Brevet FR2485793A1 — publié le 19811231

1- La présente invention se rapporte à un conducteur pour lignes aériennes destinées au transport de courant alternatif à haute tension. Elle concerne en particulier un conducteur composé d'un ou plusieurs fils métalliques assemblés et d'un mince revêtement de matière plastique, qui a pour caractéristique 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 atmosphérique. Il est connu que les lignes aériennes sont cons- tituées par des conducteurs nus tendus sur un ensemble ap- proprié de pylônes. Ces lignes sont généralement destinées au transport de l'énergie électrique sous une haute ten- sion alternative (400 à 500 kV); chaque conducteur a donc un diamètre de quelques centimètres et peut être composé d'un corps métallique tubulaire unique ou, plus fréquem- ment, de plusieurs fils métalliques assemblés. Le long du conducteur nu, il se manifeste tou- jours un effet appelé "effet couronne" qui consiste dans une ionisation de l'air en contact avec la surface métal- lique sous tension et dans la production consécutive de petites décharges électriques; l'effet couronne est pro- portionnel au gradient de champ existant autour du conduc- teur et, par conséquent, à la tension appliquée (dans les conditions indiquées plus haut, le gradient de champ est d'environ 20 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 né- gligeable 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 ten- sion et l'air, et en supprimant de cette façon l'effet couronne. Cette solution, qui transformerait chaque conduc- teur de la ligne électrique en une sorte de cAble élec- trique présente malheureusement divers inconvénients. En premier lieu, pour pouvoir effectivement ré- duire 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 nota- ble du poids du conducteur aérien et, d'un autre côté, une évidente complication technique. En outre, la matière plastique doit posséder des caractéristiques physico; .chimiques capables de résister dans le temps à l'attaque des agents atmosphériques et ceci implique une composition élaborée du mélange de ma- tière 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 certains sens, à ceux qui sont produits par le processus naturel de vieillissement des conducteurs métalliques exposés à l'action des agents at- mosphériques. Des essais effectués sur des conducteurs traités de cette façon, ont démontré une certaine réduc- tion 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 plusieurs fils métalliques assemblés et d'un revêtement de matière plastique, caractérisé en ce que ledit revête- ment plastique est constitué par un mélange comprenant au moins un composé conducteur et au moins un composé hy- drophobe. Le dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. c C. 24857P3 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 hydrophobe par addi- tion d'au moins un composé hydrophobe. 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 hydrophobe. Ledit composé conducteur, qui est généralement du noir de fumée, a pour effet de rendre le champ électri- que-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 mé- lange de composés conducteurs, peut varier de 5 à 40 par- ties en poids pour 100 parties en poids de mélange. Les composants hydrophobes utilisés dans les exemples indiqués au tableau sont les suivants: /1.C. 24-85793 méthyltriétoxysilane, résine méthylpolysiloxanique 100 en poudre, huile de diméthylpolysiloxane à trois viscosités (20, 500 000, 1 000 000 cSt), cire polyéthylênique à point de goutte de 100 à 120 C et un mélange paraffinique à point de goutte allant de 60 à 80 C. Constituants Numéro du mélange (parties en poids) 1 _ 2 | 3 __ 4 |5 6 | 7 68 | 9 | 10 11 12 PVC 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5 - - Polyéthylène _- - - - - - - - 79 78 Caoutchouc nitrilique 9 9 9 9 9 9 9 9 9 - - - Caoutchouc éthylène- - - - - - - - - - 9 - - acétate de vinyle Dioctylphtalate 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 15 16 17 15 16 16 14 12 12 16 16 14 Résine méthylpoly- - 3 _- - - - - - - - - siloxanique 100 % (en poudre) Méthyltriéthoxysilane 4 -. __ _ _ Huile de diméthylpoly- - - 2 -. 2 2 - - 2 siloxane (viscosité = cSt) Huile de diméthylpoly- - -_ 4 _ _ 4 - siloxane (viscosité = 500 000 cSt) Huile de diméthylpoly- -. 3 - - 5 -- 5 Co siloxane (viscosité = 1 000 000 cSt) _ _. _ _ __ _ _ _ W -J No hl Co n Constituants Numéro du mélange I (parties en poids) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cire polyéthylénique - - - I- - 3 - 5 3 - (point de goutte = à 120 C) Mélange paraffinique. . - 5.. . (point de goutte = à 80 C) La quantité exprimée en parties en poids desdits composés hydrophobes 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 hydrophobe a pour effet que l'eau qui se dépose sur les conducteurs par suite de pluie ou de condensation de la vapeur d'eau atmosphériqueest repoussae du revêtement en matière plastique et laisse la plus grande partie de la surface du conducteur à l'état sec. 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 considé- rablement réduit. Les essais ont été effectués dans une chambre anéchoique, c'est-à-dire dans une chambre isolée acoustiquement, dans laquelle on dispose dés 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 pos- sible 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 6 et 8. Suivant une hypothèse, les avantages de l'invention peuvent être attribués, au fait que le caractère hydrophobe de la matière plastique de revêtement oblige l'eau à se rassembler sous la forme de gouttes de dimensions notables facilitant ainsi leur chute de la surface du conducteur et, sous l'effet de leur propre poids. D'un autre côté, le caractère semi-conduc- teur 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 gradient entre le conducteur et l'air, sauf si l'isolant possède 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 assemblés (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 hydrophobe. 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 comprennent 5 à 40 parties en poids dudit composé conduc- teur. 4. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophobe est le méthyl- triéthoxysilane. 5. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophobe est une résine méthylpolysiloxanique à 100 % en poudre. 6. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophobe est une huile de diméthylpolysiloxane ayant une viscosité de 20 cSt. 7. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophobe est une huile de diméthylpolysiloxane ayant une viscosité de 500 000 cSt. 8. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophobe est une huile de diméthylpolysiloxane ayant une viscosité de 1 000 000 cSt. 9. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit composé hydrophobe est une cire polyéthylénique d'un point de goutte de 100 à 120 C. 10. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le composé hydrophobe est un mélange paraffinique d'un point de goutte de 60 à 80 C. 11. Conducteur suivant la revendication 1, et l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que 100 parties en poids dudit mélange comprennent 1 à 10 parties en poids dudit composé hydrophobe. 12. Conducteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit revêtement en matière plastique pos- sède une épaisseur de 1 à 3 mm.