 mètres une pente de 10%. On pourra donc, dans l'atelier mobile, travailler sur des modules de ligne inclinés de 109b. An essential means of the present invention is a dust-free mobile workshop 4, site for mounting the line. In this workshop, the modules making up the sections of the line are formed and welded to each other. These modules normally having a length of 10 meters, this mobile workshop advantageously has a length of 20 meters and a width of about 4 meters. It will advance in steps of 10 meters. To this end, it can be provided with light tracks, a winch 5 for winding a cable 6, fixed for example on the slicing machine. A trough 7 of U-shaped cross section is towed by the trencher 3, it begins immediately behind the milling wheels to prevent the trench from collapsing. The chute 7 is therefore always horizontal. The armored line is rigid enough to be deposited at the bottom of the trough 7 by taking a large radius of curvature. The chute 7 may be made up of sections fitted into each other to be transportable. Its bottom is provided with rollers to facilitate the sliding of the line. This chute makes it possible to regularly deposit the line at the bottom of the trench, playing on the elasticity of the steel tube, which allows a slope of 10% over 25 meters. We can therefore, in the mobile workshop, work on inclined line modules of 109b.

On peut prévoir un deuxième atelier mobile 8, analogue au premier, pour la préparation des éléments avant montage (conditionnement, nettoyage et séchage) de tous les composants hormis les tubes d'acier. Les ateliers mobiles 4 et 8 sont munis d'engins de chargement 4A et 8A. A second mobile workshop 8, similar to the first, can be provided for the preparation of the elements before assembly (conditioning, cleaning and drying) of all the components except the steel tubes. Mobile workshops 4 and 8 are fitted with loading machines 4A and 8A.

La figure 2 représente schématiquement l'organisation de l'atelier mobile 4 de montage. II est muni
- à l'arrière, d'un sas d'entrée 11 pour les composants légers et d'encombrement
réduit (supports isolants, anneaux de maintien, etc.),
- à l'avant, d'un orifice à obturation élastique 12 pour approvisionner le site
d'assemblage en barres conductrices, en tôle d'aluminium pour l'écran
magnétique et en tubes d'acier,
- à l'arrière, d'un orifice de sortie 13 à obturation élastique par lequel la ligne
fabriquée est déposée dans la goulotte remorquée par l'engin trancheur,
- à l'intérieur, d'un plan de travail 9 ou table d'assemblage munie de rouleaux se
prolongeant jusqu'à l'extérieur vers l'avant, sous le débattement de l'engin de
chargement 4A, pour recevoir les conducteurs et les tubes,
- de moyens de manutention.FIG. 2 schematically represents the organization of the mobile assembly workshop 4. He is provided
- at the rear, an entry airlock 11 for light and space-saving components
reduced (insulating supports, retaining rings, etc.),
- at the front, with an elastic closing orifice 12 to supply the site
assembly in conductive bars, in aluminum sheet for the screen
magnetic and steel tubes,
- at the rear, an outlet opening 13 with elastic closure through which the line
manufactured is deposited in the chute towed by the slicing machine,
- inside, a work surface 9 or assembly table fitted with rollers
extending to the outside towards the front, under the movement of the
loading 4A, to receive the conductors and tubes,
- handling means.

Avantageusement, L'atelier mobile est consitué d'un assemblage d'éléments transportables par la route. Advantageously, the mobile workshop is made up of an assembly of elements transportable by road.

On va maintenant décrire à titre d'exemple un mode d'assemblage d'un module de ligne en se référant aux figures 3 à 8. We will now describe, by way of example, a method of assembling a line module with reference to FIGS. 3 to 8.

Sur la figure 3, les barres conductrices 15 sont amenées, grâce à l'outil de centrage 16, en contact avec les barres 17 du module précédent 18 (voir fig. 4). L'opérateur 19 peut alors procéder au soudage. Un meulage et brossage des soudures est pratiqué pour éviter un décollement de particules. On peut ensuite procéder au montage des supports isolants 19 (fig. 5). L'anneau 20 de maintien des supports est fixé sur l'écran 21 du module précédent 18. Les têtes de support portent des capots pare-effluves 22 comme décrit dans le brevet référencé ci-dessus, qui décrit tous les détails de la liaison
On peut ensuite amener l'écran 25 du module suivant et le fixer sur l'anneau de maintien 20 des supports et monter les patins 26 sur ce même anneau (fig. 6). Il ne reste plus qu'à faire l'assemblage du tube d'acier extérieur suivant 27. Celui-ci est mis en place sur le chemin de roulement, à l'aide du palan extérieur 4A (fig. 7). On fait glisser l'enveloppe d'acier sur la gaine d'aluminium, gracie à des patins en matière plastique ou des rouleaux jusqu'à ce qu'elle soit mise en contact avec l'enveloppe du module précédent, et soudée. L'opération terminée, L'atelier mobile 4 peut être déplacé, par exemple au moyen d'un treuil, de la longueur d'un module de 10 mètres en général (fig. 8) et l'opération d'assemblage du module suivant peut commencer. Pcndant ces opérations, L'engin trancheur peut avancer en creusant la tranchée en remorquant la goulotte de maintien de la terre. In FIG. 3, the conducting bars 15 are brought, by means of the centering tool 16, into contact with the bars 17 of the previous module 18 (see fig. 4). The operator 19 can then proceed to welding. Grinding and brushing of the welds is carried out to avoid detachment of particles. The insulating supports 19 can then be mounted (fig. 5). The ring 20 for holding the supports is fixed on the screen 21 of the previous module 18. The support heads carry corona covers 22 as described in the patent referenced above, which describes all the details of the connection
We can then bring the screen 25 of the next module and fix it on the retaining ring 20 of the supports and mount the pads 26 on this same ring (fig. 6). It only remains to assemble the following outer steel tube 27. This is put in place on the raceway, using the outer hoist 4A (fig. 7). The steel casing is slid over the aluminum sheath, thanks to plastic pads or rollers until it is brought into contact with the casing of the previous module, and welded. Once the operation is complete, the mobile workshop 4 can be moved, for example by means of a winch, the length of a module of 10 meters in general (fig. 8) and the assembly operation of the following module can start. During these operations, the trencher can advance by digging the trench by towing the earth retaining chute.

Claims

1.- Method of construction and installation of a gas-insulated electricity transmission line comprising conductors arranged in an envelope and maintained in this envelope by insulating supports, the line being constituted by modules of equal length, connected to each other by welds, characterized in that the connections are carried out one after the other in a mobile workshop where the conductors are welded, the insulating supports are placed and the envelope is welded, the mobile workshop having a length approximately equal to twice the length of a module, then the workshop is moved by 13 length of a module1 leaving the assembled line out by the side opposite to the direction of movement, then another connection is made and so on.

2.- Method according to claim 1, wherein the line is buried, and wherein a cutting device (3) digs a trench (2) in front of the mobile workshop.

3.- Device for carrying out the continuous construction and laying of a gas-insulated electricity transmission line (10), comprising conductors arranged in an envelope and maintained in this envelope by insulating supports, the line being constituted by modules of equal length connected to each other by welds, characterized in that it comprises a mobile workshop (4) of a length approximately equal to twice the length of a module, said workshop being mounted on displacement means such as wheels or tracks, and comprising:

- at the rear, an entry airlock (1) for light and bulky components

reduced,

- at the front, an orifice with elastic closure (12) to supply the workshop

assembly in conductive bars, in aluminum sheet for the screen

magnetic and steel tubes,

- at the rear, an outlet (13) through which the manufactured line is discharged

when advancing the workshop,

- inside, a plan of trnv; iil slightly inclined extending outside

to receive the drivers. aluminum sheet and steel tubes.

4 / Device according to. claim 3, wherein said work surface is provided with rollers to facilitate the sliding of the sections produced by the outlet (13) and of the elements loaded from the front.

5 / Device according to claim 3, wherein the workshop is provided with external loading devices (4A).

6 / Device according to one of claims 3 & 5, further comprising a cutting device (3) placed in front of the mobile workshop, for digging a trench (2) capable of receiving the line to be buried.

7 / Device according to one of claims 3 & 6, characterized in that the slicing machine (3) tows a chute (7) for holding the earth, of U-shaped cross section.

8 / Device according to claim 7, characterized in that the bottom of the chute (7) is provided with rollers to facilitate the sliding of the sections.