La présente invention concerne les matériels ce
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d'énergie, et plus particulièrement les électrodes de réduction de contraintes électriques pour les zones de jonction où sont provoquées des discontinuités des éléments
principaux.- notamment les câbles électriques.
On sait que, dans les installations électriques
de transport d'énergie, par exemple les câbles à moyenne
ou haute tension , il existe, au niveau des jonctions de
ces câbles, soit par exemple pour des épissures, pour des
dérivations ou pour le raccordement avec des cellules ou transformateurs, une discontinuité dans le champ électrique
au niveau de la zone de terminaison du blindage. Lorsque
la discontinuité ou gradient de potentiel électrique
dépasse une valeur prédéterminée le long de la surface de
l'isolant du conducteur électrique entourée par un gaz, notamment de l'air, il peut se créer des décharges gazeuses
produisant de l'ozone et d'autres gaz engendrant une altération du système d'isolation électrique. Pour y remédier
il est connu d'utiliser, au niveau de l'arrêt des écrans
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présentent toutefois des dimensions très importantes, notamment en haute tension, par rapport aux terminaisons des câbles. Ces cônes déflecteurs doivent
<EMI ID=3.1> .matière isolante, avec les: inconvénients afférente concer- <EMI ID=4.1>
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chantier.
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mastic, contenant des particules de carbure de silicium
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d'écran sur la surface de l'isolant du conducteur suivant
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et obtenir les caractéristiques électriques souhaitées Tous ces produits sont pourtant limités en performances
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ni surtout en très haute tension pour réaliser des électrodes de réduction de contrainte efficaces.
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par des ensembles préfabriqués en usine à 1 "aide de caoutchoucs synthétiques a permis de réduire les difficultés de mise en oeuvre sur chantier nais les performances électriques de ces nouveaux matériels de raccordement demeurent également limitées. Il en est de même pour les jonctions et dérivations, où les boites moulées en fonte
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résine à froid puis par des procédés préfabriqués en usine.
La présente invention a précisément pour objet de proposer une structure d'électrode de réduction de contraintes électriques présentant des caractéristiques électriques remarquables pour les moyenne et haute tensions et permettant la réalisation des accessoires préfabriqués en usine.
La présente invention a pour autre objet de proposer de telles électrodes réalisant une répartition parfaitement linéaire -de la tension électrique le long. des parties apparentes de l'isolant d'un conducteur électrique de transport d'énergie.
Pour ce faire, selon une caractéristique de la présente invention, l'électrode de réduction de contraintes, du type comprenant au moins un élément de gainage à résistance électrique non linéaire disposé au niveau de l'arrêt d'écran, autour de la périphérie de l'isolant rendu apparent du conducteur électrique, est caractérisée en ce que l'élément de gainage comprend au moins deux zones successives contiguës l'une à l'autre dans le sens axial du con-
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tes et adaptées d'une zone à l'autre.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, les zones successives de l'élément de gainage ont une résistance progressive vers les parties sous haute tension de la zone de jonction de l'installation électrique.
Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, les gradients de résistance électrique sont obtenus en faisant varier de façon progressive la
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re incorporés dans les différentes zones de l'élément de gainage.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention rassortiront de la description suivante de modes de réalisation donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 est un diagramme comparatif entre une électrode de contrainte incorporant des particules d'un matériau lui conférant une résistance électrique non linéaire uniformément réparties, et une électrode de contrainte selon la présente invention; La figure 2 représente un mode de réalisation d'une extrémité préfabriquée de câble isolé équipée d'une électrode de contrainte selon la présente invention;
Les figures 3 3 7 représentent diverses variantes de réalisation d'électrodes de réduction de contrainte pour une extrémité préfabriquée de câble isolé analogue
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Les figures 8 et 9 représentent deux variantes de réalisation de jonctions électriques monoblocs équipées d'électrodes de contrôle de contrainte selon la présente invention; La figure 10 représente schématiquement une jonction monobloc préfabriquée avec adapteur des diamètres <EMI ID=19.1>
traintes selon la présente invention;
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double monobloc préfabriquée équipée d'électrodes de contrôle de contrainte selon la présente invention, enveloppant le principal et le dérivé; La figure 12 représente une tête d'extrémité embrochable avec adaptateur comprenant une électrode de contrôle de contrainte selon la présente invention; et <EMI ID=21.1>
té en porcelaine comportant une électrode de contrainte selon la présente invention.
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analogues ou identiques des terminaisons ou des dispositifs
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référence éventuellement indicés.
La présente invention sera explicitée en détail : plus particulièrement en relation avec l'extrémité préfa-
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représentée sur la figure 2. Sur cette figure 2, l'extrémité de l'âme conductrice du câble est reliée à une cosse 2 assurant la connexion à la haute tension, cette âme conductrice étant disposée à l'intérieur d'une gaine isolante 3 elle-même normalement entourée par 1 ' écran conducteur 4 du câble. C'est précisément au niveau de l'arrêt de cet écran conducteur 4 que se posent les problèmes de gradients de potentiel électrique . le long de la surface rendue apparente de l'isolant 3 de !lame conductrice.
L'extrémité préfabriquée de câble comprend typiquement une série de jupes d'isolateur 5, par exemple moulées en EPDM réticulé; enfilées sur l'isolant 3 à la suite d'un manchon isolant 6, réalisé par exemple également en EPDM réticulé, ce manchon 6 se prolongeant au-delà de 1 Jarret de l'écran 4 en étant fermé, au voisinage de la zone d'arrêt, par un adaptateur 7 réalisé en un élastomère conducteur assurant le contact avec l'écran conducteur 4 du câble.
Conformément à la présente invention, l'électrode de réduction de contraintes, désignée dans son ensemble par la référence 10, disposée entre le manchon 6 et l'isolant 3, comprend quatre zones jointives plaquées sur l'isolant 3, les zones A, B, C, D successives étant contiguës l'une à l'autre dans la direction axiale de l'électrode. L'électrode d'extrémité A est en contact soudé avec l'adaptateur 7. Les quatre zones A à D présentent chacune, pour une tension donnée, une résistance électrique non-linéaire différente des résistances des zones adjacentes de façon que,de A à D,
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tension de l'extrémité de câble . Typiquement, l'électrode de contrainte 10 est réalisée en noyant dans un matériau isolant des particules divisées d'un produit à résistance électrique non linéaire et variable en fonction de la ten-. sion appliquée V, de telle sorte que l'intensité 1 qui tra-
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tion I = KVY, K et Y étant des constantes et Y étant supérieur �'! 1. Conformément à la présente invention, les variations de résistance des éléments de l'électrode 10 sont obtenues en diminuant progressivement la densité des partisuies du matériau à résistance variable noyés dans le matériau isolant vers les parties éloignées des pièces conduc-
<EMI ID=27.1> divisé confère à l'élément d'électrode une résistance dégres-
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sive vers les parties sous haute tension.Les variations de densité peuvent être obtenues en dosant progressivement les concentrations de particules à granulométrie constante du produit à résistance variable non linéaire, ou ex variante* les variations de densité peuvent être obtenues avec une concentration constante mais une granulométrie variable et pro-
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aire en tenant compte du fait que l'effet du produit actif particulaire est d'autant plus grand que les grains sont plus gros pour un même volume de produit fini.Dans toute la des-
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suite bout à bout d'éléments individuels accolés les uns aux autres,mais on comprendra que les variations de résistance peuvent être obtenues en faisant varier continûment suivant la direction axiale la concentration de particules à granulométrie cons-
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du support pouvant varier de 30 à 70 %.
Dans le mode de réalisation représenté sur la fi-
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ments d'électrode de contrainte peut être choisi parmi des matières
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les résines phénoliques-.On peut également utiliser les mastics à base d'élastomères et de liquides décrits dans la de= mande de brevet français n[deg.] 78/10.672,ainsi que les liquides
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ques,les porcelaines,les terres réfractaires, les émaux, les
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tables mises en place à l'aide d'une source de chaleur portative.
�es mélanges supports doivent être choisis pour
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tifs divises a résistance électrique variable tels que le carbure de silicium, ces oxydes métalliques tels que la silice naturelle ou précipitée,1 "oxyde de titane, 1[deg.] oxyde de sine, la magnésie 1'alumine, l'amiante, ou le titanate de baryum. ^Typiquement, les éléments de 1 [deg.] électrode de contrainte seront obtenus.en incorporant dans le mélange
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pour chaque zone en fonction de la position de la zone et en fonction des tamis définissant une granulométrie moyen-
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moyenne, jusqu'au tamis de 1200 fils correspondant à 3 mi-
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trie des grains du produit actif, typiquement du carbure
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répartir d'une manière parfaitement linéaire les lignes
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pour la zone A étant fonction de la tension du câble.
A titre d'exemple non limitatif du mode de réalisation de la figure2, on a fabriqué des extrémités de câ-
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constituée d'un mastic du type évoqué plus haut chargé à
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de silicium tamis 280, et la zone D constituée d'un mastic
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évident que le choix des granulométries n'est pas limité aux seules valeurs citées ci-dessus, les dimensions des zones actives (longueur, épaisseur) n'étant pas critiques mais
étant déterminées en fonction de la place disponible, les épaisseurs croissant toutefois avec la tension de service
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le long d'un mélange support continu.. Dans un autre mode de réalisation pour la oléine extrémité du câble en jouant cet-
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long pour une longueur totale de l'extrémité de câble de
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Décharges partielles
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Onde de choc au 1/50 250 kV conformément
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Tension de contournement 10 minutes.a 135 kV
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existant.
La figure .1 illustre par ailleurs, la parfaite linéarité de la répartition des lignes d'équipotentielles avec une telle électrode selon la présente invention
(courbe II) par rapport à une électrode de contrôle des <EMI ID=66.1>
sions U recueillies sur l'électrode figurant en ordonnées
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en abscisses.
Le mode de réalisation de la figure 2, avec l'électrode de contrôle des contraintes plaquée contre l'isolant 3 du câble, convient particulièrement pour des câbles isolés à tension de service inférieure ou égale à -
63 kV, ce qui donne à l'interface électrode-isolant un gra-
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sous-jacentes éloignent l'électrode de contrôle des con-
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ne déflecteur coté potentiel de 1" écran. les différences
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sont :
Décharges partielles <1 pico coulomb à 80 kV
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Des dispositions homothétiques peuvent être adoptées pour
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couche sous-jacente 8 peut être en tout matériau adéquat,
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'fluorure de soufre;de l'huile ou une graisse isolante confinas.
On a représenté sur la figure 4, un mode de réa-
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cessives A à D, espacées radialement les unes des autres et de l'isolant 3 par des sous-couches isolantes 80 présentant <EMI ID=84.1>
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jacente et remplissant les mêmes conditions que ci-dessus.
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nes de l'électrode 10 peuvent être ainsi modulés en fonc-
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des de réalisation d'une jonction sionobloc ' préfabriquée utilisant une électrode de réduction des contraintes selon
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venir'en contact d'appui à ses deux extrémités sur les
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également en un matériau plastique conducteur. Les zones
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tir de la zone de jonction où apparaît l'âme conductrice nue
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jusqu'au niveau des écrans 4 des extrémités de câble. Comme dans les modes de réalisation précédents, la zone médiane A; la plus chargée, est en contact (soudé) avec l'adaptateur 7
en mélange conducteur entourant l'âme conductrice 1. L'élec- . trode se prolonge de façon symétrique vers l'autre écran <EMI ID=105.1>
lement une jonction monobloc préfabriquée mais avec
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té. Dans ce mode de réalisation, la zone médiane A est uniquement en contact avec l'adaptateur 7, la zone B étant omise de façon à présenter, vers l'écran 4 de l'extrémité
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étant en contact, par l'intermédiaire du manchon 6', avec l'écran 4 de l'extrémité de câble.
On a représenté sur la figure 10, une jonction monobloc préfabriquée avec adaptateur des diamètres des câbles comportant, comme dans le mode de réalisation précédent, une électrode de contrôle des contraintes 10' dont
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ici disposée avec interposition, entre elle et l'isolant 3
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haut, l'électrode étant elle-même recouverte d'un isolant 9 dont le pouvoir inducteur spécifique est également supérieur à celui de l'isolant 3 du câble. L'électrode 10' est symétrique par rapport à une zone médiane D à faible densité
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contact avec les adaptateurs 7 au niveau de l'écran 4 du câble et de l'âme conductrice 1 du câble reliée à un élément conducteur 2' maintenu dans un boîtier isolant 11. Un tracé des lignes d'équipotentielles sur cette figure 10 montre l'efficacité de l'électrode de contrôle de contrainte selon la présente invention.
On a représenté sur la figure 11, une dérivation monobloc préfabriquée dans laquelle l'âme conductrice d'un
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bloc connecteur 11, disposé dans un boîtier isolant 12, et auquel partent deux lignes, principale et dérivée, ayant
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:haque ligne étant équipée d'une électrode de contrôle
les contraintes 10' dont les zones actives sont en opposi-tion suivant un agencement similaire pour chaque câble à celui décrit en relation avec la figure 10. On notera que, dans cette dérivation, les adaptateurs 7 sont communs aux deux lignes de sortie et qu'outre la sous-couche sous-jacente 8 et la gaine isolante 9 de part et d'autre des élec-
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manchon-boîtier 6 de la dérivation.
On a représenté sur la figure 12, une tête d'extrémité embrochable, comprenant une partie coudée de connexion 15, et une partie d'adaptateur équipée d'une électro-
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sition tout à fait identiques à celles décrites en.relation avec la figure 10.
Quoique, comme susmentionné, l'électrode selon l'invention convienne tout particulièrement pour des équipements préfabriqués compacts utilisant des élastomères,
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ration des performances des isolateurs classiques à porcelaine. On a ainsi représenté sur la figure 13, un isolateur d'extrémité de câble analogue à celui de la figure 3,
mais avec un bloc de jupes 5' en porcelaine, l'électrode de contrôle de contrainte 10, similaire à celle des figures 2 à 6, étant montée sur la paroi intérieure du corps de jupe 5', à distance de l'isolant 3 du conducteur, l'espace défini entre ce dernier et le corps de jupe 5', clos par un adaptateur tronconique 7, étant rempli d'un milieu fluide isolant 14 constitué par un gaz sous pression par exemple de l'air ou de l'azote, une graisse ou une huile isolante.
Quoique la présente invention ait été décrite
en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à
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ques pour extrémités de jonction de conducteur électrique blindé, destinée à être disposée autour de la périphérie de l'isolant du. conducteur au niveau de l'arrêt d'écran du conducteur blindé, et comprenant au moins un élément de gainage
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non-linéaire,caractérisée en ce que l'élément de gainage (10,
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et comportant des densités de particules de produits actifs différentes 'pour présenter chacune une résistance électrique non-linéaire différente de celle de la zone voisine.