Conducteur électrique. La présente invention a pour objet un conducteur :électrique comprenant une âme formée,d'au moins un fil et contenue dans et entourée par une enveloppe formée d'au moins trois fils.
Ce conducteur est @caraçtérisé en ce que l#enve#loppe est formée, au moins en partie, de fils présentant une section de forme telle et qui sont disposés de telle sorte que -ce*e en veloppe ne puisse pratiquement pas exercer d'effort de compression radial sur l'âme.
Ce conducteur peut être utilisé entre autre pour constituer une ligne aérienne de trans mission d'énergie électrique. Il peut aussi être utilisé comme câble isolé pour conduites souterraines.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, huit formes d'exécution -du con- ducteur représentée .en coupe, respectivement aux fig. 1 à 8: Comme représenté à la fig. 1, -des, fils <B>Il</B> ex ternes en acier, par exemple, entourent un fil central 12 en cuivre d'une seule pièce, cons- tituant l'âme du conducteur.
Chacun des fils 11 en acier présente des. surfaces plates 13, de telle sorte qu'ils constituent ensemble ce que l'on peut appeler un manchon circulaire et ils ne peuvent pas, lorsque le conducteur est soumis à une traction, étirer et comprimer l'âme ou noyau -de -cuivre 12 conductrice ou encore empêcher le mouvement longitudinal de cette âme à Vintérieur de l'enveloppe for mée par les fils 11.
Le conducteur -est donc formé de deux éléments: l'un, que l'on nommera élément de traction, qui .est. constitué par l'enveloppe, c'est-à-dire par les fils 11 -de résistance mé canique élevée, et l'autre, que l'on appellera élément conducteur, qui est l'âme 12 -de con- ductibilité électrique élevée.
Grâce à. cette disposition, lorsque le conducteur est soumis à un effort -de traction (par suite de sa charge par de la glace ou de la neige, ou sous l'effet du vent, s'il constitue une ligne de transport aérienne d'énergie électrique), pra tiquement la majeure partie de -cet effort -est supporté par l'élément de traction. En outre, dans ce même cas, l'élément conducteur n'est soumis pratiquement à aucun effort radial de compression de la partie -de l'enveloppe, ce qui lui laisse la possibilité -de se ,déplacer lon gitudinalement par rapport à cette enveloppe, dans celle-ci.
Comme représenté à la fig. 2, -des fils 14 externes en .acier, constituant l'élément de traction, entourent de nouveau un fil central 15 d'une seule pièce en cuivre constituant l'âme et eu même temps l'élément conducteur. Mais dans ce,cas, les fils 14 en acier présen tent chacun une face concave 16. Cette forme d'exécution jouit -des. propriétés indiquées pour la précédente.
Dans les formes d'exécution représentées aux fig. 1 et 2, les vides ou les interstices peuvent être remplis en trempant les fils réunis dans du métal fondu, de préférence dans un métal ayant un point de fusion plus bas que celui du métal .des fils du -câble 11. et 12, respectivement 14 et 15 du conduc teur, de façon à former un conducteur com posite ayant une surface cylindrique unique. Les traits interrompus de la fig. 1 représen tent cette disposition.
Dans le conducteur représenté à la fig. 3. un fil 17 central ou âme -d'une seule .pièce, en cuivre, -est entouré par plusieurs fils en acier, de forme alternativement circulaire 18 et concave 19 sur leurs côtés, -qui forment une enveloppe pour l'âme.
Dans tous ces exemples, les fils -du con ducteur ne doivent pas présenter -en coupe transversale une surface .continue ou ininter rompue.
Le conducteur représenté à la fig. 4 du dessins est & forme très simple et comporte un fil 20 central circulaire,constituant l'âme, autour .duquel des fils segmentaires 21 qui forment l'enveloppe sont placés.
La fig. 5 représente une disposition sem blable, mais dans ce cas, les faces 22 latérales ou contiguës .des fils 23 segmentaires pré sentent des rainures semi-circulaires qui sont remplies par des fils 24 circulaires, ,lorsque les fils 23 sont réunis ensemble. A la fig. 6, des faces contiguës 25 des fils 26 segmentaires présentent des rainures et 'd'es nervures destinées à pénétrer les unes dans les autres, comme représenté en 27, lors que les fils 26 sont réunis ensemble.
Aux fig. 7 et 8, des faces adjacentes de fils 28 et 30 contigus segmentaires sont on dulées en 29 en sens opposé ou sont de forme concave et convexe, comme représenté en 31.
Les conducteurx représentés aux fig. 4, 5, 6, 7 et 8 présentent tous, en -section trans versale, une surface pratiquement ininterrom pue ou continue. Les fils de ces conducteurs peuvent :être tous -du même métal ou de mé taux différents, comme on le désire, cepen dant, de préférence, les fils segmentaires ou externes, dans chaque cas., constituent un élé ment de fraction, dans lequel un élément cen tral conducteur ou âme est disposé.
Bien entendu, ainsi qu'on peut s'en ren dre compte aisément d'ailleurs, ,les formes d'exécution représentées aux fig. 4 à 8 pré sentent, comme celles, montrées aux fig. 1 à 3, la particularité que lorsque le conducteur est soumis à un effort -de traction, l'âme ne subit pratiquement aucun effort -de compres sion radial de la part de l'enveloppe et peut se déplacer longitudinalement par rapport à celle-ci, à son intérieur.
On sait que,dans les lignes aériennes pour le transport de l'énergie électrique, le con ducteur doit être de grande résistance à la traction et de grande conductibilité électri que, mais également de petit diamètre ou de faible section, afin -de maintenir aussi bas que possible les efforts mécaniques auxquels les conducteurs sont soumis.
Il -est èga.lement bien connu qu'une augmentation donnée du diamètre @du .conducteur occasionne une aug mentation proportionnellement plus grande des efforts qui sont dus aux charges du câble par de la glace ou de la neige et à la résistance au vent. Ces efforts déterminent directement la flèche de la ligne -et les dimensions des supports pour :la construction de lignes aé riennes.
Bien que pour une -capacité donnée de transport de courant, un conducteur to- ronné soit -de diamètre plus grand qu'un con ducteur en une seule pièce, ,des conducteurs toronn.éssontpresque invariablement employés pour les dignes aériennes, du fait de leur plus grande résistance mécanique et de leur sé curité à -la rupture ,dans les conditions pr6va- lant pour ces lignes.
Le conducteur décrit sera avantageuse ment employé pour les lignes de transmission aérienne d'énergie électrique, grâce au fait due son diamètre ou sa -section transversale est petit par rapport à sa capacité :de trans port de courant et que sa résistance mécani que peut être rendue relativement grande, par rapport à. des conducteurs de types con nus et -de mêmes ,dimensions ou de même capa cité de transport -de courant.
Le conducteur selon d'invention peut être fait entièrement en acier, en cuivre, en alu minium .ou ,en n'importe :quel autre métal ou encore en plusieurs métaux différents, en combinaison, n'importe lesquels .ou tous. des fils du conducteur :étant recouverts, si on le désire, avec du cuivre, de l'aluminium ou un autre métal de point de fusion relativement bas. Il est désirable, dans tous les cas, qu'un nombre aussi grand que possible .de fils du conducteur soient @de la même configuration en section transversale.
Dans tous des cas, le fil noyau central peut comprendre un seul fil ou plusieurs fils réunis ensemble sous une forme pratiquement circulaire.
En comparant le conducteur selon la pré sente invention avec les conducteurs existant, on remarquera qu'il est moins soumis aux mauvais effets résultant de la corrosion électrolytique -des fils, lorsque ceux-ci sont en métaux -différents que lorsqu'il est isolé, il demande une doublure isolante et protec trice ou isolante ou protectrice moins impor tante;
qu'il est résistant au point,de vue mé canique, particulièrement en ce qui concerne son pouvoir de résistance aux efforts -de trac tion, plus spécialement lorsqu'il est. chargé par de d@a glace ou de la neige et lorsqu'il est soumis à la pression du vent ou dans l'un de ces cas seulement; :qu'il présente une résis tance mécanique élevée, ainsi qu'une conduc- tibilité électrique élevée, en :comparaison avec son -diamètre.
On remarquera éga lement que dans un conducteur selon la présente invention, des avantages peuvent être obtenus, du fait que certains métaux ont une plus grande conduc- tibilité électrique lorsqu'ils sont à l'état mou, que lorsqu'ils sont à l'état dur. On peut, en effet, former n'importe lequel des fils du con ducteur avec :des métaux mous, même lors que le conducteur doit résister à de grands efforts de traction.
Bien qu'il soit désirable, en général, de prévoir :dans un conducteur selon la présente invention, des éléments de traction et con ducteur -et,qu'il soit également .désirable que la section transversale du conducteur soit continue ou :
que les surfaces internes -des fils soit contiguës, on comprenda que dans cer tain cas, un @de ces facteurs seulement peut être requis et que dans ces circonstances, le conducteur comportera plusieurs fils qui se ront, soit tous de ,la même matière, soit de n'importe quelle configuration voulue, en coupe transversale.
Bien qu'on préfère, en général, faire le to ron central en un métal très conducteur, et les torons externes en un métal de grande ré sistan.ce à la traction, on peut faire usage d'un noyau en acier ou autre matière -de grande ré sistance à la traction et faire un ou plusieurs -des torons externes, -en cuivre ou en un au tre métal très conducteur.
Electrical conductor. The present invention relates to a conductor: electrical comprising a core formed of at least one wire and contained in and surrounded by an envelope formed of at least three wires.
This conductor is characterized in that the envelope is formed, at least in part, of threads having a cross-section of such shape and which are arranged so that -this envelope can practically not exert any radial compressive force on the core.
This conductor can be used, among other things, to constitute an overhead line for the transmission of electrical energy. It can also be used as an insulated cable for underground conduits.
The accompanying drawing shows, by way of example, eight embodiments of the conductor shown in section, respectively in FIGS. 1 to 8: As shown in fig. 1, -exter <B> II </B> steel wires, for example, surround a central copper wire 12 in one piece, constituting the core of the conductor.
Each of the steel wires 11 has. flat surfaces 13, so that together they constitute what may be called a circular sleeve and they cannot, when the conductor is subjected to tension, stretch and compress the copper core or core 12 conductive or even prevent the longitudinal movement of this core inside the casing formed by the wires 11.
The conductor -is thus formed of two elements: one, which will be called traction element, which .is. consisting of the casing, that is to say by the wires 11 - of high mechanical resistance, and the other, which will be called the conductive element, which is the core 12 - of high electrical conductivity .
Thanks to. this arrangement, when the conductor is subjected to a tractive force (as a result of its load by ice or snow, or under the effect of the wind, if it constitutes an overhead line of electrical energy ), practically the major part of -this force -is supported by the traction element. In addition, in this same case, the conductive element is subjected to practically no radial compressive force of the part of the casing, which leaves it the possibility of moving lon gitudinally with respect to this casing. , in this one.
As shown in fig. 2, -external son 14 of steel, constituting the traction element, again surround a central wire 15 of a single piece of copper constituting the core and at the same time the conductive element. But in this case, the son 14 of steel each present tent a concave face 16. This embodiment enjoys -des. properties shown for the previous one.
In the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the voids or interstices can be filled by dipping the joined wires in molten metal, preferably in a metal having a lower melting point than that of the metal of the wires of the cable 11 and 12, respectively. 14 and 15 of the conductor, so as to form a composite conductor having a single cylindrical surface. The broken lines in fig. 1 represents this provision.
In the conductor shown in FIG. 3. a central wire 17 or core -a single piece, made of copper, -is surrounded by several steel wires, alternately circular 18 and concave 19 in shape on their sides, -which form an envelope for the core.
In all of these examples, the conductor wires must not have a continuous or uninterrupted surface in cross section.
The conductor shown in FIG. 4 of the drawings is very simple in shape and has a circular central wire 20, constituting the core, around which segmental wires 21 which form the shell are placed.
Fig. 5 shows a similar arrangement, but in this case, the side faces 22 or contiguous .des son 23 segmental present semi-circular grooves which are filled by circular son 24, when the son 23 are joined together. In fig. 6, adjacent faces 25 of the segmental threads 26 have grooves and ribs intended to penetrate one another, as shown at 27, when the threads 26 are joined together.
In fig. 7 and 8, adjacent faces of contiguous segmental threads 28 and 30 are either curled at 29 in opposite directions or are concave and convex in shape, as shown at 31.
The conductors shown in fig. 4, 5, 6, 7 and 8 all exhibit, in cross-section, a substantially uninterrupted or continuous surface. The wires of these conductors may: all be of the same metal or of different metals, as desired, however, preferably the segmental or outer wires, in each case., Constitute a fraction element, in which a central conductive element or core is arranged.
Of course, as can easily be seen elsewhere, the embodiments shown in FIGS. 4 to 8 present, like those shown in figs. 1 to 3, the particularity that when the conductor is subjected to a tensile force, the core undergoes practically no radial compressive force from the casing and can move longitudinally with respect to the latter , inside.
It is known that, in overhead lines for the transport of electrical energy, the conductor must be of high tensile strength and high electrical conductivity, but also of small diameter or small section, in order to also maintain as low as possible the mechanical stresses to which the conductors are subjected.
It is also well known that a given increase in the diameter of the conductor causes a proportionally greater increase in the forces which are due to the loads of the cable by ice or snow and to the resistance to the wind. These forces directly determine the deflection of the line and the dimensions of the supports for: the construction of overhead lines.
Although for a given current carrying capacity a cored conductor is larger in diameter than a one-piece conductor, stranded conductors are almost invariably used for aerial worthies, due to their size. greater mechanical resistance and their safety against breakage, under the conditions prevailing for these lines.
The conductor described will be advantageously used for overhead electrical energy transmission lines, thanks to the fact that its diameter or its cross-section is small compared to its capacity: of current trans port and that its mechanical resistance can be made relatively large, compared to. conductors of known types and -of the same, dimensions or of the same current-carrying capacity.
The conductor according to the invention can be made entirely of steel, copper, aluminum .or, any other metal or even several different metals, in combination, any .or all. conductor wires: being coated, if desired, with copper, aluminum or other relatively low melting point metal. It is desirable in any event that as many conductor wires as possible be of the same cross-sectional configuration.
In any event, the central core yarn may comprise a single yarn or several yarns joined together in a substantially circular shape.
By comparing the conductor according to the present invention with the existing conductors, it will be noted that it is less subject to the bad effects resulting from the electrolytic corrosion of the wires, when these are made of different metals than when it is insulated, it requires an insulating and protective or less important insulating or protective lining;
that it is resistant from a mechanical point of view, particularly as regards its power of resistance to tensile forces, more especially when it is. loaded by ice or snow and when subjected to wind pressure or in one of these cases only; : that it presents a high mechanical resistance, as well as a high electrical conduc- tivity, in: comparison with its -diameter.
It will also be appreciated that in a conductor according to the present invention, advantages can be obtained, since certain metals have a greater electrical conductivity when they are in the soft state, than when they are in the soft state. hard state. Any of the wires of the conductor can in fact be formed with: soft metals, even when the conductor has to withstand great tensile forces.
Although it is generally desirable to provide: in a conductor according to the present invention, traction and conductor elements - and it is also desirable that the conductor cross section be continuous or:
that the internal surfaces of the wires are contiguous, it will be understood that in certain cases only one of these factors may be required and that in these circumstances the conductor will have several wires which will all be made of the same material, or of any desired configuration, in cross section.
Although it is generally preferred to make the central core of a highly conductive metal, and the outer strands of a metal of high tensile strength, a core of steel or other material can be used. -high tensile strength and make one or more -external strands, -in copper or in another highly conductive metal.