Brevet FR2529373A1 — publié le 19831230

CABLE ISOLE POUR LE TRANSPORT D'ENERGIE ELECTRIQUE NOTAMMENT A HAUTE TENSION. L'invention est relative à un câble à isolant synthétique pour le transport d'énergie électrique notamment à haute tension. Les défauts des câbles transportant de l'énergie électrique sous des hautes tensions, par exemple de l'ordre de 200 Kilovolts, peuvent avoir de graves conséquences Il est donc nécessaire de les construire avec une marge de sécurité parfois excessive. Les défauts qui peuvent apparaître sont notamment dus à des échauffements excessifs et à l'action de l'eau sur les isolants. Les élévations anormales de la température sont d'origines diverses Les causes les plus courantes d'échauffement excessif sont les surcharges accidentelles du réseau de distribution d'électricité, un environnement défavorable, le câble étant par exemple à proxi- mité d'une canalisation de chauffage ou disposé en un emplacement o la chaleur s'évacue mal, et les jonctions entre câbles qui constituent des barrières thermiques Ces échauffements anormaux peuvent provoquer dans certaines conditions des réductions d'épais- seur de l'isolant synthétique. Pour combattre l'action de l'humidité sur les isolants des câbles on utilise diverses techniques En particulier une bonne protection consiste à disposer le câble à l'intérieur d'une gaine de plomb Mais cette gaine est d'un poids et d'un prix prohibitifs Une autre solution consiste également à introduire le câble dans une gaine d'aluminium Mais une telle gaine ne donne pas toujours satisfaction En outre, il faut prendre des précautions pour éviter la propagation de l'eau dans le cas d'une perforation accidentelle. L'invention permet de réaliser sans marge de sécurité exces- sive un câble isolé pour le transport d'énergie. Le câble selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément longitudinal noyé dans ce câble qui est sensible à une perturbation à détecter telle que la chaleur ou l'humidité, et qui est raccordable, aux extrémités du câble, à des moyens de détection ou de mesure du paramètre de perturbation tel que la température et/ou le degré d'humidité. Un tel câble peut ainsi être surveillé en permanence et les réparations peuvent être effectuées avant l'apparition d'un incident provoquant une coupure du courant. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention l'élément sensible au(x) paramètre(s) de perturbation est une fibre optique Le coefficent de transmission de la lumière dans une fibre optique ainsi que la bande passante de cette lumière transmise étant fonction de la température, un échauffement excessif provoque ainsi une va- riation détectable dudit coefficient de transmission et de la bande passante et cette variation peut être utilisée pour déclencher une alarme. Pour la détection d'humidité on peut également utiliser une fibre optique disposée contre un produit gonflant sous l'effet de l'humidité L'humidité atteignant le produit gonflant en un endroit déterminé provoque une déformation de ce dernier par rapport aux endroits adjacents non atteints par l'humidité et cette déformation entraine une déformation correspondante de la fibre optique en contact avec le produit gonflant Une telle déformation provoque des contraintes dans la fibre optique et il apparaît ainsi (comme décrit par exemple dans le brevet US 4 163 397) des variations de propagation de la lumière transmise dans le conducteur de lumière. Ces variations de propagation qui sont mesurées, par exemple comme décrit dans ledit brevet US peuvent également être uti- lisées pour déclencher une alarme. Dans une réalisation la (les) fibre(s) optique(s) est (sont) diposée(s) entre un écran semi-conducteur entourant l'isolant et un écran métallique, notamment en aluminium, qui est lui-même entou- ré par la gaine isolante externe de protection Dans ce cas, si on désire détecter l'humidité, un élément gonflant à l'eau, notamment sous forme de ruban, est disposé autour du semi-conducteur et la fibre optique est le long de cet élément sous l'écran Lorsque l'écran métallique est mixte, c'est-à-dire constitué de fils longitudinaux et d'une gaine ou bande métallique, par exemple en aluminium autour de ces fils d'écran, la (les) fibre(s) optique(s) est (sont) disposée(s) au voisinage des fils d'écran. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: la figure 1 est une demie-coupe transversale d'un câble selon l'invention, la figure 2 est une demie-coupe longitudinale du câble de la figure 1, et la figure 3 est une vue partielle correspondant à celle de la figure 2 en cas d'apparition d'humidité. Dans l'exemple le câble (figures I et 2) comprend un con- ducteur central 1, destiné à transporter l'énergie électrique, entouré par une couche 2 "semi-conductrice" Cette couche 2 est elle-même entourée par une enveloppe 3 en un isolant synthétique autour de laquelle est disposée une couche 4 également "semi-conductrice". Autour de cette couche semi-conductrice 4 est enroulé un ruban 5 en une matière gonflant lorsqu'elle entre en contact avec l'eau. C'est autour du ruban 5 qu'est disposé l'écran métallique mixte constitué de fils conducteurs 6 disposés parallèlement à l'axe du câble et d'une gaine d'aluminium 7 entourant les fils 6. Enfin la feuille 7 est protégée par une gaine extérieure isolante 8. Selon l'invention entre le ruban 5 et la feuille métallique 7 sont disposés des conducteurs de lumière 9 et 10, tels que des fibres optiques, qui s'étendent, comme les fils conducteurs 6, sur toute la longueur du câble et qui, aux extrémités de ce dernier, sont raccordées à des moyens de détection ou d'alarme (non représentés). La fibre 9 est destinée à détecter un échauffement excessif du câble A cet effet à une extrémité on prévoit un émetteur de lumière et à l'autre extrémité un capteur (non représentés) permet- tant de détecter des variations du coefficient de transmission et/ou de la bande passante de la lumière reçue et de déclencher une alarme en cas de détection d'une variation excessive Les moyens de détection sont par exemple du type de ceux décrits dans le brevet français 2 400 193. La fibre optique 10 a pour but de permettre la détection d'humidité en un emplacement déterminé du câble A cet effet ses extrémités sont raccordées à des moyens, tels que ceux décrits dans le brevet US 4 163 397, de mesure des variations de la lumière transmise d'une extrémité à l'autre de la fibre, et qui permettent de détecter une contrainte, une pression ou un faible mouvement de la fibre Lorsque de l'eau, représentée par la flèche Il sur la figure 2, pénètre dans le câble et atteint le ruban 5, la partie 12 de ce ruban ainsi soumise à l'humidité gonfle, alors que les parties adjacentes 13 gardent leur volume initial Il en résulte une déformation de la fibre qui peut être détectée comme indiqué ci-dessus. REVENDICATIONS 1 Câble isolé pour le transport d'énergie électrique, caracté- risé en ce qu'il comporte, noyé dans le câble et sur toute sa lon- gueur, au moins un élément ( 9, 10) sensible à une variation d'un paramètre tel que la température et le degré d'humidité, et qui est raccordable, aux extrémités du câble, à un moyen de détection ou de mesure dudit paramètre. 2 Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément ( 9, 10) sensible au paramètre est une fibre optique. 3 Câble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément sensible au paramètre ( 9, 10) est disposé entre une couche d'isolant interne ( 3) et un écran métallique ( 7), notamment en aluminium. 4 Câble selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'isolant ( 3) est entouré par une couche semi-conductrice ( 4) et en ce que l'élément sensible ( 9, 10) est entre cette couche semi-con- ductrice ( 4) et l'écran métallique ( 7). Câble selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'élément détecteur est disposé au voisinage de conducteurs ( 6) ayant également un rôle d'écran. 6 Câble selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que l'élément ( 10) qui est sensible à l'humidité, est disposé contre un produit ( 5) gonflant sous l'effet de l'humidité de manière que de l'eau pénétrant en un emplacement déterminé du câble provoque une déformation de l'élément sensible ( 10) permettant ladite détection ou mesure. 7 Câble selon la revendication 6, caractérisé en ce que le produit gonflant est sous forme d'un ruban.