Brevet FR2173936A1 — publié le 19731012

Il est d'usage, pour assurer la stabilité thermique des câbles transportant des puissances très élevées, de refroidir ces câbles et leurs organes annexes, et en particulier les boutes d'extrémité. Le procédé le plus courant consiste à faire parcourir, par un réfrigérant véhiculé par une pompe, le conducteur creux du cible dans un sens à faire passer le réfrigérant dans un dispositif refroidisseur à l"une des extrémités du câble, et à l'envoyer ensuite dans un tube entourant le câble, qu'il parcourt dans le sens opposé. On connatt un réseau de câbles de ce type où les extrémités des cables-sont pourvues de bottes qui consistent en un isolateur entourant à distance l'extrémité du câble, l'extrémité du conducteur.creux étant reliée, en passant par un tube isolant qui dépasse de la boite d'extrémité à la base de cette dernière et à travers un dispositif de refroidissement à l'espace interne d'un tube entourant le câble et résistant à la pression. Dans ;e cas, le refroidissement de la boîte d'extrémité est assuré tout simplement par le refroidissement du conducteur (brevet R.F.A. nO 1 067 099). On connatt aussi un autre réseau de cables de ce type où le conducteur creux du câble est relié , dans la boîte d'extrémité, à l'espace annulaire existant entre l'extrémité du câble et l'isolateur de façon que le réfrigérant parcourt le conducteur dans un sens et l'espace annulaire dans le sens opposé (brevet français nO 1 261 895). Ces réseaux de câbles refroidis bien connus ont la caractéristique commune que le circuit.de refroidissement des boutes d'extrémité est couplé avec le circuit de refroidissement du câble, ce qui peut présenter des difficultés, en particulier si la botte d'extrémité doit être refroidie davantage que le câble. La présente invention vise å réaliser une botte d'extrémité de câble à haute .tension de façon que son circuit de refroidissement soit indépendant de celui qui, le cas échéant, équipe le câble. Pour résoudre ce problème, l'invention part d'une boîte d'extrémité où l'extrémité du câble est entourée d'un isolateur, et où la cavité se trouvant entre l'extrémité du cible et l'isolateur est parcourue par un réfrigérant véhiculé par une pompe, dans un circuit fermé com portant un dispositif refroidisseur. D'après l'invention, la cavité renferme un corps isolant tubulaire qui la subdivise en deux espaces annulaires concentriques et qui présente à ses extrémités-des ouvertures pour l'entrée et la sortie du réfrigérant. Dans la botte d'extrémité refroidie selon l'invention, la circulation aller et retour du réfrigérant passe à l'intérieur de la cavité divisée en deux espaces annulaires concentriques. I1 est donc possible d'assurer la circulation du réfrigérant indépendamment du circuit de refroidissement prévu, le cas échéant, pour le ciblez La température du réfrigérant, la vitesse d'écoulement et par conséquent la quantité de chaleur évacuée, pew'en.t alors être adaptées selon les besoins. Un mode de réalisation particulièrement avantageux de la nouvelle boîte d'extrémité consiste à relie entre eux les espaces annulaires concentriques à lune des extrémités du corps isolant au moyen d'une ou plusieurs ouvertures. Dans ce cas, l'espace annulaire extérieur est parcouru également directement par le réfrigérant-, à savoir dans le sens contraire à l'écoulement dans l'espace annulaire in intérieur On peut utiliser ici en tant que corps isolant un tube ouvert à l'une de ses extrémités, de préférence cylindrique. On peut aussi assurer la circulation retour du réfrigérant par plusieurs tubes qui sont reliés à l'ouverture de l'extrémité du corps isolant qui est tournée vers l'extrémité du cabale. Les tubes sont alors spiralés ou enroulés en hélice.De plus, il est recommandé de disposer les tubes aussi loin que possible vers l'extérieur dans la boîte d'extrémité. L'invention sera expliquée ci-dessous en se référant aux exemples de réalisation représentés sur les diverses figures du dessin annexé. Sur la figure 1, la botte d'extrémité comprend essentiellement un isolateur 1, en l'espèce un isolateur à ailettes en porcelaine, qui repose sur une plaque de fixation 6 et qui entoure l'extrémité d'un cible à huile à un seul con docteur0 Sur l'extrémité du câble on a rapporté un cône d'isolant reconstitué 2, et on a relié électriquement le conducteur 3 à une borne de raccordement 4 qui dépasse de l'isolateur à sa partie supérieure. La plaque de fixation 6 sur laquelle repose l'isolateur 1 en y étant relié de façon étanche est fixée à une partie 8 en forme d'entonnoir par une pièce intermédiaire 7, cette partie 8 étant a' son tour fixée par un joint, par exemple par une soudure ou une brasure, sur la gaine du câble à huile à un conducteur. D'autre part, la pièce intermédiaire 7 est fixée sur un tube 9 qui entoure le capable et est rempli d'un réfrigérant servant au refroidissement du ciblez A l'intérieur de la botte d'extrémité on a disposé un corps isolant tubulaire 10 qui subdivise la cavité, comprise entre I'extrémité du cible ou le cône 2 et l'isolateur 1, en un espace annulaire intérieur 12 et un espace annulaire extérieur 13.Ces deux espaces annulaires concentriques communiquent entre eux par des ouvertures 14, à la partie supérieure du corps isolant tubulaire 10 qui est obturé frontalement par un couvercle 11. Qn a pratiqué dans la plaque de fixation 6, qui se trouve à la partie inférieure du corps isolant tubulaire 10, des ouvertures 16 communiquant avec l'espace annulaire intérieur et des ouvertures 17 communiquant avec l'espace annulaire extérieur. le réfrigérant de l'espace 15 qui se trouve sous la plaque de fixation 6 passe par les ouvertures 16 pour arriver dans l'espace annulaire intérieur 12. le réfrigérant est retiré de l'espace annulaire extérieur 13 par des ouvertures 17 auxquelles on a fixé des conduites de jonction 19. Dans le cas présent, le réfrigérant est la m8me huile isolante qui sert à l'isolation du cible & huile à un seul conducteur. L'huile isolante froide servant au refroidissement de la boute d'extrémité est envoyée par les conduites 18, passe dans l'espace 15, par les ouvertures 16, dont plusieurs sont réparties de façon uniforme autour de l'extré- mité du câble, arrive dans l'espace annulaire intérieur 12, passe le long de la surface du csne 2, vers le haut, passe ensuite par les ouvertures 14 dans l'espace annulaire extérieur 13, revient vers le bas dans le sens opposé , passe par les ouvertures 17 dont plusieurs sont également réparties autour de l'extrémité du cabale, et quitte la boîte d'extrémité par les conduites 19. La boucle du circuit à réfrigérant se ferme par un dispositif refroidisseur et une pompe , non représentée. La boîte d'extrémité refroidie de la figure 2 reprend dans l'essentiel le montage de la botte de la figure 1. La différence réside dans le fait que dans ce cas le corps isolant subdivisant la cavité de la boite en deux espaces annulaires concentriques consiste en un tube isolant 21 ouvert à son extrémité supérieure, et ainsi, le réfrigérant passe directement par l'extrémité ouverte du tube isolant de l'espace annulaire intérieur dans l'espace annulaire extérieur. La figure 3 montre une botte d'extrémité refroidie comportant un isolateur interne 40 résistant à la pression, monté entre l'extrémité du câble et l'isolateur extérieur 1. La cavité délimitée par cet isolateur interne est subdivisée en deux espaces annulaires concentriques 12 et 13 par le tube isolant 21 ouvert à son extrémité supérieure. Dans les bottes d'extrémité à isolateur interne résistant & la pression, celui-ci peut également servir directement à canaliser le réfrigérant. Dans ce cas, le réfrigérant revient par un ou plusieurs tubes qui sont fixés à des ouvertures que comporte l'isolateur interne résistant à la pression , à son extrémité faisant face à l'extrémité du ciblez La figure 4 représente schématiquement la boucle du circuit & réfrigérant des boîtes prévues a une extrémité d'un réseau de trois câbles à huile à un seul conduc tueur. Les boîtes d'extrémité 22, 23 et 24 , qui peuvent titre exécutées suivant les figures 1 à 3 sont montées en parallèle dans le circuit/réfrigérant. L'huile isolante employée comme réfrigérant passe dans l'échangeur thermique 25, dans la pompe 26 et dans un distributeur 27, et parvient de lâ par les conduites 28, 29 et 30 dans les différentes boStes d'extrémité, crest-å-dire dans l'espace annulaire intérieur de ces bottes. Après avoir parcouru les boëtes, les courants élémentaires de réfrigérant arrivent au collecteur 35, et reviennent ensemble à l'échangeur thermique 25. Celui-ci cède les calories absorbées dans les boîtes d'extrémité à un circuit d'eau qui comprend un refroidisseur secondaire 36, la circulation étant assurée par une pompe 37. Le refroidissement du réfrigérant peut aussi être effectué par une machine frigorifique. R E V E N D I C A T I O N S 1. Boîte d'extrémité refroidie pour câble haute tension, dans laqucîle l'extr3mité du câble est entourée d'un isolateur, et dans laquelle la cavité située entre l'extrémité. du câble et l'isolateur est -parcourue par un réfrigérant circulant en circuit fermé, véhiculé par une pompe et traversant un dispositif refroidisseur, caractérisée par le fait que la cavité contient un corps isolant qui subdivise la cavité en deux espaces annulaires concentriques et qui comporte à ses extrémités des ouvertures permettant l'entrée et la sortie du réfrigérant. 2. bosse d'extrémité suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les espaces annulai res concentriques communiquent entre eux à l'une des extrémités du corps isolant par l'intermédiaire d'une ou plusieurs ouvertures. 3. Boute d'extrémité suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le corps isolant se compose d'un tube, de préférence cylindrique, ouvert à l'une de ses extrémités. 4. BoSte d'extrémité suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que plusieurs tubes sont raccordés aux ouvertures pratiquées dans le corps isolant à son extrémité faisant face à l'extrémité du câble.