Brevet FR2587826A1 — publié le 19870327

L'invention concerne un agencement de câble métallique pour des lignes électriques aériennes, qui peut être utilisé en premier lieu dans des réseaux de lignes à grande distance dans le domaine des faibles et des moyennes tensions. De tels agencements de câbles sont réalisés en général avec des fils d'aluminium. Du point de vue de l'invention, sous le terme d'aluminium on comprendra qu'il peut s'agir d'aluminium allié aussi bien que d'aluminium non allié. Avant de présenter l'invention on va donner la définition de quelques notions dont le contenu n'est pas déterminé d'une manière très uniforme. La définition de ces notions est indispensable pour bien comprendre le but de l'invention et l'invention elle même étant donné que l'explication de l'invention serait difficile sans la connaissance de ces notions. On va tout d'abord déterminer la densité du câble métallique. Sous le terme de densité d'un câble métallique, il faut comprendre le quotient de la section transversale totale des conducteurs situés dans le câble métallique, par la surface circulaire enveloppe de la section transversale du câble métallique. D'après cette définition il est visible que, lorsque le cercle enveloppe de la section transversale du câble métallique est réduit pour un câble métallique donné, la densité du câble métallique augmente. Sous le terme de résistance spécifique du câble métallique, il faut comprendre la résistance électrique du câble métallique de longueur unitaire. Cette notion ne doit pas être confondue avec la conductance spécifique ou la résistance spécifique du matériau du câble métallique. C'est pourquoi, de façon plus précise, la conductance spécifique du câble métallique est la conductance électrique d'un élément d'une longueur uniforme - en général 1 km - du câble métallique terminé. La résistance spécifique du câble métallique est la valeur inverse de la conductance spécifique. Sous le terme de facteur de câblage, on désigne le rapport ou quotient h/d, avec h = le pas d'enroulement en hélice d'un fil du câble métallique d = le diamètre du cercle enveloppe de la section transversale du câble métallique. D'après cette définition on voit que lorsque, pour un câble métallique donné - pour des caractéristiques inchangées - le pas d'enroulement en hélice des fils du câble augmente, le facteur de câblage augmente également. Lorsque - en dehors d'autres données inchangées - on augmente le diamètre du cercle enveloppe de la section transversale du câble métallique, le facteur de câblage diminue. De même une des exigences fondamentales imposées à un câble métallique est que sa résistance spécifique soit réduite. Il faut comprendre là qu'il s'agit de la résistance spécifique du câble métallique et non de celle du matériau du câble métallique. D'autres exigences fondamentales sont une capacité de fabrication simple et bon marché et une résistance mécanique correspondante. Ces derniers temps, il s'est affirmé de plus en plus un besoin consistant en ce que, lors du remplacement des anciens câbles métalliques, les nouveaux câbles devraient pouvoir transmettre une puissance électrique supérieure, et que de préferenoe les installations et dispositifs - colonnes, supports isolants, isolateurs, fixations - des anciens câbies métalliques devraient également pouvoir être utilisés dans une large mesure avec les nouveaux câbles métalliques. Une propriété caractéristique des câbles métalliques connus pour des lignes électriques aériennes réside dans le fait que les pas d'enroulements en hélice dans les différentes couches du câble métallique s'étendent dans des sens opposés et ont éventuellement des valeurs différentes. Une autre caractéristique des agencements connus de câbles métalliques réside dans le fait que dans l'ensemble du câble métallique, on utilise en général des fils possédant un même diamètre et constitués en un matériau identique et qui possèdent également une section transversale plus ou moins circulaire, lorsque le câble métallique est terminé. Sur la figure 1, annexée à la présente demande, on a représenté la section transversale d'un agencement connu de câbles métalliques, les conducteurs 1 étant disposés selon deux couches autour d'un conducteur central K.Il est visible que six conducteurs sont prévus dans la première couche I et que douze conducteurs sont prévus dans la seconde couche II. Sur la figure 1 on a représenté un cercle enveloppe 2 qui constitue un cercle enveloppe théorique de la section transversale du câble métallique. Dans les agencements connus de câbles métalliques, le contact entre les conducteurs 1, qui sont voisins dans une couche, et les conducteurs 1 des couches voisines - lorsque les conducteurs se contactent réciproquement - est ponctuel. Un tel agencement présente un inconvénient à plusieurs points de vue. D'une part lorsque la densité du câble métallique est faible , le câble métallique est pour ainsi dire très aéré, et cela signifie que le diamètre nominal, c'està-dire le diamètre du cercle enveloppe 2 du câble métallique, est relativement grand par rapport à la conductance spécifique déterminée du câble métallique. On peut perfectionner les agencements connus de câbles métalliques par le fait que d'une part pour modifier la densité du câble métallique, on modifie l'agencement de ce câble et que d'autre part pour améliorer la conductance spécifique du câble métallique, on agit sur la densité ou sur le facteur de câblage. L'invention a pour but de modifier aussi bien le rapport h/d, représentant le facteur de câblage, que l'agencement du câble métallique. Cette modification a été réalisée de telle sorte qu'on utilise des conducteurs 1 pos sédant des diamètres différents dans les différentes couches du câble métallique, et que par ailleurs les conducteurs pos sèdent dans chaque couche des pas d'enroulement en hélice de même valeur et de même sens, qu'en troisième lieu le câble conducteur est tassé de telle sorte qu'après le tassement, les conducteurs 1 passent d'une section transversale circulaire initiale à une section approximativement trapézoIdale et que par conséquent les conducteurs voisins 1 situés dans une couche et les conducteurs des couches voisines viennent en contact réciproque sur une certaine étendue de surface. Il faut insister sur le fait que sans le tassement conforme à l'invention, on obtient un contact linéaire entre les conducteurs voisins,aussi bien l'intdrieur de la même couchequ'entre deux couches voisines , ce qui résulte du pas d'enroulement en hélice de même sens et de même valeur. En outre il faut encore remarguer que le tassement dans les agencements connus de câbles mâalliques ne peut pas être réalisé, c'està-dire, d'une façon plus précise, que le tassement entratnerait comme résultat un endommagement plus conséquent.Comme cela a djà été mentionné, il s'avère en effet que, dans les agencements connus de câbles métalliques, le contact entre les conducteurs 1 des différentes couches s'effectue ponctuellement et qu' il en resulterait par conséquent une déformation des lignes formées de câbles métalliques en raison d'une éventuelle réduction nuisible des valeurs de résistance mécanique, ce qui rend le câble métallique inutilisable du point de vue mécanique. L'essentiel de l'invention réside dans le fait que dans chaque couche se trouvent disposés des conducteurs pos sédant un même diamètre et que les conducteurs d'au moins deux couches voisines possèdent des sections transversales différentes, que les conducteurs sont câblés dans le même sens et possèdent le même pas d'enroulement en hélice, et qu'en outre les conducteurs sont déformés en raison du tassement du câble métallique. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'agencement de câble métallique conforme à l'invention, les conducteurs sont réalisés en aluminium. Il est avantageux de réaliser l'agencement de câble métallique conforme à l'invention de manière que les conducteurs centraux et les conducteurs voisins du centre soient constitués en aluminium allié et que les conducteurs situés sur le pourtour soient constitués en aluminium non allié. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description de l'invention prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1, dont il a déjà été fait mention, représente une vue en coupe transversale d'un agencement de câble métallique connu la figure 2 représente une vue en coupe transversale d'un agencement de câble métallique réalisé conformément à la présente invention ; et la figure 3 représente une vue en coupe transversale d'un agencement de câble métallique conforme à l'invention, qui est soumis à un tassement. Sur la figure 2 on a représenté une réalisation, donnée à titre d'exemple, de l'agencement de câble métallique conforme à l'invention, dans lequel neuf conducteurs 1 sont disposés dans une couche I autour d'un conducteur central K et également neuf conducteurs I sont disposés dans la couche extérieure, c'est-à-dire la couche II. Le diamètre des conducteurs 1 de la première couche I est nettement inférieur à celui des conducteurs 1 situés dans la seconde couche II. Sur cette figure on a représenté un agencement de câble métallique non tassé , mais il est visible que les conducteurs situés dans les différentes couches I et II pénètrent pour ainsi dire, également dans ce cas, dans les espaces présents entre les conducteurs de la couche voisine et l'agencement de l'ensemble du câble métallique est plus dense. Cela signifie que le diamètre nominal du câble métallique, c'est-à-dire le diamètre du cercle enveloppe 2 de la section transversale peut être relativement plus faible, pour une même section transversale du conducteur, que dans le cas des agencements de câbles métalliques connus jusqu'alors, c'est-à-dire que l'agencement du câble métallique est plus dense - conformément aux définitions mentionnées plus haut. En tenant compte du fait que l'on accroit également le facteur de câblage conformément à l'invention, et ce au moyen de l'accroissement nettement plus important du pas d'enroulement en hélice que dans le cas des agencements de câbles métalliques connus jusqu'alors, le facteur de câblage h/d est également accru. Mais il en résulte que la longueur effective d'un conducteur 1 dans un élément de longueur unité du câble métallique est réduite, ce qui entraîne une amélioration de la conductance du câble métallique de longueur unité ou de la réduction de la résistance spécifique du câble métallique. Sur la figure 3 on a représenté la section transversale d'un agencement de câble métallique conforme à l'inven ft-ionq,-ui a foumis à--une compression. Il faut remarquer que la compression implique simplement le passage du câble métallique avec traction à travers un outil, ce qui produit un rétrécissement uniforme de la périphérie, en fournissant de ce fait une section transversale de forme approximativement trapézoldale sous l'effet de la déformation des différents conducteurs 1. Sur la figure 3 il est visible que l'espace d'air compris entre les conducteurs voisins est réduit presque à zéro dans le cas d'un tel agencement de câble métallique , c'est-à-dire que le câble métallique devient extraordinairement dense. Un autre avantage du tassement réside dans le fait que la surface extérieure du câble métallique prend une forme unie, quasiment lisse et quasiment cylindrique et que par conséquent également la contrainte de au gel et la charge thermique sont réduites de façon correspondante, ce qui est très favorable du point de vue de la sollicitation mécanique du câble métallique. Compte-tenu du fait que le diamètre nominal du câble métallique est également réduit en raison du tassement, la valeur spécifique de la contrainte dûe au vent est également réduite. Dans le cas des agencements de câbles métalliques conformes à l'invention et représentés sur les figures 2 et 3, le nombre des conducteurs 1 dans la première couche I autour du conducteur central et le nombre des conducteurs dans la seconde couche II sont égaux à neuf. Par conséquent l'agencement de câble métallique présenté est exprimé par une somme : 1 + 9 + 9. Les câbles métalliques construits et agencés conformément à l'invention fournissent, notamment avec les agencements de câbles métalliques suivants, des résultats remarquables : 1 + 5 + 5 ; 1 + 6 + 6 ; 1 + 7 + 7 et 1 + 8 + 8, et naturellement avec l'agencer:^.ent de câble métallique représente 1 4 9 + 9. Dans le cas des agencements de câbles métalliques conformes à l'invention, la force de traction du câble métallique peut être accrue de façon simple dans la mesure ou dans la ou dans les couches intérieures de câbles métalliques, on utilise des fils d'aluminium alliés possédant une résistance mécanique supérieure, tandis que les conducteurs des couches extérieures sont réalisés éventuellement en aluminium non allié possédant un degré élevé de pureté. Lors des essais effectués avec des agencements de câbles métalliques conformes à l'invention, on a pu améliorer en moyenne de 30 à 40 % la conductance spécifique des câbles métalliques simplement grâce au choix correct des matériaux et en outre grâce au choix correct ou à l'utilisation correcte du facteur de câblage et du tassement. Une caractéristique importante de l'agencement de câble métallique conforme à l'invention consiste par conséquent en ce que les conducteurs situés dans les différentes couches possèdent des diamètres différents, tandis que dans une même couche ils possèdent des diamètres identiques. L'autre caractéristique essentielle de l'agencement de câbles métalliques conforme à l'invention réside dans le fait que le sens de câblage et la valeur du pas d'enroulement en hélice des conducteurs dans chaque couche sont identiques. Une autre caractéristique essentielle de la solution conforme à l'invention réside dans le fait que les conducteurs du câble métallique possèdent en raison du tassement, une section transversale déformée. REVENDICATIONS 1. Agencement de câble métallique pour lignes électriques aériennes, selon lequel les oonducteurs(l)sOnt disposés sur plusieurs couches et sont réunis par câblage en hélice, caractérisé en ce que dans chaque couche, il est prévu des conducteurs (1) possédant la même section transversale, que les conducteurs (1) d'au moins deux couches voisines possèdent des sections transversales différentes et que la direction de câblage et le pas d'enroulement en hélice (h) des conducteurs (1) sont les mêmes et que les conducteurs (1) sont déformés sous l'effet du tassement du câble métallique. 2. Agencement de câble métallique , selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs (1) sont réalisés en aluminium. 3. Agencement de câble métallique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le câble central (k) et les câbles (1) situés à proximité du centre sont réalisés en aluminium allié et que les conducteurs (1) situés sur le pourtour sont réalisés en aluminium non allié.