Brevet FR2485792A1 — publié le 19811231

La présente invention se rapporte à un conduc- teur pour lignes aériennes destinées au transport de cou- rant alternatif à haute tension. Elle concerne en parti- culier un conducteur composé d'un ou plusieurs fils métal- liques assemblés et d'un mince revêtement de matière plas- tique, qui a pour caractéristiques de ne pas émettre de bruit ou, du moins, d'émettre un bruit négligeable, par temps de pluie ou en présence d'une forte humidité atmos- phérique. Il est connu que les lignes aériennes sont cons- tituées par des conducteurs nus tendus sur un ensemble approprié de pylônes. Ces lignes sont généralement des- tinées au transport de l'énergie électrique sous une haute tension alternative (400 à 500 kV); chaque conducteur a donc un diamètre de quelques centimètre et peut être compo- sé d'un corps métallique tubulaire unique ou, plus fré- quemment, de plusieurs fils métalliques assemblés. Le long du conducteur nu, il se manifeste tou- jours un effet appelé "effet couronne" qui consiste en une ionisation de l'air en contact avec la surface métallique sous tension et dans la production consécutive de petites décharges électriques; l'effet couronne est proportionnel au gradient de champ existant autout du conducteur et, par conséquent, à la tension appliquée (dans les conditions indiquées plus haut, le gradient de champ est d'environ kV/cm). L'une des conséquences de l'effet couronne est la production de bruit. Toutefois, lorsque le conducteur est sec, le bruit est très limité et il est pratiquement négligeable en ce qui concerne la gêne qu'il engendre. Au contraire, lorsque le conducteur est mouillé, le bruit est beaucoup plus intense et ceci est une source de gêne notable et de graves désagréments pour ceux qui se trou- vent ou demeurent dans le voisinage. En effet, dans ces conditions, la conductibilité de l'air augmente, et de ce fait, il se produit une ioni- sation plus intense et plus efficace. Le bruit se manifeste comme un bruit de fond continu, accompagné de fréquentes pointes d'intensité plus élevée. L'analyse du spectre des fréquences de ce bruit a permis de mettre en évidence des composantes à haute fréquence (c'est-à-dire dans le domaine sonore et ultra-sonore) et des composantes à basse fréquence qui correspondent à la fréquence du réseau (par exemple 50 Hz) et de ses harmoniques. Il en résulte la possibilité de battements c'est-à-dire de compositions additives ou soustractives des différentes ondes acoustiques, et par conséquent, d'accroissement et de diminution de l'inten- sité du bruit. On réclame avec une insistance croissante la suppression ou, du moins, une réduction importante de ce bruit, et ce d'autant plus que la tension de service des lignes.aériennes a tendance à augmenter progressivement.- La solution de principe la plus immédiate con- sisterait à isoler les conducteurs en les revêtant d'une couche de matière plastique isolante, afin de supprimer le contact électrique entre les parties métalliques sous tension et l'air, et en supprimant de cette façon l'effet couronne. Cette solution, qui transformerait chaque con- ducteur de la ligne électrique en une sorte de câble élec- trique présente malheureusement divers inconvénients. En premier lieu, pour pouvoir effectivement réduire à zéro le gradient de champ électrique autour du conducteur, le revêtement plastique isolant devrait avoir une épaisseur relativement importante et être recouvert d'un écran semi-conducteur mis à la terre. Ceci implique, d'un côté, un accroissement no- table du poids du conducteur aérien et, d'un autre côté, une évidente complication technique. En outre, la matière plastique doit posséder des caractéristiques physicochimique capables de résister dans le temps à l'attaque des agents atmosphériques et ceci implique une composition élaborée du mélange de matière plastique. Finalement, il y a d'évidentes difficultés techniques à faire en sorte que le revêtement isolant ou l'écran semi-conducteur ne soit ni entamé ni détérioré aux points de fixation des conducteurs sur les isolateurs qui sont montés sur les pylônes de la ligne aérienne, ce qui pourrait donner lieu à de dangereuses décharges des- tructives à travers le revêtement isolant. Une deuxième solution est représentée par le procédé de sablage qui consiste à traiter la surface des conducteurs par un jet de sable abrasif. Le procédé de sablage donne lieu à la formation de rugosités et aspérités microscopiques sur la surface du conducteur, effets qui sont analogues, dans un certain sens, à ceux qui sont pro- duits par le processus naturel de vieillissement des con- ducteurs métalliques exposés à l'action des agents atmos- phériques. Des essais effectués sur des conducteurs trai- tés de cette façon, ont démontré une certaine réduction des composantes continues du bruit de fond, mais, d'un autre côté, un accroissement sensible des pointes. Cette solution n'est donc pas exempte d'inconvénients. Le but de l'invention est d'éliminer les incon- vénients précités, c'est-à-dire de supprimer ou, du moins, de réduire considérablement le bruit engendré le long des conducteurs des lignes aériennes lorsqu'ils sont mouillés, ce qui se produit pendant et après la pluie ainsi que dans les conditions de forte humidité atmosphérique (par exemple par temps de brouillard). L'invention a donc pour objet un conducteur pour lignes aériennes destinées au transport du courant élec- trique alternatif à haute tension, composé d'un ou de plu- sieurs fils métalliques assemblés et d'un revêtement de matière plastique, caractérisé en ce que ledit revêtement plastique est constitué par un mélange comprenant au moins un composé conducteur et au moins un composé hydrophile. Le dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. Le dessin représente le conducteur C composé de plusieurs fils métalliques 10 assemblés et d'un mince revêtement 11 en matière plastique. Naturellement, en remplacement de plusieurs fils métalliques assemblés, on peut prévoir un corps tubulaire métallique unique. Ledit revêtement en matière plastique qui est appliqué par extrusion sur lesdits fils assemblés ou sur ledit corps tubulaire possède une épaisseur très mince; à titre indicatif, il s'agit d'une couche dont l'épaisseur peut varier entre 1 et 3 mm. En effet, la Demanderesse a constaté avec sur- prise que le bruit engendré par les conducteurs mouillés et parcourus par un courant électrique à haute tension peut être supprimé ou, du moins, considérablement réduit si l'on dispose sur les conducteurs un mince revêtement plastique, pourvu que le mélange qui compose ce revêtement plastique soit rendu semi-conducteur par addition d'au moins un composé conducteur et rendu hydrophile par addi- tion d'au moins un composé hydrophile. Constituants Numéro du mélange (parties en poids) 1 12 13 1 4 1 5 1 6 7 1 8 1 9 110 1 I 1 12 PVC 38,5 385 38,5 38,5 38,5 38,5 38, 5 38, 5 38, 5 38,5 38,5- - Polyethylène - - - - - - - - - - 78 79 Caoutchouc nitrile 9 9 9 9 9 9 9 9 9 - - - Caoutchouc éthylène- - - - - - - - - - 9 - - acétate de vinyle Phtalate dedioctyle 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 - - Sulfate tribasique de 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 - - plomb Stéarate de calcium 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 - - Bisphénol 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 - - Antioxydant - - - - - - - - - - 1 1 Noir de fumée 11 12 13 14 15 13 15 16 17 14 16 16 Monostéarate de 8 - - - - - - - - - - - sorbitan (HLB = 4,7) onoglycérides d'acides - 7 _ _ _ _ _ gras (HLB = 2,8)/lau- rate de polyoxyéthy- lène-glycol (HLB = 12,8) (mélange 50,50, hiLB= 5) Monolaurate de sorbi- _ 6 _ _ _ _ _ tan (HLB = 8,6)/éther phénolique du polyoxy- éthylène-glycol (HLB = 11)(mélange 50/50, HLB = 10) Constituants Numéro du mélange (parties en poids) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Alkyl-phényl-polyoxy- - - - 5 - - - - - 5 5 - éthylène-glycol (HLB = 11) Monolaurate de poly- - - - - 4 -.. 4 oxyéthylène-glycol (HLB = 4) Distéarate de poly- - - - - - 6 _.- -_. oxyéthylène-glycol (HLB = 16,4) Monooléate de poly- - - - - - - 4 - oxyéthylène-glycol- sorbitan (HLB = 15) Alcool gras oxy- - - - - - - 3 -. éthylé (HLB = 17) Alcool polyviny- - - -_ - 2 - lique O.% rNa Co -4 Sur le tableau on a indiqué les compositions de quelques exemples préférés de tels mélanges. En particu- lier, on observe que tous les mélanges sont composés d'une base de résine ou de résine-caoutchouc (PVC, polyéthylène, etc. caoutchouc nitrilique, caoutchouc éthylène-acétate de vinyle, etc.) par divers additifs (anti-oxydants, plas- tifiants, lubrifiants, etc.) par au moins un composé con- ducteur et au moins un composé hydrophile. Ledit composé conducteur, qui est généralement du noir de fumée, a pour effet de rendre le champ élec- trique entourant le revêtement plastique égal ou presque égal au champ électrique entourant le conducteur nu. La quantité en parties en poids de ce composé conducteur, ou d'un mélange de composés conducteurs, peut varier de 5 à 40 parties en poids pour 100 parties en poids de mélange. Les composants hydrophiles utilisés dans les exemples indiqués au tableau sont les suivants: - monostéarate du sorbitan (HLB = 4,7) (équilibre hydro- phile-lipophile) - monoglycérides d'acides gras (HLB = 2,8)/laurate de polyoxyéthylène-glycol (HLB = 12,8) (mélange 50/50, HLB = 5) - monolaurate de sorbitan (HLB = 8,6)/éther phénolique du polyoxyéthylèneglycol (HLB = 11) (mélange 50/50, HLB = 10) - alkyl-phényl-polyoxyéthylène-glycol (HLB = 11) - monolaurate de polyoxyéthylène-glycol (HLB = 15) - distéarate de polyoxyéthylène-glycol (HLB = 16,4) - monooléate de polyoxyéthylène-glycol sorbitan (HLB = 15) alcool gras éthoxylé (HLB = 17) - alcool polyvinylique. Pour chaque composé ou pour le mélange de ces composés, on a indiqué au tableau la valeur de HLB ("équi- libre hydrophile-lipophile"), indice qui, ainsi qu'il est bien connu, exprime une caractéristique fondamentale des tensio-actifs. La quantité exprimée en parties en poids desdits composés hydrophiles utilisés seuls ou en mélanges entre eux, peut varier de 1 à 10 parties en poids pour 100 par- ties en poids de mélange. Le composé hydrophile a pour effet que l'eau qui se dépose sur les conducteurs par suite de pluie ou de condensation de la vapeur d'eau atmosphérique est répartie de façon homogène sur toute la surface du conducteur en un voile très mince. -En préparant un conducteur suivant l'invention, on a pu constater que le bruit qui se manifeste le long des conducteurs mouillés est supprimé ou du moins considéra- blement réduit. Les essais ont été effectués dans une cham- bre anéchoique, c'est-à-dire dans une chambre isolée acoustiquement, dans laquelle on dispose des tronçons de conducteurs maintenus sous tension et dans laquelle il est possible de simuler les conditions atmosphériques exté- rieures. Avec des modes opératoires connus, il est possible de mesurer dans cette chambre l'intensité du bruit et de relever le spectre des fréquences de ce bruit. Parmi les exemples indiqués au tableau, les meilleurs résultats ont été obtenus avec les mélanges qui correspondent aux exemples n0 4 et 5. Suivant une hypothèse, les avantages de 1 'in- vention peuvent être attribués, au fait que le caractère hydrophile de la matière plastique de revêtement oblige l'eau à se disperser sous forme d'un-voile très mince sur toute la surface du conducteur et, par conséquent à dispa- raitre sous l'effet d'une évaporation rapide (qui est fré- quemment favorisée par la chaleur dégagée par le conduc- teur). D'un autre côté, le caractère semi-conducteur de la matière plastique a pour effet que le revêtement n'est pas sollicité par un notable gradient de champ et qu'il n'est donc pas sujet à subir une détérioration ra- pide. Ainsi qu'on l'a déjà rappelé, même dans le cas d'un revêtement isolant, il s'établit toujours un certain gra- dient entre le conducteur et l'air, sauf si l'isolant pos- sède une épaisseur très forte et s'il est muni en outre d'un revêtement supplémentaire constitué par un écran semi- conducteur. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Conducteur pour lignes aériennes destinées au transport de courant électrique alternatif à haute tension, composé d'un ou plusieurs conducteurs métalliques assem- blés (10) et d'un revêtement en matière plastique (11), ce conducteur étant caractérisé en ce que ledit revêtement plastique est constitué par un mélange comprenant au moins un composé conducteur et au moins un composé hydrophile. 2. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé conducteur est le noir de fumée. 3. Conducteur suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que 100 parties en poids de ce mélange comprend 5 à 40 parties en poids dudit composé conducteur. 4. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophile est le sorbitan monostéarate d'un HLB de 4,7. 5. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophile est un mélange d'un HLB de 5, composé de 50/50 parties en poids de mono- glycérides d'acides gras, d'un HLB de 2,8 et de polyoxy- éthylène-glycol laurate d'un HLB de 12,8. 6. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophile est un mélange d'un HLB de 10, composé de 50/50 parties en poids de sor- bitan monolaurate, d'un HLB de 8,6 et d'éther phénolique du polyoxyéthylène-glycol d'un HLB de 11. 7. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophile est un alkyl- phényl-polyoxyéthylène-glycol d'un HLB de 11. 8. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophile est un polyoxy- éthylène-glycol monolaurate ayant un HLB de 14. 9. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophile est un polyoxy- éthylène-glycol distéarate ayant un HLB de 16,4. 10. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophile est un polyoxy- éthylène-glycol sorbitan monooléate ayant un HLB de 15. 11. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophile est un alcool gras éthoxylé ayant un HLB de 17. 12. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophile est un alcool polyvinylique. 13. Conducteur suivant la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que parties en poids comprennent 1 à 10 parties en poids dudit composé hydrophile. 14. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit revêtement de matière plastique possède une épaisseur de 1 à 3 mm.