Brevet FR2448801A1 — publié le 19800905

La présente invention concerne un dispositif de transport d'énergie électrique à très haute tension. On sait que le transport de l'énergie électrique à très haute tension s'effectue généralement, sur des distances importantes, dans des lignes formées de câbles relativement souples. A l'intérieur d'installations telles que les postes d'interconnexion, l'énergie électrique à très haute tension peut etre véhiculée dans des barres rigides. Ces barres ou ces câbles doivent assurer le passage du courant sans échauffement excessif, résister aux court-circuits et transmettre à leurs supports des contraintes aussi réduites que possible en cas de vent. Ces conditions doivent être réalisées pour un prix de revient minimal. Pour les lignes à très haute tension comportant un seul conducteur par phase, il est nécessaire de prévoir une grande section de passage afin d'éviter l'apparition d'effluves à la tension de service. Dans ce cas, on a été conduit à utiliser plusieurs conducteurs de plus petite section par phase, ces conducteurs étant disposés en faisceaux parallèles. Mais cette disposition présente des inconvénients. Elle accroit fortement le poids de la ligne et donc les contraintes mécaniques sur les chaines d'isolateurs. D'autre part elle entraine le rapprochement brutal et le collage des conducteurs lors des court-circuits ce qui peut provoquer la détérioration des éléments du faisceau. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. La présente invention a pour objet un dispositif de transport d'énergie électrique à très haute tension, comportant au moins un conducteur disposé suivant un axe par phase de la très haute tension, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité de coquilles conductrices disposées à intervalles réguliers le long du conducteur, chaque coquille ayant une surface entourant le conducteur et comprenant une première et une deuxième parties distinctes disposées de part et d'autre de l'axe du conducteur, ces coquilles étant fixées sur le conducteur par leurs extrémités longitudinales, la longueur de la surface de la coquille étant maximale suivant l'axe du conducteur et la largeur de la surface de la première partie de la coquille étant maximale dans un plan médian coupant perpendiculairement le conducteur au milieu du segment défini par lesdites extrémités. Plusieurs formes particulières d'exécution de l'objet de la présente invention sont décrites ci-dessous à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente, en coupe partielle par un plan passant par l'axe d'un conducteur, un premier mode de réalisation d'un élément du dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une coupe axiale partielle d'un second mode de réalisation d'un élément du dispositif selon l'invention, - la figure 3 est une vue extérieure selon l'axe du conducteur, de l'élément représenté sur la figure 1, - la figure 4 est une coupe partielle, à plus grande échelle, d'orifices de l'élément illustré par les figures 7 et 3, - la figure 5 est une coupe par un plan vertical axial d'un troisième mode de réalisation d'un élément du dispositif selon l'invention, cet élément réalisant la jonction de deux conducteurs au sommet d'un support isolant, - la figure 6 est une coupe d'un quatrième mode de réalisation d'un élément du dispositif selon l'invention, cette coupe étant effectuée par un plan horizontal passant par les axes de deux conducteurs en parallèle, - la figure 7 est une vue extérieure suivant la direction des conducteurs de l'élément représenté sur la figure 6, cette vue montrant aussi un cinquième mode de réalisation du dispositif selon l'invention appliqué à un faisceau de quatre conducteurs par phase. Comme le montre la figure 1, on monte sur un conducteur 1 constitué par une barre conductrice ou une ligne à très haute tension, rigide ou souple, une surface conductrice par exemple de révolution autour de l'axe YZ du conducteur 1. Cette surface est formée de deux demi-coquilles 2 et 3 identiques tournant leurs concavités vers le conducteur 1 et possédant en tout point un grand rayon de courbure. Ces demi-coquilles 2 et 3 sont fixées par leurs extrémités longitudinales sur le conducteur 7 au moyen de colliers de serrage 4 et 5. Ces colliers de serrage ne comportent pas d'aretes vives, mais il n'est pas nécessaire de prévoir pour eux de grands rayons de courbure car le champ électrique aux points 4 et 5 est relativement faible. On dispose autour du conducteur 1 un radiateur comportant des ailettes planes 7 de refroidissement dans la concavité des coquilles. Ce radiateur peut etre réalisé de diverses façons : selon une première variante (figure 1), particulièrement adapté au cas d'un conducteur rigide, on utilise deux pièces moulées disposées autour de ce conducteur. Les colliers de serrage 4 et 5 fixent alors sur le conducteur 1 à la fois les deux surfaces 2 et 3 et les deux pièces moulées comportant les ailettes 7. La surface des pièces moulées en contact avec le conducteur peut etre striée pour faciliter le transfert de la chaleur.Selon une seconde variante (figure 2), s'appliquant plus particulièrement à un conducteur souplesses demi-éléments refroidisseurs, obtenus par exemple par emboutissage et tels que 8, 8' pour les demi-éléments supérieurs et 9, 9' pour les demi-éléments inférieurs, sont empilés et serrés entre un premier collier 10 les maintenant sur le conducteur 1 à une extrémité de la surface et un second collier analogue situé vers l'autre extrémité de la surface et non représenté. Les demi -éléments refroidisseurs peuvent présenter des pièces élastiques d'emboîtement pour permettre au radiateur de suivre la courbure du conducteur souple sur lequel il est monté. Dans la figure 2, le collier 4 fixe uniquement les coquilles 2 et 3 sur le conducteur 1. Les surfaces 2 et 3 sont percées de nombreux petits orifices il pour faciliter l'évacuation de la chaleur. Ces orifices sont représentés en coupe sur la figure 4. Le diamètre de ces orifices est en général de l'ordre de quelques millimètres. Ce diamètre peut être augmenté à condition que les bords des orifices soient très arrondis afin de ne pas présenter de parties saillantes vers l'extérieur. Ces orifices peuvent être plus nombreux et plus grands vers les colliers 4 et 5, et peuvent même être uniquement disposés au voisinage de ces colliers, où le champ électrique est sensiblement plus faible. Le champ à l'extérieur des surfaces 2 et 3 étant élevé, l'emboitage des deux coquilles 2 et 3 ne doit pas présenter d'arêtes vives comme indiqué en 12 et 13 sur la figure 3, afin d'éviter en ces points l'apparition d'effluves. Les surfaces peuvent être des sphères ou des surfaces oblongues (ellipsoides, surfaces ovalisées ou en forme de ballon de rugby). La longueur de la surface 2, 3 est maximale suivant l'axe du conducteur et sa largeur est maximale dans un plan médian coupant perpendiculairement le conducteur au milieu du segment défini par les points de fixation de la coquille. Pour les surfaces oblongues, le rapport de la longueur maximale à la largeur maximale est compris entre 4 et 1, une valeur voisine de 2 donnant en général de bons résultats. Ces coquilles sont disposées régulièrement le long des conducteurs de chaque phase de telle façon que les écartements entre les plans médians (plan AB perpendiculaire au conducteur 1 sur la figure 1) des sphères ou des surfaces oblongues soient compris entre deux et dix fois la largeur maximale, lorsque les coquilles disposées le long de la ligne sont identiques entre elles. La largeur maximale de la surface 2, 3 est comprise entre 2 et 20 fois le diamètre du conducteur 1. Le gain obtenu avec les organes de refroidissement est important par exemple, pour un dispositif particulier comportant des sphères dont l'écartement est égal à six fois le diamètre, la suppression des organes de refroidissement (ailettes 7 et orifices 11) multiplie par 1,5 l'échauffement de la partie du conducteur équidistante des deux sphères (qui est la plus chaude). Les surfaces 14 peuvent aussi être disposées au sommet d'un support isolant 15 comme le montre la figure 5. Dans ce cas, les surfaces ne sont pas de révolution autour de l'axe du conducteur 19-20 et la demi coquille inférieure est profilée de façon a constituer un anneau de garde 16 entourant l'armature supérieure 17 du support isolant 15 et améliorant la répartition du champ électrique et la protection contre les effluves au voisinage de cette armature. De plus, cette armature 17 peut utilement supporter une connexion 18 assurant par exemple la jonction de deux conducteurs par une liaison rigide ou souple.Cette disposition assure la protection contre les effluves à la fois de la jonction des deux conducteurs 19 et 20 et de l'armature supérieure du support isolant 15. Comme indiqué précédemment sur les figures q9 2 et 3, le dispositif comporte des organes de refroidissement 21 maintenus par des colliers de serrage 22, les surfaces 13 et 14 sont munies d'orifices 23 et leurs emboitages correspond à èeux représentés en 12 et 13 sur la figure 3. Les figures 6 et 7 montrent comment les dispositions selon 1'invention peuvent etre appliquées à des conducteurs en faisceau afin de réduire le nombre de conducteurs du faisceau pour une même tension d'apparition des effluves. Les deux demi-coquilles 24 et 25 sont emboitées en 26 et 27 comme indiqué sur la figure 3 et éventuellement munies de perforations telles que 28. Leurs extrémités telles que 29 et 30 sont serrées sur des anneaux 31 et 32 an mayen de colliers de serrage 33 et 34.Les conducteurs du faisceaux 35 et 36 pour deux conducteurs (figure 6), 35, 36, 37 et 38 pour quatre conduc surs (figure 7) supportent des dispositifs de refroidissement tels que 39 fixés par des colliers de serrage, tels que 40.Les conducteurs sont maintenus à l'écartement prévu pour le faisceau à l'aide d'entretoises telles que 41 et 42 42 pour demi conducteurs et des croisillons tels que 43 pour quatre conducteurs On utilise s pour supporter les arceaux 31 et 32 fixant les extrémités 29 et 30 des surfaces de révolution 24 et 25, les entretoises telles que 41, ou ou les croisillons tels que 43 43 utilisés pour maintenir les conducteurs à l'écartement prévu pour le faisceau. A l'intérieur des anneaux 31 et 32, les surfaces 44 et 45 des coquilles peuvent être très ouvertes et permettre une bonne circulation de l'air. Pour les conducteurs en faisceau, comme pour le conducteur de phase unique, l'écartement des plans médians des surfaces des coquilles est compris entre deux et dix fois le diamètre des sphères ou la largeur maximale de la surface oblongue. Le Le rapport de la longueur maximale à la largeur maximale de la surface est compris entre quatre et un Le diamètre de la sphère cu la largeur maximale de la surface oblongue est compris entre deux et dix fois la distance maximale D entre les conducteurs du faisceau (figures 6 et 7). Les surfaces selon l'invention destinées à accroître la tension d'apparition des effluves et à améliorer le refroidissement des conducteurs peuvent accessoirement être colorées pour faciliter le repérage de la ligne par exemple par la navigation aérienne. Les avantages des dispositifs selon l'invention sont les suivants. Pour une même tension d'apparition des effluves, ces dispositifs permettent l'utilisation d'un conducteur unique au lieu de faisceaux de conducteurs, ce qui autorise l'emploi d'un conducteur unique pour des tensions très sensiblement plus élevées que celles qui correspondent habituellement à la limite économique et pratique de ce type de conducteur. Cette disposition permet de réduire l'effort da au vent et de supprimer les risques de collage lors des courts-circuits. Lorsque des tensions très élevées imposent dans tous les cas des faisceaux de conducteurs, l'utilisation des coquilles selon l'invention permet de réduire de façon importante le nombre de conducteurs du faisceau ainsi que la dimension des entretoises, ce qui diminue le poids, les efforts dûs au vent donc les contraintes sur les chaines d'isolateurs et les difficultés rencontrées lors des courts-circuits. Les radiateurs logés dans les coquilles, faisant partie du dispositif selon l'invention améliorent sensiblement le refroidissement pour une dimension donnée de conducteur, sans abaisser le seuil des effluves. Les dispositions selon l'invention s'appliquent aussi bien aux lignes où l'on utilise des conducteurs souples qutaux jeux de barres des postes, où l'on utilise soit des conducteurs souples soit des conducteurs rigides. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de transport d'énergie électrique à très haute tension, comportant au moins un conducteur disposé suivant un axe par phase de la très haute tension, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité de coquilles conductrices disposées à intervalles réguliers le long du conducteur, chaque coquille ayant une surface entourant le conducteur et comprenant une première et une deuxième parties distinctes disposées de part et d'autre de l'axe du conducteur, ces coquilles étant fixées sur le conducteur par leurs extrémités longitudinales, la longueur de la surface de la coquille étant maximale suivant l'axe du conducteur et la largeur de la surface de la première partie de la coquille étant maximale dans un plan médian coupant perpendiculairement le conducteur au milieu du segment défini par lesdites extrémités. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième partie de la coquille est identique à la première partie et disposée symétriquement à la première partie par rapport à l'axe du conducteur, la première et la deuxième parties de la coquille étant fixées sur le conducteur aux memes points de fixation. 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, les premières parties des coquilles étant identiques entre elles, la distance séparant deux plans médians de deux coquilles disposées consécutivement sur le conducteur est comprise entre deux fois et dix fois ladite largeur maximale. h/ Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le rapport entre la largeur maximale et la longueur maximale est compris entre quatre et un. 5/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les coquilles sont sphériques. 6/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les coquilles sont en forme d'éllipsoide de révolution dont le grand axe est disposé 1 long du conducteur. 7/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les coquilles comportent des perforations. 8/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des radiateurs fixés sur -le conducteur dans les coquilles. 9/ Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les radiateurs sont des ailettes planes perpendiculaires à l'axe du conducteur. 10/ Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce que la deuxième partie de la coquille a une surface profilée de façon à former un anneau de garde entourant l'armature supérieure d'un support isolant sur lequel est fixé le conducteur. 1/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au moins deux conducteurs étant disposés en parallèle pour chaque phase du courant les deux parties de la coquille sont fixées en regard l'une de l'autre respectivement sur les deux conducteurs, les deux points de fixation de chaque partie de la coquille étant reliées deux à deux par des entretoises maintenant les conducteurs à une distance mutuelle prédéterminée. 12/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur maximale de la coquille est comprise entre deux et vingt fois le diamètre du conducteur. 130 Dispositi? selon la revendication 11, caractérisé en ce que la largeur maximale de la coquille est comprise entre deux et dix fois la distance maximale entre les conducteurs. 14/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le radiateur est rigide. 15/ Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le radiateur est '-orma d'une pluralité d'éléments emboités l'un dans l'autre, chaque elément comportant une pièce d'emboîtement élastique.