Brevet FR2025607A1 — publié le 19700911

la présente invention concerne une disposition, paur supporter des cordons supra-conducteurs à l'intérieur d'un câble refroidi à basse température, - pour -hTsmamft-h-hyft i ' anm-gi p p~i pn-h-r-i rpi Pour la transmission d'énergie 5 électrique,on connaît des câbles,dits refroidis à basse température, dans lesquels les cordons de ligne sont disposés à l'intérieur d'un tube rempli d'hélium liquide. Le calorifrigeage vers 1'extérieur est formé par d'autres tubes entourant ce tube concentrique-ment et formant des intervalles, de diamètre de plus en plus 10 grand, les tubes peuvent être lisses ou encore ondulés pour la fabrication de longueurs pratiquement quelconques. Dans l'espace entre le -tube intérieur et le tube suivant, un vide est maintenu, tandis que l'espace entre le deuxième et le troisième tube, pour la répartition des chutes de température dirigées de l'intérieur 15 vers l'extérieur, est rempli d'azote liquide. On peut faire le vide de nouveau dans l'intervalle du troisième au dernier tube se trouvant à la température ambiante. Le cordon de conducteurs peut, dans ces câbles, se compose de deux supports concentriques, dont le support intérieur est munip sur sa surface extérieure, d'une cou-20 che supra-conductrice, tandis que le support extérieur est muni, sur sa surface intérieure, d'une couche supra-conductrice. On sait déjà aussi, au lieu d'un cordon de conducteurs unique avec des conducteurs de grande section, choisir plusieurs cordons branchés électriquement en paral-25 lèle, avec des conducteurs de plus faible section. Comme matières supra-conductrices^on connait par exemple le plomb, le niobium et quelques alliages de niobium. Les conducteurs du câble supra-conducteur peuvent se composer de l'une de ces matières ou aussi } étant donné que la transmission d'énergie se .fait, par exemple, 30 par déplacement de courant dans me couche mince sur la surface extérieure, se composer d'autres matières, en métal ou en matière synthétique, qui sont recouvertes d'une couche mince de matière supra-conductrice. Cette couche peut être produite par électrolyse, par vaporisation ou aussi, par exemple, par. application d'une ban-35 de métallique mince. Pour supporter un ou plusieurs de ces cordons de conducteurs supra-conducteurs à l'intérieur d'un câble refroidi à basse température constitué comme calorifuge > on a déjà pensé à fixer les cordons de conducteurs à certaine distance 40 par des disques d'écartement. Il est toutefois désavantageux que, 69 42171 2 2025607 dans les intervalles entre deux disques d'écartement voisins ,1a distance constante,par exemple entre trois conducteurs de phasepne puisse plus être maintenue à cause du câblage. L'insertion d'une pièce tubulaire^en une matière isolante appropriée,entre chaque 5 paire d'étriers n'a pas apporté non plus le succès souhaite, car il se produit en même temps des difficultés considérables dans la technique de fabrication» L'invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus et concerne à cet effet une 10 dispositionpour supporter un ou plusieurs cordons de conducteurs supraconducteurs à l'intérieur d'un câble refroidi à basse température, le dit câble étant calorifugé par des tubes concentriques9 disposition caractérisée en ce qu'elle comprend un cordon profilé disposé dans le tube concentrique intérieur, la forme du dit cor= 15 don profilé étant telle que le ou les cordons de conducteurs répartis sur sa périphérie modifient, de façon continue sur la longueur du câble, leur position par rapport à l'axe du câble. Un tel cordon profilé assure une distance constante, par exemple entre les trois conducteurs de phase d'un câble de transmission 20 d'énergie, et, en même temps, par la variation de position continue des conducteurs par rapport à l'axe du câble, on obtient une distribution optimale du champ électrique. En outre, l'emploi d'un tel cordon profilé comporte des avantages considérables dans la technique de fabrication, car les cordons de conducteurs sont rap-25 portés,au màyen de procédés de câblage connus,sur le cordon profilé s'introduisant en même temps. Il en est ainsi, en particulier, quand, dans la réalisation de l'idée de l'invention, le cordon profilé se compose d'un support en matière isolante, par exemple en 30 plastique, ayant une section en forme d'étoile, et câblé dans le sens longitudinal. Dans ce cas, on torsade notamment le cordon profilé au moyen d'un outil de forme approprié et on le fait entrer ensuite, en même temps que les cordons de conducteurs 35 supra-conducteurs, dans le raccord de câblage. Enfin la matière plastique est détendue, par exemple par l'action de la chaleur, de sorte que le cordon conserve la forme la plus favorable comme support pour les cordons de conducteurs câblés. Avantageusement le cordon profilé 40 présente en son centre un alésage d'axe longitudinal. Par la réduc- 69 42171 3 2025607 tion ainsi obtenue du moment résistant, un câblage particulièrement facile du cordon est possible» Si l'on veut, on peut aussi employer l'alésage,pratiqué dans le cordon profilé, pour loger un élément de traction séparé, de sorte que la résistance à la traction du 5 cordon est considérablement accrue» Si le cordon profilé est constitué d'une matière plastique dont le coefficient de dilatation est sensiblement différent de celui du métal employé pour les cordons de conducteurs supraconducteurs, il est souvent pratique, pour équili-10 brer les coefficients de dilatation différents, d'interrompre le cordon profilé dans le sens longitudinal» Comme matières pour le cordon profilé portant lés cordons de conducteurs supraconducteurs, on peut choisir le polyéthylène, le polyamide, une matière cellu= 15 laire, ou le polyphényloxide» ce dernier se distinguant par un coefficient de dilatation voisin de celui du cuivre» Pour fixer, dans le tube coaxial intérieur, le oordon profilé avec les cordons de conducteurs supraconducteurs, par exemple en couches supraconductrices, comme le 20 plomb, le niobium ou une matière analogue, rapportées sur un support approprié, il est particulièrement avantageux de rapporter, au-dessus du ou des cordons de conducteurs, sur le cordon profilé, une hélice, par exemple en plastique, résistant au froid, dont l'épaisseur est une mesure pour la distance entre les conducteurs 25 et la paroi du tube. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et de la figure unique annexée représentant un exemple de réalisation de l'invention. Pour l'exploitation d'un câble 30 électrique à l'état supraconducteur,composé de tubes coaxiaux lisses ou ondulés, dans le tube intérieur 1 se trouve, par exemple, de l'hélium liquide à une température d'environ 4°K» A l'intérieur de ce tube baigné par l'hélium liquide, sont disposés les cordons det conducteurs 2pqui sont constitués par un support 3 en métal ou 35 en une matière isolante résistant au froid et par la couche supra-conductrice 4. La couche supraconductrice 4, par exemple en plomb, niubium ou en alliage de niobiumPpeut être rapportée par voie élec-trolytique, ou par vaporisation . Cette couche peut être également constituée d'une tôle mince dirigée longitudinalement, formée en 40 tube autour du support, soudée sur les bords, et emmanchée sur le 69 42171 4 2025607 support dans la même opération» Pour assurer que, sur toute la longueur du câble, la distance des trois cordons de conducteurs 2 du câble de transmission d'énergie est constante et que le câblage 5 des cordons de conducteurs, nécessaire pour des raisons électriques, est correct, on dispose, comme support pour les cordons de conducteurs, un cordon profilé en forme d'étoile 5 dont les nervures sont décalées de 120° , dans l'exemple d'exécution pour trais cordons de conducteurs. Ce cordon de forme est torsadé sur toute sa longueur, 10 de sorte que les cordons de conducteurs, sur la longueur du câble modifient de façon continue leur position par rapport à l'axe du câble» Le cordon profilé 5 se composes, dans l'exemple représenté, * d'une matière isolante, par exemple d'une matière plastique résis~ tant au froid et détendue après câblage, de sorte que le cordon,_en-15 trant, en même temps que les cordons de conducteurs, dans un raccord de câblage non représenté, ne tourne pas en arrière, et par conséquent, conduit à irn changement de position des cordons de conducteurs par rapport au tube 1. De plus, pour la réduction du moment résistant lors du câblage, le cordon profilé 5 présente un alésage 20 6,dirigé dans le sens axial et pouvant recevoir le cas échéant un élément de traction. Sur les cordons de conducteurs 3 , est rapporté en hélice le cordon isolant 7, par exemple un fil de matière plastique. Ce cordon isolant donne aux cordons de conduc-25 teurs montés dans le profil du cordon 5 un soutien supplémentaire et assure de plus, comme étrier, que la position des cordons de conducteurs ^r rapport à la paroi intérieure du tube 1 lisse,ne se modifie pas. La distance constante, exigée pour des raions électriques, des différents cordons l'un de l'autre,et aussi de la pa~ 30' roi intérieure du tube,est ainsi toujours assurée. Il en est de même lors de la fabrication du câble pendant le montage des autres tubes calorifuges, lors de l'enroulement du câble fini, lors de la pose et lors de l'exploitation. Bien entendu, l'invention n'est 35 pas limitée aux exemples de réalisation ci=dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 42171 5 2025607 KE7EHDI0AII0HS 10) Disposition pour supporter un ou plusieurs cordons de conducteurs supraconducteurs à l'intérieur d'un câble refroidi à basse température, le dit câble étant 5 calorifugé par des tubes concentriques, disposition caractérisés en ce qu'elle comprend un cordon profilé disposé dans le tube concentrique intérieur, la forme du dit cordon profilé étant telle que le ou les cordons de conducteurs répartis sur sa périphérie modifient, de façon continue sur la longueur du câble, leur position 10 par rapport à l'axe du câble. 2°) Disposition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le cordon profilé se compose d'un support en matière isolante, de section en forme d'étoile et câblé dans le sens longitudinal. 15 3°) Disposition suivant la reven dication 2, caractérisée en ce que le support est en matière plastique détendu après câblage. 4°) Disposition suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le cordon profilé comporte un 20 alésage longitudinal. 5°) Disposition suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu-'un élément de traction séparé est disposé dans l'alésage longitudinal. 6°) Disposition suivant la reven-25 dication 1, caractérisée en ce que le cordon profilé est interrompu dans le sens longitudinal. 7°) Disposition suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 6, caractérisée en ce qu'une héli-cef en matière synthétique résistant au froid,est rapportée sur le ou les cordons du cordon profilé.