Brevet FR2201562A1 — publié le 19740426

L'invention concerne les canalisations électriques protégées par une enveloppe et utilisées pour le transport d'énergie à haute tension. Les conducteurs de ces canalisations sont isolés de la masse par un diélectrique fluide autre que l'air à la pression atmosphérique, par exemple par de l'hexafluorure de soufre sous pression. Il est connu d'utiliser un système triphasé de conducteurs à l'intérieur d'une enveloppe en aluminium ou en acier, mais cette disposition est défavorable au point de vue diélectrique, spécialement pour les très hautes tensions car le champ électrique n'est pas radial. Lorsque chaque conducteur de phase est enfermé dans une enveloppe individuelle l'utilisation d'une enveloppe en acier présente de grandes difficultés car, pour les courants importants et pour les distances réduites que permet un isolement à haute rigidité diélectrique, les pertes dans l'enveloppe sont rapidement prohibitives, par suite des propriétés magnétiques de l'acier. On est alors généralement conduit à utiliser des enveloppes en un métal non magnétique, tel que l'aluminium ou ses alliages. Mais les enveloppes de ce type, surtout si elles ont une assez faible épaisseur, ont une résistance mécanique médiocre et se pre- tent mal à la protection cathodique, ce qui est un grave inconvénient lorsque ces canalisations doivent être placées sous terre. L'invention évite ces inconvénients en prévoyant une canalisation polyphasée pour le transport d'énergie electrique, comprenant des conducteurs disposés dans une enveloppe de protection et isolés par un fluide d'isolement, caractérisée en ce que chacun des conducteurs est disposé dans une enveloppe individuelle conductrice et non magnétique, et en ce que ces enveloppes individuelles sont placées dans une enveloppe commune assurant la protection mécanique et la protection contre la corrosion de l'ensemble. Les enveloppes individuelles peuvent notamment être en aluminium ou alliage d'aluminium. En se référant aux figures schématiques ci-jointes on va décrire des exemples de mise en oeuvre de l'invention. Ces figures sont des coupes par un plan perpendiculaire à l'axe de la canalisation. Les figures 1 et 2 concernent des canalisations à trois conducteurs pour réseau triphasé : sur la figure 1, les enveloppes individuelles sont étanches et sur la figure 2, seule est étanche l'enveloppe externe. La figure 3 concerne une canalisation pour réseau triphasé avec un conducteur de réserve et des enveloppes individuelles étanches. Sur la figure 1, les trois conducteurs du circuit triphasé 1, 2 et 3 sont disposés dans des enveloppes individuelles 4, 5 et 6, ellesaêmes situées dans une enveloppe externe 7. On évite le déplacement radial des conducteurs 1, 2 et 3 à l'intérieur des enveloppes individuelles 4, 5 et 6 à l'aide de disques ou de cônes isolants, non représentés, réalisés selon des procédés connus et espacés de façon à assurer un centrage correct des conducteurs, compte tenu de leur flexion. Dans cet exemple les enveloppes 4, 5 et 6 sont étanches et tiennent la pression du fluide d'isolement qu'elles contiennent, par exemple de l'hexafluorure de soufre sous une pression relative comprise entre 2 à 15 Kg/Cm2. Dans ces conditions, on peut faire circuler, dans l'espace 8 compris entre l'enveloppe externe 7 et les enveloppes individuelles 4, 5 et 6, un fluide de refroidissement qui peut être un gaz (tel que l'air ou l'hexafluorure de soufre) ou un liquide (tel que l'eau). De l'eau de refroidissement peut également circuler dans des tuyaux séparés passant entre les enveloppes individuelles. Le débit de la circulation forcée du liquide ou du gaz de refroidissement peut être réglé en fonction de l'état thermique de la canalisation (intensité traversant les conducteurs, température du sol).Par ailleurs, si le fluide de l'espace 8 est différent de celui des enveloppes individuelles 4, 5, 6, une analyse du fluide 8 à la sortie permet de détecter des fuites éventuelles du gaz sous pression contenu dans les enveloppes 4, 5 et 6. Selon l'exemple de la figure 2, l'enveloppe 7 est étanche et supporte la pression du fluide isolant qui est le même dans l'espace 8 et dans les enveloppes individuelles 4, 5 et 6. Dans ce cas, ces enveloppes individuelles ne sont pas étanches, ne résistent pas à la pression et constituent seulement une armature à la masse permettant d'obtenir un champ radial autour de chaque conducteur de phase. L'epaisseur des enveloppes 4, 5 et 6 peut être réduite et ces enveloppes peuvent même être formées d'un support plastique métallise. L'enveloppe externe 7 peut être réalisée en tout matériau possédant une résistance mécanique et une résistance à la corrosion (soit par nature, soit grâce à des protections adéquates, y compris une protection cathodique) suffisante pour permettre l'installation dans le sol. De plus, l'enveloppe 7 doit être étanche au fluide de l'espace 8 et, dans le cas de la figure 2, résister à la pression du fluide de l'espace 8. L'enveloppe externe 7 peut être réalisée par exemple en acier et comporter une protection contre la corrosion. Dans ce cas, l'acier peut être utilisé sans échauffement ni pertes excessives, car les conducteurs de toutes les phases et leurs enveloppes conductrices individuelles sont disposés symétriquement à l'in térieur de l'enveloppe 7. Cette dernière peut également être réalisée en résine synthétique (éventuellement armée de fibres, telles que les fibres de verre) ou en béton, armé ou non. Le béton peut être revêtu d'un film plastique améliorant l'étanchéité. Selon une autre réalisation de l'invention représentée sur la figure 3, l'enveloppe externe 7 renferme, en plus des conducteurs de phase normalement en service 1, 2, et 3, un conducteur de réserve 9 contenu dans une enveloppe supplémentaire 10. Lorsqu'un défaut monophasé à la terre apparaît sur l'une des phases normalement en service et intéresse un des conducteurs 1, 2 ou 3, la phase en défaut, 2 par exemple, est commutée automatiquement sur le conducteur de réserve 9.Si les protections sont suffisamment rapides pour que, dans le cas d'enveloppes individuelles étanches, l'enveloppe 5 du conducteur 2 n'ait pas été percée ou que, dans le cas d'enveloppes individuelles non étanches, le défaut n'ait pas atteint les autres phases, le conducteur de réserve 9 permet de continuer l'ex- ploitation jusqu'à ce que l'on puisse plus commodément interrompre le courant sur toutes les phases et procéder à la réparation de la phase 2, soit même réparer la phase 2 sans interruption si les enveloppes individuelles sont étanches et s'il n'y a pas de fluide de refroidissement. Les dispositions suivant l'invention présentent notamment les avantages suivants : elles assurent simultanément, un champ radial autour de chaque conducteur individuel, un échauffement et des pertes réduits des enveloppes individuelles et de l'enveloppe extérieure et une bonne protection à la fois mécanique et contre la corrosion. L'utilisation d'une enveloppe extérieure 7 en acier réduit considérablement le champ magnétique à l'extérieur de la canalisation. La disposition avec enveloppes individuelles étanches permet la circulation d'un fluide de refroidissement de débit réglable en fonction de l'état thermique de la canalisation et peut éventuellement assurer la détection des fuites dans les enveloppes individuelles. REVENDICATIONS 1/ Canalisation polyphasée pour le transport d'énergie électrique, comprenant des conducteurs disposés dans une enveloppe de protection et isolés par un fluide d'isolement, caractérisée en ce que chacun des conducteurs est disposé dans une enveloppe individuelle conductrices non magnétique et en ce que ces enveloppes individuelles sont placées dans une enveloppe externe commune assurant la protection mécanique et la protection contre la corrosion de l'ensemble. 2/ Canalisation polyphasée selon la revendication 1, caractérisée en ce que ces enveloppes individuelles sont étanches et tiennent la pression du fluide d'isolement. 3/ Canalisation polyphasée selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un fluide de refroidissement circule entre les enveloppes individuelles et l'enveloppe externe. 4/ Canalisation polyphasée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les enveloppes individuelles ne sont pas étanches et en ce que le fluide d'isolement est contenu dans l'enveloppe externe qui est étanche et tient la pression du fluide d'isolement. 5/ Canalisation polyphasée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fluide d'isolement est de l'hexafluorure de soufre sous pression. 6/ Canalisation polyphasée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le fluide de refroidissement est de l'air. 7/ Canalisation polyphasée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le fluide de refroidissement est de l'eau. 8/ Canalisation polyphasée selon l'une des revendications 3, 6, et 7, caractérisée en ce que la vitesse du fluide de refroidissement est modifiée suivant l'état thermique de la canalisation. 9/ Canalisation polyphasée selon l'une des revendications 3, 6, 7 et 8, caractérisée en ce que le fluide de refroidissement est utilisé pour détecter les fuites éventuelles des enveloppes individuelles. 10/ Canalisation polyphasée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les enveloppes individuelles sont réalisées en aluminium ou alliage d'aluminium. 11/ Canalisation polyphasée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enveloppe externe est en acier et comporte une protection contre la corrosion. 12/ Canalisation polyphasée selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'enveloppe externe est en résine synthétique, armée ou non. 13/ Canalisation polyphasée selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'enveloppe externe est en béton, armé ou non. 14/ Canalisation polyphasée selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'enveloppe externe en béton comporte un revêtement d'étanchéité en matériau plastique. 15/ Canalisation polyphasée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enveloppe externe contient une enveloppe individuelle supplémentaire, renfermant un conducteur de réserve qui est commuté en remplacement d'un conducteur de phase en cas de défaut sur ce dernier.