Brevet FR2365904A1 — publié le 19780421

LA présente invention concerne une boîte d'extrémité pour câbles à haute tension du type passant. Actuellement, dans les boîte d'extrémité utilisées pour des tensions inférieures ou égales à 420 kV, on emploie un électrode en forme de o8ne auquel viennent s'ajouter des éléments isolants opportunément conformés qui assurent une répartition convenable du ohamp électrique aussi bien en sens radial qu'on sens longitudinal, grâce à un calcul judicieux du diamètre et de la longueur de l'enveloppe céramique. Dens cette forme de réalisation, le câble et la boîte ont l'huile en commun et, de ce fait, les éventuelles surpressions de l'huile dans le câble sont directement transmises à l'enveloppe céramique. Cette e:weloppe doit en outre résister à la poussée axiale du câble, provoquée par les dilatations thermiques du conducteur parcouru par le courent nominal. Au fur et à mesure de l'accroissement des tensions, les fabricants de câbles adoptent généralement la règle d'augmenter la rigidité diélectrique du papier imprégné en augmentant la pression du fluide imprégnant, ce qui fait que la solution traditionelle devient de plus en plus onéreuse en raison des sollicitations mécaniques considérables qui viennent grever sur les enveloppes céramiques de grandes dimensions. Un autre inconvenient que l'on peut constater dans les boites d'extrémité de fabrication traditionelle est constitué par le fait qu'il est nécessaire do monter, traiter et imprégner sur le lieu-même d'installation les parties isolantes constituées par du papier rubanné et façonné suivant lee exigences. De plus, une fois que la botte d'extrémité a été réalisée, il est nécessaire de contrôler sur place la bonne exécution de toutes ses partie. Il est évident que le fait de devoir soumettre une boite d'extrémité à des essais et à des contrôles électriques comporte l'obligation de disposer sur le lieu d'installation des appareillages d'essais $nécessaires lesquels, en raison des difficultés de transport, doirent généralement être assemblés sur place, ce qui entrains une sensible perte de temps et une influence négative sur les prix de revient. Ces mêmes inconvénients apparaissent dans la technologie utilisée par quelques fabricants, qui consiste à envelopper l'isolation du câble avec des cylindre généralement constitués par an papier imprégné et enroulé avec interposition d'armatures pour le contrôle du champ électrique. Afin de parvenir à une répartition optimum du champ et à une réalisation plus aisée, plusieurs cylindres sont enroulés de manière à être accouplés ou superposés les uns aux autre Une meilleure dimensionnelle a été par ailleurs obtenue avec une boute d'extrémité pour cabales dans laquelle le gradient radial est supporté par du papier imprégné enroulé sur le câble, tandis que le gradient longitudinal est réparti grâce à des éléments capacitif s disposés en série dans l'espace existant entre l'enveloppe céramique extérieure et un tube isolant contenant le câble isole. Dans cette forme de réalisation, le tube intérieur qui supporte la poussée axiale du câble et la pression du fluide imprégnant présente un diamètre sensiblement réduit. Toutefois, tout en donnant des résultats satisfaisants et en s'avérant techniquement valable, cette solution n'est pas avantageuse du point de vue économique et s'avère fragile du point de vue mécanique, car elle fait appel à un grand nombre d'éléments capacitifs assemblés en serie les uns aux autres et destinés, comme nous l'avons déjà dit à assurer la répartition du gradient longitudinal. Le but de la présente invention est celui d'éliminer les inconvénients précédemment décrits, en proposant une botte d'extrémité pour ctbles à haute tension entièrement indépendante du câble lui-mame et offrant de ce fait une plus grands facilité de transport. Un autre but de la présente invention est celui de fournir une botte d'extrémité pour câble en mesure de résister à des pressions très élevées sans que des charges excessives puissent se répercuter sur l'enveloppe céramique extérieure, ce qui obligerait à accroître sensiblement ses dimensions. Encore un autre but de la présente invention est celui de fournir une botte d'extrémité pour cible dans laquelle les opérations d'imprégnation ainsi que tous les essais électriques puissent être effectués en atelier, en obtenant ainsi une plus grande fiabilité du produit et une réduction sensible du temps d'installation sur les lieux d'utilisation de la botte d'extrémité. Sans être pour autant le dernier, un autre but de la présente invention est celui de réaliser une botte d'extrémité pour omble qui puisse strie rapidement et facilement remplacée dans sa totalité lors d'éventuelles réparations ou pour les opérations d'entretien qui, de ce fait, pourront être effectuées directement en atelier et non pas sur les lieux d'utilisation des bottes d'extrémité, comme cela s'est produit jusqu'à présent. Ces buts et d'autres enoore qui apparattront mieux par la suite, sont atteints par la bofte d'extrémité pour câbles à haute tension selon la présente invention, caractérisée par le fait qu'elle comprend un tube contenant ou d'accueil intérieur pouvant être associé extérieurement à un câble, et coarialment par rapport au tube contenant, une pluralité d'armatures intercalées par des couches isolantes pour la realisation d'éléments condensateurs en série, la plus intérieure desdites armatures étant connectée électriquement à l'extrémité sous tension tandis que la plus extérieure est reliée au potentiel de terre, lesdites armatures étant en outre disposées à l'intérieur sd'une enveloppe isolante extérieure comportant sur sa partie supérieure un électrode de blindage. D'autres caractéristique s et avantages apparaîtront plus clairement de la description qui va suivre i'une forme de réalisation préférée mais non exclusive d'une botte d'extrémité pour câbles à haute tension, donnée ici à seul titre d'exemple nullement limitatif en regard du dessin annexé, sur lequel: la Figure i représente une vue longitudinale partiellement en coupe d'une bote d'extrémité selon l'invention; la Pigure 2 représente, également en coupe longitudinale partielle, une partie d'une boîte d'extrémité selon une autre forme de réalisation. En se référant aux figures, la boîte d'extrémité selon l'invention, conventionellement indiquée dans son ensemble avec ig comprend un tube contenant intérieur 2 lequel peut être réalisé entièrement dans un matériau isolant, ou, éventuellement, dans un matériau éléctriquement isolant pour ce qui est de sa partie inférieure et dans un matériau conducteur pour la partie restante. Le tube contenant 2, qui est associé extérieurement au câble isolé 3, a la fonction de supporter pendant les essais et son exploitation les contraintes mécaniques dues à la pression du fluide isolant en circulation dans le câble, ainsi que les efforts de traction dus à la dilatation thermique du conducteur du câble 3. Coaxialement par rapport au tube contenant intérieur 2, il a été prévu une pluralité d'armatures 4 concentriques, intercalées par des couches isolantes 5 de manière à constituer une pluralité de condensateurs en série aptes à assurer une répartition convenable du champ électrique aussi bien en sens radial qu'en sens longitudinal. La distribution des armatures 4 présente aussi bien dans la partie supérieure que dans la partie inférieure une configuration en dégradé. Plus précisement, dans la partie supérieure les armatures atteignent un niveau croissant en partant de l'armature la plus extérieure vers l'armature la plus intérieure, taadis que dans la partie inférieure les armatures commencent à un niveau plus bas, lequel s'élève au fur et & mesure que l'on va vers les armatures intérieures. L'armature la plus intérieure, indiquée par la référence 4a, est mise directement en contact électrique avec l'extrémité sous tension, tandis que l'armature la plus extérieure, indiquée par le numéro de référence 4bs est directement mise au potentiel de terre. Min de permettre une manipulation plus aisée, la partie active faisant fonction de condensateur et constituée, comme nous l'avons dit plus haut, par les armatures 4 et par les couches isolantes 5, peut être enroulée autour d'un tube de support 6 disposé coaxialement et extérieurement par rapport au susmentionné tube contenant 2. Comme déjà dit, le tube contenant intérieur 2 peut être réalisé entièrement dans un matériau isolant, ou éventuellement, partiellement dans un matériau isolant et partiellement dans un matériau conducteur. De préférence, le tube contenant intérieur 2 sera réalisé dans un matériau isolant jusqu' la hauteur de la premiere armature 4a et dans un matériau conducteur pour la partie restante. Lesdites armatures 4 sont disposées à l'intérieur d'une enveloppe isolante extérieure 7 laquelle, pour les installations à l'extérieur, est généralement constituée par une gaine céramique à ailettes. Dans sa partie supérieure, l'enveloppe 7 comporte un électrode 8 de blindage contenant une chambre de dilatation de l'huile de remplissage de la boîte d'extrémité. Sur la partie inférieure de cette même enveloppe isolante extérieure 7 il a été prévu une bride métallique 9, reliée à l'armature plus extérieure 4b, qui fait fonction de jonction entre l'enveloppe isolante extérieure 7 et un déflecteur de raccordement 10, lui-même relié à l'extrémité inférieure du tube intérieur contenant 2, de manière a créer pratiquement, dans la boute d'extrémité 1, une cavité dans laquelle sont contenues les armatures 4 et qui serait séparée du cible 3 dane lequel circule l'huile. Ladite bride 9 constitue en outre le moyen de fixation de la boute d'extrémité 1 sur la structure de support. Inférieurement au déflecteur de raccordement 10, il a été prévu un raccord conique il qui relie la gaine 12 du câble 3 au potentiel de masse, aveo un collier inférieur de fermeture de la boite d'extrémité à passant. Suivant une autre forie de réalisation, illustrée partiellement sur la figure 2, le tube contenant 2 présente dans Sa partie inférieure un évasement oonique indiqué avec 20 qui délimite, conjointement au câble 3, une cavité qui est destinée à être remplie avec un isolant, de préférence stratifié. Dans cette forme de réalisation également, la disposition des armatures 4 reste pratiquement la même. Les couches isolantes 5 disposées entre les armatures 4 peuvent être de différente nature. Entre autres, on peut citer un matériau diélectrique constitué par du papier imprégné avec de l'huile minérale ou autre imprégnants synthétiques naturels. Le diélectrique des couches 5 peut être constitué également par du papier verni une résine (époxy, phénolique ou autre) et enroulé d'une manière continu auteur d'un tube de support et ensuite polymérisée.Le diélectrique peut être également composé par des filas plastiques ou par des coabinaisons de filin plastiques avec du papier, opportunement imprégné. Selon d'autres formes de réalisation qui pourraient Outre estimées comme préférables, le diélectrique des couches 5 pourra être constitué par un gaz sous pression ou, éventuellement, par de la résine coulée. Par conséquent, à la lumière de la description gui vient d'en être faite, on peut facilement constater que la boute d'extrémité selon l'invention présente l'importante caractéristique d'être complètement indépendante du câble 3 sur lequel elle est appliquée, de sorte que toutes les surpressions éventuelles gui pourraient Autre engendrées dans ledit câble 3 ne viennent plus agir sur l'enveloppe isolante extérieure 7, mais sont contenues par le tube intérieur contenant 2 lequel, étant d'un diamètre considérablement réduit, est en mesure de résister sans aucun danger à des efforts considérables, aussi bien on sens radial qu'en sens longitudinal.On doit souligner en outre que, grâce à cette disposition on paraient à une séparation compléte entre l'huile qui constitue le diélectrique des éléments condensateurs agissant dans la boîte d'extrémité et l'huile circulant dans le câble. On doit encore souligner que l'application d'une botte d'extrémité ainsi réalisée ne nécessite qu'une très simple préparation de l'extrémité du câble auquel elle est destinée, lequel, surtout dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 1, ne réclame que des opérations d'adaptations limitées, pouvant effectuées avec une extréme rapidité. On doit enfin citer le fait important que la distribution des armatures telle qu'elle est prévue permet d'obtenir une répartition homogène du champ électrique dans les parties supérieures et inférieures de la boîte d'extrémité, aussi bien radialement que superficiellement, en évitant ainsi les gradients électriques localisés qui pourraient entraîner un endommagement de la boîte elle-même. Bien entendu, l'invention ainsi conçue n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est au contraire susceptible de nombreuses variantes et modifications rentrant toutes dans le cadre du même esprit inventif. En outre, tous les éléments de détail pourront être remplacés par d'autres éléments techniquement équivalents. Dans la réalisation pratique, les dimensions et les formes pourront varier dans une large mesure, tout comme les matériaux utilisés, à condition d'être électriquement compatibles. REVENDICATIONS 1. Boîte d'extrémité pour câbles à haute tension caractérisée par le fait qu'elle comprend un tube contenant intérieur pouvant être associé extérieurement à un câble, coaxialement audit tube contenant étant prévue une pluralité d'armatures intercalées par des couches isolantes faisant fonction d'élément condensateur en série, la plus intérieure desdites armatures étant électriquement connectée à l'extrémité sous tension tandis que l'armature la plus extérieure est reliée au potentiel de terses lesdites armatures étant on outre disposées à l'intérieur d'une enveloppe isolante dotée dans sa partie supérieure d'un électrode de blindage. 2. Botte d'extrémité pour câbles à haute tension, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que dans la partie supérieure les armatures atteignent un niveau croissant de l'extérieur vers l'intérieur, tandis que dans la partie inférieure les extrémités inférieures desdites armatures partent d'un niveau croissant de I l'extérieur vers l'intérieur. 3. Botte d'éxtrémité pour câbles à haute tension selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que ledit tube contenant est entièrement réalisé dans une matibre isolante. 4. Boîte d'extrémité pour câbles à haute tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la partie du tube contenant située au-dessous du niveau de l'armature la plus intérieurs est réalisée dans une matière isolante, tandis que la partie restante est réalisée dans une matière conductrice. 5. Botte d'extrémité pour câbles à haute tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que ladite enveloppe isolante extérieure est associée à une bride métallique apte à faire fonction d'élément de jonction avec un déflecteur do raccordement auquel est associée l'extrémité inférieure dudit tube contenant intérieur de manière à réaliser une séparation entre la cavité contenant lesdites armatures et le câble. 6. Botte d'extrémité pour câbles haute tension selon l'une quelconque des rerendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le tube contenant intérieur présente sur Sa parti. inférieure un évasement essentiellement conique.