Brevet FR2703525A1 — publié le 19941007

L'invention concerne un procédé et un dispositif de détensionnement de lignes électriques aériennes et l'armement flexible correspondant. Une ligne électrique aérienne, de moyenne tension, est réalisée en tronçons autonomes, du point de vue mécanique, comportant deux supports d'arrêt, constitués, le plus souvent, de poteaux en béton, de section généralement carrée, capables de résister à la tension mécanique des câbles, et des supports d'alignement, de section rectangulaire, destinés à soutenir les câbles, qui divisent le tronçon en portées et permettent d'équilibrer une charge latérale et d'assurer une flèche minimum au conducteur sur une portée ; ceci constitue l'ossature de la ligne. Sur les supports d'arrêt, viennent s'ancrer les câbles électriques par l'intermédiaire d'un empilement d'isolateurs en verre trempé, appelés chaîne, et d'un dispositif d'allongement contrôlé, ou d'une poutre spéciale déformable. Sur les supports d'alignement, le câble est retenu prisonnier par une pince, montée, soit au sommet d'un isolateur, soit dans une chaîne. L'ensemble ainsi constitué est ensuite relié au support par l'intermédiaire d'un bras, que l'on dénomme armement, lequel peut etre de forme et de taille très variées. Les lignes électriques aériennes étant soumises aux intempéries, il a été recherché, sans cesse, une amélioration de la fiabilité des réseaux. Aussi, après avoir construit des lignes rigides, opta-t-on pour des fils suspendus à l'armement Les lignes électriques se trouvant fréquemment endommagées par des phénomènes de chutes en cascade (un choc sur un armement se transmettant d'un poteau à l'autre), causées par la neige et/ou le vent, diverses solutions ont été envisagées pour encaisser les efforts de dilatation ou de contraction des câbles, pouvant se traduire par un arrachement des moyens de fixation du câble au pylône. De tels dispositifs sont décrits dans les documents suivants - FRA 2.407.591, concernant une armature déformable portant des lignes électriques pour réseaux de transport d'énergie, ladite armature comportant plusieurs bras, munis, à leur extrémité libre, de moyens pour la suspension ou l'ancrage de câbles latéraux, et éventuellement centraux, et une pièce de fixation à un support vertical, pièce dont la liaison avec ledit support est assurée par un axe d'articulation sensiblement horizontal.Les moyens pour la suspension ou l'ancrage des câbles latéraux sont portés par des éléments liés à la pièce de fixation avec portés interposition de moyens d'immobilisation limitée, qui, s'opposant aux déplacements desdits éléments, sont aptes, dès qu'un effort de traction déterminé est dépassé, à provoquer l'augmentation de la distance existant entre le support vertical et les moyens de suspension ou d'ancrage du câble correspondant. Lesdits moyens d'immobilisation limitée sont constitués d'éléments interposés entre les éléments de I'armature et aptes à être sectionnés par cisaillement ou striction : ce qui impose leur remplacement. - FRA 2.466.888, se rapportant à une armature métallique, notamment pour poteaux supportant des lignes électriques. Le dispositif dont il s'agit se distingue de celui décrit dans la demande de brevet analysée ci-dessus (2.407.591) par une prise en charge progressive des efforts de traction s'exerçant sur une poutre, en associant, à celle-ci, un fourreau tubulaire. Toutefois, comme dans le cas précédent, cette déformation trouve rapidement sa limite d'élasticité et se traduit, au-delà d'un certain effort de traction, par une déformation permanente de l'ensemble, nécessitant son remplacement. - FRA 2.546.681, ayant trait à un procédé pour soulager, en cas de surcharge, les poteaux supportant les traverses surélevées, auxquelles sont suspendus les câbles de distribution électrique. La poutre d'ancrage, destinée à fléchir sous l'effet d'une surcharge, est constituée, comme dans le dispositif décrit dans le document 2.466.888, de deux parties, conçues pour pouvoir pivoter par rapport à des chapes, de telle sorte que la section de la partie pivotante puisse s'orienter de façon a opposer son moment fléchissant minimum à la surcharge. Toutefois, ce procédé, comme ceux mis en oeuvre dans les dispositifs précédemment analysés, exige un remplacement de l'armement après chaque effort anormal.Aussi, a-t-on été amené à recourir à des dispositifs facilitant cette remise en service ultérieure, tel que celui décrit dans le document - FRA 2.560.719, pour un dispositif à déformation contrôlée, constitué de bras articulés, dont l'écartement est contrôlé par une tige de section calibrée, autorisant un certain détensionnement de la ligne par augmentation de la flèche des conducteurs, dès qu'une certaine surcharge est dépassée. Cette tige calibrée doit être changée après chaque détensionnement de lignes, afin de redonner, à celle-ci, sa flèche initiale. En conclusion, ces dispositifs, s'ils permettent d'éviter toute rupture de poteaux, ou de lignes, présentent, cependant, I'inconvénient d'exiger un remplacement après chaque effort excessif, avec ce que cela implique de contraintes, étant donné que ce remplacement exige des interventions pénibles et périlleuses au sommet de poteaux, incluant le retensionnement des câbles. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Cette invention, telle qu'elle se caractérise, résout le problème consistant à créer un armement permettant d'encaisser tous les efforts de dilatation ou de contraction des câbles aériens, offrant une élasticité suffisante pour encaisser, sans déformation permanente, tous les efforts dus aux variations de tension, ainsi que les vibrations provoquées par le vent, tout en étant capable de résister aux intempéries et de s'adapter aux différents types de poteaux existants. Le procédé permettant de protéger les poteaux supportant les lignes électriques aériennes contre les vibrations et les efforts excessifs transmis par les conducteurs sous l'effet du vent et des intempéries, consistant, pour l'essentiel, à laisser, aux dispositifs d'accrochage desdits conducteurs, une liberté de débattement suffisante, par rapport aux poteaux, pour que les efforts transmis à ceux-ci soient maintenus en dessous d'une valeur prédéterminée en fonction des caractéristiques mécaniques et géométriques desdits poteaux, se caractérise, principalement, en ce que la liberté de débattement des dispositifs d'accrochage des conducteurs par rapport aux poteaux est obtenue par pivotement contrôlé des bras d'armement par rapport à leur ferrure de fixation aux poteaux. L'angle de pivotement des bras d'armement, par rapport à leur ferrure de fixation aux poteaux, est fonction du couple transmis aux pivots par les bras d'armement, sous l'action des forces appliquées aux dispositifs d'accrochage des conducteurs. Le couple antagoniste, opposé par la ferrure de fixation sur l'axe de pivotement du bras d'armement, en fonction de l'angle de pivotement desdits bras, est prédéterminé en fonction de la liberté de débattement permise aux dispositifs d'accrochage des conducteurs, sous l'effet des efforts transmis par ceux-ci. Le dispositif, permettant l'application du procédé selon l'invention, se caractérise, principalement, en ce que le contrôle du pivotement des bras d'armement, sous l'action des forces appliquées aux dispositifs d'accrochage des conducteurs, est obtenu par l'intermédiaire d'un joint élastique, solidaire, d'une part, de l'axe de pivotement des bras d'armement, et, d'autre part, de la ferrure de fixation desdits bras aux poteaux, dont la longueur utile est déterminée en fonction du couple antagoniste à fournir à l'axe de pivotement des bras, lorsque celui-ci pivote sous l'effet des efforts transmis par les dispositifs d'accrochage des conducteurs. La solidarisation au joint élastique de l'axe de pivotement des bras d'armement est obtenue par l'intermédiaire d'une douille tubulaire, de section polygonale, emmanchée dans un logement de même section, réalisé dans l'axe du joint élastique. Selon un mode de réalisation préférentiel, la douille tubulaire, de section polygonale, est solidarisée aux bras d'armement par sertissage dans des orifices de même section, réalisés dans les flasques du bras d'armement. Selon un autre mode de réalisation, la douille tubulaire, de section polygonale, est solidarisée aux bras d'armement par I'intermédiaire de bossages de même section, réalisés sur la face interne de deux flasques constituant la base des bras d'armement, et d'un tirant, maintenant lesdits bossages emboîtés dans les extrémités de ladite douille tubulaire polygonale. Le joint élastique est solidarisé aux ferrures de fixation des bras d'armement aux poteaux par blocage dans un logement de la ferrure, épousant la forme et les dimensions extérieures dudit joint élastique, laquelle forme est, de préférence, carrée. Selon un mode de réalisation, le blocage du joint élastique dans le logement de la ferrure est obtenu par l'intermédiaire d'une bride, reliée, par agrafe ou par rivet, aux côtés de la ferrure. Préférentiellement, la section de la douille tubulaire et du logement du joint élastique, dans lequel elle est emmanchée, est carrée, et le logement dudit joint élastique est décalé angulairement de 45O par rapport aux côtés extérieurs dudit joint. Préférentiellement encore, le joint élastique est réalisé en deux parties, emmanchées, chacune, à l'une des extrémités du logement de la ferrure de fixation, et chacune de ces parties de joint comporte une collerette, dont l'épaisseur correspond à un écartement (E) ménagé entre les extrémités du logement et les flasques du bras d'armement. Le joint élastique est réalisé en polyoxytétraméthylèneglycolurée-uréthane, en polyuréthane ou en polypropylène. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent, essentiellement, en ceci que le débattement angulaire maximum des bras est déterminé en fonction des spécifications par rapport à leur position d'équilibre, avec retour dans cette position d'équilibre dès que la surcharge disparaît et que les vibrations sont totalement amorties par le matériau constituant le joint élastique. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un armement flexible pour trois conducteurs d'une ligne à moyenne tension, disposés en triangle, donnés à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue de côté, en coupe longitudinale, d'un bras d'armement, à douille tubulaire sertie, relié à sa ferrure de fixation, - la figure 2 représente une vue de dessus partielle, en demicoupe selon XX, du dispositif selon la figure 1, - la figure 3 représente une vue de côté, en coupe longitudinale, d'un bras d'armement, à douille tubulaire encastrée, relié à sa ferrure de fixation, - la figure 4 représente une vue de dessus partielle, en demicoupe selon YY, du dispositif selon la figure 3, - la figure 5 représente une vue de face d'un poteau équipé de trois armements flexibles selon l'invention. Les figures représentent un armement flexible, selon l'invention, monté sur un poteau 10, ledit armement flexible étant constitué, selon le cas : d'un bras d'armement 20 à flasques 21 et 22, à bossages polygonaux 24, 25, maintenus encastrés par un tirant 26 dans les extrémités d'une douille tubulaire 23 emmanchée dans un joint élastique 30, lui-même bloqué dans un logement 41 d'une ferrure 40 épousant la forme extérieure dudit joint élastique 30, lequel est, alors, bloqué dans un logement 41 d'une ferrure 40 par une bride 42, reliée, par agrafe 43, aux côtés 44, 45 de ladite ferrure 40 ; ou d'un bras d'armement 50 à flasques 51 et 52, dans lesquels sont serties les extrémités 531, 532 d'une douille 53, emmanchée dans un joint élastique 60, réalisé en deux parties 61 et 62, à collerette 611 et 621, lui-même bloqué dans un logement 71 d'une ferrure 70 épousant la forme extérieure dudit joint élastique 60, lequel est, alors, bloqué dans un logement 71 d'une ferrure 70. En examinant, maintenant, plus en détail les figures 1 à 2, correspondant au mode de réalisation préférentiel de l'invention, on remarque qu'il suffit, pour obtenir un armement souple, répondant au but fixé par l'invention, d'introduire, tout d'abord, la douille tubulaire 53 dans le logement 71 de la ferrure de fixation 70, puis de solidariser ladite douille 53 avec ladite ferrure par emmanchement à force des deux parties 61 et 62 constituant le joint élastique 60, jusqu'à mise en contact de leur collerette 611 et 621 contre la ferrure 70. Le bras d'armement 50 peut être, alors, relié à la douille 53 et, par conséquent, à sa ferrure de fixation 70, par simple introduction des extrémités 531 et 532 de ladite douille dans les orifices, de même section et de mêmes dimensions, réalisés dans les flasques 51 et 52 du bras d'armement 50, puis sertissage desdites extrémités 531 et 532, après avoir maintenu les flasques 51 et 52 en appui contre les collerettes 611 et 621 de chacune des parties 61 et 62 constituant le joint élastique 60. L'ensemble est alors prêt à être monté sur un poteau 1 0. On remarque qu'il suffit d'augmenter ou de réduire la longueur utile de chacune des parties 61 et 62 constituant le joint élastique pour modifier les caractéristiques fonctionnelles du dispositif. En se rapportant, maintenant, aux figures 3 et 4, correspondant à un autre mode de réalisation, on remarque qu'il est possible, aussi, pour obtenir un armement souple, répondant, lui aussi, au but fixé par l'invention, d'emmancher, à force, tout d'abord, la douille tubulaire 23, de section carrée, dans le logement du joint élastique 30, ainsi équipé de la douille tubulaire 23, dans le fond du logement 41 de la ferrure 40, après avoir légèrement écarté les côtés 44 et 45 de celle-ci. Une des extrémités de la bride 42 est ensuite agrafée sur l'un des côtés 44 de la ferrure, puis l'autre côté de celle-ci est rapproché, pour permettre l'agrafage, par ses deux extrémités, de la bride 42. Le joint élastique a, au cours de cette intervention, été pincé entre les deux côtés 44 et 45 du logement de la ferrure. Le bras d'armement 20 peut être, ensuite, relié à sa ferrure 40 de fixation par encastrement des bossages 24, 25 dans les extrémités de la douille tubulaire 23, par simple écartement, puis relâchement des flasques 21 et 22 constituant la base des bras d'armement 20 ; les bossages 24 et 25 sont maintenus en place, dans les extrémités de la douille 23, par l'intermédiaire d'un tirant 26. On remarque que, dans ce mode de réalisation, rien ne s'oppose à ce que le joint élastique 30 soit réalisé en deux parties, comportant, ou non, une collerette, contre laquelle les flasques 21 et 22 du bras viendraient, éventuellement, prendre appui, en vue d'obtenir les mêmes avantages d'adaptation qu'avec le dispositif correspondant au mode de réalisation précédemment décrit. En se rapportant à la figure 5, on remarque que les armements flexibles, quel que soit leur mode de réalisation, peuvent être aisément montés à l'extrémité d'un poteau 10, par l'intermédiaire des ferrures 40 ou 70, et que tout effort dépassant une valeur prédéterminée provoquera un débattement correspondant du dispositif d'accrochage du conducteur. A souligner que le seuil de pivotement des bras d'armement 20 ou 50 peut être réduit, ou, au contraire, augmenté, en utilisant des bras de diverses longueurs, et/ou en utilisant un matériau élastique, de dureté shore supérieure ou inférieure, et, surtout, en utilisant des bras de longueur déterminée et un matériau de dureté shore déterminée, mais en jouant sur la longueur utile du joint élastique. Le procédé et le dispositif, selon l'invention, sont destinés, principalement, aux lignes aériennes de transport d'énergie électrique de moyenne tension, soumises au givre et à la neige. Revendications 1 Procédé permettant de protéger les poteaux supportant les lignes électriques aériennes contre les vibrations et les efforts excessifs transmis par les conducteurs sous l'effet du vent ou des intempéries, consistant à laisser, aux dispositifs d'accrochage desdits conducteurs, une liberté de débattement suffisante, par rapport aux poteaux, pour que les efforts transmis à ceux-ci soient maintenus en dessous d'une valeur prédéterminée en fonction des caractéristiques mécaniques et géométriques desdits poteaux, caractérisé en ce que la liberté de débattement des dispositifs d'accrochage des conducteurs par rapport aux poteaux est obtenue par pivotement contrôlé des bras d'armement par rapport à leur ferrure de fixation aux poteaux. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle de pivotement des bras d'armement, par rapport à leur ferrure de fixation aux poteaux, est fonction du couple transmis aux pivots par les bras d'armement, sous l'action des forces appliquées aux dispositifs d'accrochage des conducteurs. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couple antagoniste, opposé par la ferrure de fixation aux pivots des bras d'armement, en fonction de l'angle de pivotement desdits bras, est prédéterminé en fonction de la liberté de dé battement permise aux dispositifs d'accrochage des conducteurs, sous l'effet des efforts transmis par ceux-ci. 4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que le contrôle du pivotement des bras d'armement (20, 50), sous l'action des forces appliquées aux dispositifs d'accrochage des conducteurs, est obtenu par l'intermédiaire d'un joint élastique (30, 60), solidaire, d'une part, de l'axe de pivotement des bras d'armement (20, 50), et, d'autre part, de la ferrure (40, 70) de fixation desdits bras (20, 50) aux poteaux (10), dont la longueur totale est déterminée en fonction du couple antagoniste à appliquer à l'axe de pivotement des bras d'armement (20, 50), lorsque celui-ci pivote avec lesdits bras sous l'effet des efforts transmis par les dispositifs d'accrochage des conducteurs. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la solidarisation au joint élastique (30, 60) de l'axe de pivotement des bras d'armement (20, 50) est obtenue par l'intermédiaire d'une douille tubulaire (23, 53), de section polygonale, emmanchée dans un logement de même section, réalisé dans l'axe du joint élastique (30, 60). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la douille tubulaire (53), de section polygonale, est solidarisée aux bras d'armement (50) par sertissage dans des orifices de même section, réalisés dans les flasques (51, 52) des bras d'armement (50). 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la douille tubulaire (23), de section polygonale, est solidarisée aux bras d'armement (20) par l'intermédiaire de bossages (24, 25) de même section, réalisés sur la face interne des deux flasques (21, 22) situés à la base des bras d'armement (20), et d'un tirant (26), maintenant lesdits bossages (24, 25) emboîtés dans les extrémités de ladite douille tubulaire (23) polygonale. 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le joint élastique (30, 60) est solidarisé aux ferrures (40, 70) de fixation des bras d'armement (20, 50) aux poteaux (10) par blocage dans un logement (41, 71) de la ferrure (40, 70), épousant la forme et les dimensions extérieures dudit joint élastique (30, 60). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la forme extérieure du joint élastique (30, 60) est carrée. 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le blocage du joint élastique (30) dans le logement (41) de la ferrure de fixation (40) est obtenu par l'intermédiaire d'une bride (42), reliée, par agrafe (43), aux côtés (44, 45) de ladite ferrure de fixation (40). 11. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la section de la douille tubulaire (23, 53) et du logement du joint élastique (30, 60), dans lequel elle est emmanchée, est carrée. 1 2. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le logement du joint élastique (30, 60) est décalé angulairement de 45" par rapport aux côtés extérieurs dudit joint (30, 60). 1 3. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le joint élastique (60) est réalisé en deux parties (61, 62), emmanchées, respectivement, à chacune des extrémités du logement (71) réalisé dans la ferrure de fixation (70). 1 4. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que chacune des parties (61, 62) constituant le joint élastique (60) comporte une collerette (611, 621), dont l'épaisseur correspond à un écartement (E) ménagé entre les extrémités du logement (71) et les flasques (51, 52) du bras d'armement (50). 15. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le joint élastique (30, 60) est réalisé en polyoxytétraméthylèneglycolurée-uréthane. 1 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le joint élastique (30, 60) est réalisé en polyuréthane. 1 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le joint élastique (30, 60) est réalisé en polypropylène.