Brevet FR2615333A1 — publié le 19881118

Système de transport d'énergie avec câbles électriques haute tension à isolation en matière plastique La présente invention concerne un système de transport d'énergie se composant d'un câble électrique haute tension à isolation en matière plastique et d'une fermeture terminale d'obturation comportant un boîtier contenant un agent d'isolation sous forme gazeuse au moins à la température de service. Des fermetures terminales, contenant une masse isolante ou également un remplissage d'huile pour des câbles à isolation en matière plastique sont connues d'une façon générale. Ces fermetures terminales se sont confirmées en pratique depuis longtemps mais elles créent cependant également des difficultés. Ainsi l'huile logée dans le boîtier pose des problèmes d'étanchéité et de compatibilité par rapport aux matières plastiques utilisées dans la fabrication des câbles; de l'humidité contenue dans l'air et pénétrant par des zones de fuites dans le bottier traverse l'huile et produit ainsi des défauts alors que de l'huile s'échappant a l'exté- rieur par des zones de fuites peut être nocive pour l'environnement et être en outre dangereuse du point de vue de l'incendie. Pour éviter ces difficultés, on a également déjà proposé ( DE-OS 35 42 054) des fermetures termi- nales du type décrit qui ne sont pas remplies d'une huile isolante mais d'une charge de gaz. Cependant égale- ment dans ce cas, il subsiste comme auparavant le problème de l'étanchéité correcte, qui rend nécessaire des mesures particulières. Sur la base de cet art antérieur, l'invention a pour objet de créer un système de transport d'énergie qui soit d'un fonctionnement sûr et sans inconvénient pour l'environnement et qui permette également de résister à de très fortes sollicitations en tension. Ce problème est résolu conformément à l'inven- tion en ce que, dans le cas d'un système de transport d'énergie du type précité, le boîtier de la fermeture terminale est en liaison spatiale avec les cavités longi- tudinales existant dans le câble et résultant des condi- tions de fabrication et/ou de construction. L'invention est basée sur la connaissance que le fait d'éliminer l'étanchéité,jusqu'àlors. classique et mê m e prescrite., entre le boîtier de la fermeture terminale contenant l'agent d'isolation et l'extrémité du câble élimine non seulement les problèmes connus d'étanchéité dans cette zone mais contribue simultanément dans une large mesure à augmenter la capacité de résistance à la tension du système. La liaison spatiale entre le bottier rempli d'un agent d'isolation sous forme gazeuse et le volume intérieur du câble fait en sorte notamment que l'agent d'isolation agisse simultanément dans le câble avec un effet de stabilisation de tension par le fait qu'il remplit des cavités existant dans la structure du câble, mais également pénètre par diffusion dans l'isolation en matière plastique du câble et augmente ainsi la résistances 1a tension. Cet effet permet à l'utilisateur de systèmes de transport d'énergie existants de faire intervenir, lorsqu'il utilise l'invention, des tensions de service supérieures. Lors de la réalisation de nouveaux systèmes de transport d'énergie, il est possible entre autres, pour des tensions de service prédéterminées, d'utiliser maintenant dans un câble de plus faibles épaisseurs d'isolation, ce qui se traduit par une économie importante en ce qui concerne un matériau d'isolation de haute qualité. Dans le cadre de l'invention rentrent tous les câbles à isolation en matière plastique, pouvant être fortement sollicités et utilisés habituellement à l'heure actuelle. Notamment dans de nouvelles installations, il peut cependant être avantageux, dans le cas d'un câble haute tension comportant un ou plusieurs brins isolés se composant d'un grand nombre de fils individuels, de laisser les fils individuels dans une condition non compactée. De cette manière, on crée un volume addi- tionnel permettant la pénétration de l'agent isolant dans le câble à partir de la fermeture terminale corres- pondante. Une autre possibilité avantageuse dans le même but consiste à faire en sorte que le ou les conducteurs du câble haute tension soient des conducteurs profilés comportant des canaux longitudinaux. Le système de transport d'énergie peut contenir une longueur de câble qui est obturée à une extrémité par une fermeture terminale constituant par exemple la transition avec un conducteur aérien et qui est engagéeen son autre extrémité dans une instal- lation de distribution. Lorsque, dans une variante, le câble haute tension ne se présente pas sous la forme d'une longueur continue mais se compose de deux ou plus de deux tronçons individuels, on prévoit alors avantageusement, dans la zone de liaison correspondante, en vue d'un prolongement des cavités longitudinales du premier dans le second tronçon de câble, ou inversement, de petits tubes ou des flexibles de liaison. A cet égard, il est important que le passage de l'agent d'isolation ne soit pas entravé. Par exemple dans le cas d'un câble haute tension à un brin, le conducteur sert au transport de l'agent d'isolation sous forme gazeuse et la liaison des extrémités de conducteurs est réalisée par soudage ou par brasage, on peut alors avantageusement mettre en place dans la zone de liaison de petits tubes en céramique, qui sont introduits dans les extrémités correspondantes des conducteurs et qui dépassent par leurs extrémités de la zone de soudage. De petits tubes métalliques, par exemple en acier, mais le cas échéant également en cuivre ou en aluminium, sont utilisés avantageusement lorsque les extrémités des conducteurs ne sont pas assemblées par soudage ou par brasage mais par des liaisons par compression. Comme agent d'isolation, on utilise avantageuse- ment un gaz isolant. A cet égard, il est recommandé par exemple d'employer également le gaz résistant aux déchar- ges qui était utilisé jusqu'à maintenant dans des instal- lations de distribution ou dans des câbles isolés par gaz, à savoir SF6 ( hexafluorure de soufre). Les flexibles ou petits tubes prévus déjà dans la zone des jonctions de câble peuvent également être disposés avantageusement et additionnellement dans les volumes de remplissage du câble. Pour que le gaz isolant puisse exercer intégralement son action stabilisatrice de tension également sur toute l'isolation du câble, ces flexibles ou petits tubes comportent avantageusement une paroi perméable au gaz. Pour permettre le passage de l'agent d'isolation, il peut également être judicieux de prévoir des spirales de soutien disposées dans la zone des conducteurs ou bien dans la structure de couches du câble. Le système de transport d'énergie revendi- qué peut contenir un câble à un ou plusieurs brins de structure quelconque. Dans le cadre de l'invention, il est particulièrement approprié cependant d'utiliser des câbles électriques à un ou plusieurs brins qui sont isolés de l'extérieur par une gaine métallique. Le volume situé à l'intérieur de la gaine métallique est alors en liaison spatiale avec le boîtier de la fermeture terminale, de sorte qu'une diffusion du gaz isolant vers l'extérieur soit empêchée. Le contrôle du système de transport est simplifié considérablement par le fait que généralement il est suffisant d'effectuer un contrôle de pression dans ia fermeture terminale à des intervalles de temps plus ou moins grands. La gaine métallique proprement dite peut être une gaine en plomb ou en aluminium, par exemple sous une forme comprimée et, pour des raisons de poids et pour améliorer la manipulation tout en obtenant une plus grande souplesse du câble, on peut cependant utiliser avantageusement ce qu'on appelle une gaine ondulée. Celle- ci est fabriquée à partir d'une bande métallique en acier, en cuivre, en aluminium ou analogue, auquel cas générale- ment une bande amenée longitudinalement est progressive- ment formée en tube sur l'âme du câble, elle est sou- dée en ses bords et finalement cette gaine tubulaire est ondulée. Dans le cadre de l'invention, on peut cepen- dant également utiliser ce qu'on appelle une gaine stratifiée, qui comporte dans sa structure au moins une feuille étanche à la diffusion et se composant d'un matériau métallique. Celui-ci peut être une feuille d'alu- minium ou de cuivre ou également une feuille de plomb, mais dans chaque cas également il se présente sous une forme revêtue de matière plastique. L'invention va être expliquée de façon plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés sur les figures 1 à 3. La figure 1 représente sous une forme schémati- que un système de transport d'énergie conforme à l'invention pour des tensions de service par exemple supérieures à 110 kV. La liaison entre l'installation de distribution 1 isolée par gaz et la fermeture termi- nale 2, qui constitue simultanément le raccord avec le rail collecteur ou le conducteur aérien 3, est établie par le câble haute tension 4. La fermeture terminale de l'installation de distribution est désignée par 5 et elle est placée à l'intérieur du boîtier 6; le passage 7 établit la transition avec l'installation de distribu- tion proprement dite. Le câble 4 n'est pas rendu étanche par rapport au boîtier, contenant un gaz isolant, de la fermeture termi- nale 2 ou de l'installation de distribution 1 et, après remplissage, par exemple de la fermeture terminale 2, avec ce gaz isolant, celui-ci pénètre dans le câble et produit une " imprégnation " de toute la longueur du câble jusqu'à l'installation de distribution 1. Le câble proprement dit peut par exemple être à un seul brin comme indiqué sur la figure 2. Dans ce cas, le conducteur 8 est avantageusement réalisé non compacté, il est recouvert par la couche conductrice intérieure 9 et l'isolation 10 placée à la suite. On a désigné par 11 la couche conductrice extérieure; la gaine ondulée extérieure 12, formée d'une bande de cuivre, entoure l'âme du câble de façon étanche à la diffusion et elle empêche ainsi des fuites de gaz isolant. En variante la figure 3 représente un câble haute tension à plusieurs brins, dont les brins indivi- duels isolés et de section circulaire 13 sont maintenus assemblés par un bandage 14. La gaine extérieure 15 étanche à la diffusion contient la feuille d'aluminium ou de plomb 16, revêtue par exemple de matière plastique et dont les bords longitudinaux sont collés, soudés ou brasés. A la place des brins de section circulaire 13 représentés, il est évidemment possible d'utiliser également des brins ayant des sections en forme de secteurs ou ovales. Il est également essentiel dans ce cas de prévoir dans les conducteurs des brins individuels ou bien dans l'âme, des canaux orientés longitudinalement et constitués le cas échéant par des petits tubes ou des flexibles disposés additionnellement et qui permettent un passage de l'agent d'isolation sous forme gazeuse. REVENDICATIONS 1. Système de transport d'énergie se composant d'un câble électrique haute tension à isolation en matière plastique et d'une fermeture terminale d'obtura- tion comportant un boîtier contenant un agent d'isolation sous forme gazeuse au moins à la température de service, caractérisé en ce que le bottier de la fermeture termi- nale est relié spatialement avec des cavités prévues c'4) dans le câble, orientées longitudinalement et résultant de la fabrication et/ou de la construction. 2. Système de transport d'énergie selon la revendication 1, comportant un câble haute tension pourvu d'un ou plusieurs brins isolés, formés d'un grand nombre de fils individuels, caractérisé en ce que les fils individuels ne sont pas compactes. 3. Système de transport d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les conduc- teurs du câble haute tension sont des conducteurs profilés comportant des canaux longitudinaux. 4. Système de transport d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans la zone de liaison correspondante, en vue de permettre une prolongation des cavités orientées longitudinalement d'une première jusque dansure seconde longueur de câble, ou inversement, des petits tubes ou des flexibles de liaison. 5. Système de transport d'énergie selon la revendication 1 ou une des revendications 2 à 4, comportant un câble se composant de deux longueurs individuelles reliées sous la forme d'une longueur totale, caractérisé en ce que la liaison est établie par l'inter- médiaire de connecteurs de conducteurs perméables aux gaz. 6. Système de transport d'énergie selon la revendication 1 ou une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'un gaz isolant est utilisé comme agent d'isolation. 2 6 1 5 3 3 3 7. Système de transport d'énergie selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on utilise le SF6 comme gaz isolant. 8. Système de transport d'énergie selon la revendication 1 ou une des revendication 2 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans les cavités orientées longitudi- nalement existant dans le câble, additionnellement, des petits tubes ou des flexibles à paroi perméable aux gaz pour le passage de l'agent d'isolation. 9. Système de transport d'énergie selon la revendication 1 ou une des revendications 2 à 8, comportant un câble haute tension, rendu étanche par une gaine métallique extérieure, caractérisé en ce que le volume situé en dessous de la gaine métallique est en liaison spatiale avec le bottier de la fermeture terminale. 10. Système de transport d'énergie selon la revendication 9, caractérisé en ce que la gaine métallique est ondulée. 11. Système de transport d'énergie selon la revendication 1 ou une des revendications 2 à 10, comportant un câble haute tension rendu étanche par une gaine stratifiée extérieure, caractérisé en ce que le volume situé en dessous de la gaine stratifiée est en liaison spatiale avec le bottier de la fermeture terminale.