FR2063054A1 - Improvements to electrical conductors. - Google Patents
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- H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
- H02G7/14—Arrangements or devices for damping mechanical oscillations of lines, e.g. for reducing production of sound
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- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/08—Several wires or the like stranded in the form of a rope
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Description
La présente invention se rapporte à des perfectionnements apportés aux conducteurs électriques et, notamment, à ceux utilisés dans les lignes de transmission aériennes . On sait qu'en service ces conducteurs sont exposés à des vibrations induites par le vent, notamment à des vibrations éoliennes et à des vibrations galopantes
Selon la théorie généralement admise, qui a été suggérée par Theodor von Xarman, on sait que quand un conducteur aérien est exposé à l'action du vent, qui se présente généralement comme un écoulement laminaire, des tourbillons d'air, connus sous le nom de "tourbillons de Karman ", se forment du coté du conducteur exposé au vent et alternent entre le sommet et la base de celui-ci . Les tourbillons de Karman engendrés par un vent ayant une vitesse constante peuvent développer des résonances et des vibrations éoliennes dans le conducteur
Les vibrations éoliennes du conducteur peuvent être expri
V mées par la formule mathématique suivante, F = 3,26 D ,dans laquelle F est la.fréquence des forces de Karman en hertz se développant le long du conducteur, V est la vitesse d'écoulement du-vent en km/h auquel un conducteur donné est exposé, D est le diamètre ou la largeur du conducteur en mm et 3,26 est une constante appelée " nombre de Strouhal ". I1 ressort de la formule ci-dessus que la fréquence des forces de Karman engendrées dans un conducteur pendant que souffle un vent donné est directement proportionnelle à la vitesse de ce vent et est inversement proportionnelle au diamètre du conducteur
D'autre part, ut vent turbulent ou relativement rapide induit, dans certains cas, des vibrations galopantes dans le conducteur ; la fréquence de ces vibrations galopantes est inférieure à celle des vibrations éoliennes, mais par contre,leur amplitude est plus grande .Bien que les causes du phénomène des vibrations galopantes ne soient pas entièrement élucidées, les présentes observations et recherches semblent indiquer qu'un vent animé d'une certaine vitesse ou ayant une certaine turbulence, qui vient frapper un conducteur, peut produire à la base de celui-ci une force qui fait non seulement tourner partiellement ce conducteur dans une certaine direction autour de son axe, mais qui le propulse aussi suivant une trajectoire arquée orientée vers le haut . A ou près du sommet de cette trajectoire arquée, le mouvement de rotation du conducteur s'inverse, probablement sous l'action de forces de torsion, et le vent le chasse vers le bas. Une inversion de cette séquence de mouvements se produit ensuite à la base de la trajectoire arquée.Ainsi,selon la vitesse ou la turbulence du vent frappant le conducteur, il peut en résulter une succession de mouvements arqués et de rotations qui se traduisent par des vibrations galopantes de celui-ci. The present invention relates to improvements made to electrical conductors and, in particular, to those used in overhead transmission lines. It is known that in service these conductors are exposed to vibrations induced by the wind, in particular to wind vibrations and to galloping vibrations.
According to the generally accepted theory, which was suggested by Theodor von Xarman, it is known that when an overhead conductor is exposed to the action of wind, which generally presents itself as laminar flow, vortices of air, known as "Karman vortices" form on the side of the conductor exposed to the wind and alternate between the top and the base of the latter. Karman vortices generated by a wind having a constant speed can develop aeolian resonances and vibrations in the conductor
Wind vibrations of the conductor can be expri
V med by the following mathematical formula, F = 3.26 D, where F is the frequency of the Karman forces in hertz developing along the conductor, V is the wind flow speed in km / h at which a given conductor is exposed, D is the diameter or width of the conductor in mm and 3.26 is a constant called "Strouhal number". It emerges from the above formula that the frequency of Karman forces generated in a conductor while a given wind blows is directly proportional to the speed of this wind and is inversely proportional to the diameter of the conductor
On the other hand, a turbulent or relatively rapid wind induces, in certain cases, galloping vibrations in the conductor; the frequency of these galloping vibrations is lower than that of aeolian vibrations, but on the other hand, their amplitude is greater. Although the causes of the phenomenon of galloping vibrations are not fully elucidated, the present observations and research seem to indicate that a wind animated at a certain speed or having a certain turbulence, which strikes a conductor, can produce at the base of the latter a force which not only partially rotates this conductor in a certain direction around its axis, but which propels it also following an arched trajectory oriented upwards. At or near the apex of this arcuate path, the rotational motion of the conductor reverses, possibly under the action of torsional forces, and the wind blows it downward. An inversion of this sequence of movements then occurs at the base of the arcuate path, so depending on the speed or turbulence of the wind hitting the driver, a succession of arcuate movements and rotations can result which results in vibrations. galloping of it.
Un conducteur aérien qui est installé, de façon classique, entre deux pylones, constitue en fait, un système de tiges élastiques qui est analogue à une corde vibrante . Lorsque ce conducteur est perturbé par certaines sortes de vents, comme décrit ci-dessus, il va se mettre à vibrer longitudinalement à diverses fréquences, tant que le vent dure . Or, même si le vent qui souffle le long du conducteur présente normalement un écoulement laminaire intermittent avec des vitesses différentes, les effets des diverses fréquences des vibrations induites par le vent, le long du conducteur, entre les deux pylônes, sont néanmoins, en général, cumulatifs, sur une certaine période de temps, ce dont résultent des dommages du conducteur sous l'action des vibrations pouvant entraîner, par exemple, une rupture de celui-ci. An overhead conductor which is installed, in a conventional manner, between two pylons, in fact constitutes a system of elastic rods which is analogous to a vibrating cord. When this conductor is disturbed by certain kinds of winds, as described above, it will start to vibrate longitudinally at various frequencies, as long as the wind lasts. However, even if the wind blowing along the conductor normally exhibits an intermittent laminar flow with different speeds, the effects of the various frequencies of the vibrations induced by the wind, along the conductor, between the two pylons, are nevertheless, in general, , cumulative, over a certain period of time, resulting in damage to the conductor under the action of vibrations which can lead, for example, to a rupture of the latter.
L'un des buts de la présente invention est de fournir un conducteur perfectionné destiné à l'installation de lignes aériennes et qui permet d'atténuer considérablement les inconvénients ci-dessus
Selon l'invention, un conducteur électrique pour une ligne de transmission aérienne ou analogue présente, en le considérant suivant une direction perpendiculaire à sa longueur, un profil qui varie cycliquement entre un maximum et un minimum dans le sens longitudinal
On peut considérer qu'un conducteur qui présente un tel profil possède une section ayant une forme pratiquement elliptique, car cette section peut être limitée par une enveloppe de forme sensiblement elliptique ayant un grand et un petit axes.One of the aims of the present invention is to provide an improved conductor intended for the installation of overhead lines and which makes it possible to considerably mitigate the above drawbacks.
According to the invention, an electrical conductor for an overhead transmission line or the like has, considering it in a direction perpendicular to its length, a profile which varies cyclically between a maximum and a minimum in the longitudinal direction
It can be considered that a conductor which has such a profile has a section having a practically elliptical shape, because this section can be limited by an envelope of substantially elliptical shape having a large and a small axis.
Plus précisément, l'invention apporte un conducteur électrique pour une ligne de transmission aérienne ou analogue qui comprend un conducteur composé d'un certain nombre de câbles formes de brins multiples, dont itun, au moins, s'enroule continuellement en hélice et étroitement autour de l'autre de façon à produire un conducteur final dont la section transversale a une forme sensiblement elliptique, le grand axe de cette section tournant progressivement autour de l'axe longitudinal du conducteur, constituant ainsi un conducteur ayant un profil à variation continue dans le sens longitudinal, la dimension du grand axe de ce conducteur étant approximativement le double de celle de son petit axe
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitaevif, en référence au dessin annexé, dans lequel
na figure 1 est une vue scnématique en perspective d'une ligne de transmission aérienne pouvant comporter des conducteurs conformes à l'invention
la fig.2 est une vue latérale schématique à plus grande échelle d'un conducteur elliptique conforme à ltinvention sur lequel une série de sections agrandies de certaines parties du conducteur ont été superposées pour illustrer la rotation continue progressive et générale du conducteur elliptique autour de son axe central et le long de sa longueur par rapport à la direction générale d'écoulement du vent;
la flg.3 est une vue latérale partielle d'un conducteur conforme à l'invention;;
les fig. 4 - 7 sont des vues en coupe représentant différentes sections prises respectivement suivant les lignes 4-4 5-5, 6-6 et 7-7 de la fig.3;
la fig.8 est une vue latérale partielle d'un autre conducteur conforme à l'invention;
les fig.9 -11 sont diverses vues en coupe de ce conduc veur prises suivant les lignes u-9, 10--lO et 11-li de la fig.;
la fig.12 est une vue en coupe d'un autre conducteur à brins multiples qui peut evre utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention; ;
a fig.13 est une vue latérale partielle d'un autre mode de réalisation du conducteu-? de l'invention
la fig.14 est une vue en coupe suivant la ligne 14-14 de la fig.1;
la fig.15 est une vue latérale partielle d'un autre mode de réalisation du conducteur de linvention, et
la fig.16 est une coupe suivant la ligne 16-16 de la fig.More specifically, the invention provides an electrical conductor for an overhead transmission line or the like which comprises a conductor composed of a number of cables in the form of multiple strands, of which at least one is continuously wound in a helix and tightly around. on the other so as to produce a final conductor whose cross section has a substantially elliptical shape, the major axis of this section gradually rotating around the longitudinal axis of the conductor, thus constituting a conductor having a continuously varying profile in the longitudinal direction, the dimension of the major axis of this conductor being approximately twice that of its minor axis
Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, given solely by way of non-limiting example, with reference to the appended drawing, in which
na figure 1 is a schematic perspective view of an overhead transmission line which may include conductors in accordance with the invention
Fig. 2 is a schematic side view on a larger scale of an elliptical conductor according to the invention on which a series of enlarged sections of certain parts of the conductor have been superimposed to illustrate the progressive and general continuous rotation of the elliptical conductor around its central axis and along its length relative to the general direction of wind flow;
flg.3 is a partial side view of a conductor according to the invention ;;
figs. 4 - 7 are sectional views showing different sections taken respectively along lines 4-4 5-5, 6-6 and 7-7 of fig.3;
FIG. 8 is a partial side view of another conductor according to the invention;
the fig.9 -11 are various cross-sectional views of this conduc veur taken along the lines u-9, 10 - 10 and 11-li of fig .;
Fig. 12 is a sectional view of another multi-stranded conductor which may be used for the practice of the invention; ;
a fig.13 is a partial side view of another embodiment of the driver. of the invention
Fig. 14 is a sectional view along line 14-14 of Fig.1;
Fig. 15 is a partial side view of another embodiment of the conductor of the invention, and
Fig. 16 is a section taken along line 16-16 of fig.
15. 15.
Sn se référant plus particulièrement à la fig.1, on voit un tronçon d'une ligne aérienne classique 2 qui se compose de sections individuelles comprenant un certain nombre de conducteurs parallèles et espacés 4 suspendus entre les deux pylônes classiques 6 au moyen des ferrures de suspension traditionnelles 7
Le conducteur 4 installé entre les deux pylônes 6, comme représenté sur la figI, est exposé à l'action du vent, comme l'indiquent les flèches 9 sur les diverses figures du dessin.L'action du vent peut induire des vibrations dans la ligne de transmission, entre ses supports, à moins que le conducteur ne soit effectivement amorti, comme c'est le cas du conducteur perfectionné qui fait l'objet de la présente invention et qui va être décrit main tenant
En se référant à nouveau au dessin et plus particulièrement aux fig.2-7, on voit une forme d'exécution préférée d'un conducteur électrique 10 conforme à la présente invention qui peut astre utilisé dans la ligne aérienne typique 2 de la fig.1 et qui comprend, au moins deux câbles à brins multiples 12.Chaque crible de la paire de câbles 12 du conducteur est, de préférence, composé d'un nombre impair de brins individuels incluant un seul brin central ou d'âme 13' et une couche extérieure formée d'une multiplicité de brins individuels 13 enroulés hélicoidalement et disposés étroitement autour du brin central
Des brins centraux 13' des cabales 12 ont, de préférence, tous le meme diamètre mais peuvent avoir des diamètres différents de celui des brins individuels 15 de la couche extérieure des câbles 12. Le cas échéant, les brins 13 de la couche extérieure de l'un des câbles 12 du conducteur 10 pourraient s'enrouler en hélice suivant une direction opposée à la direction d'enroulement des brins de la couche extérieure de l'autre câble 12.Sn referring more particularly to fig. 1, we see a section of a conventional overhead line 2 which is made up of individual sections comprising a number of parallel and spaced conductors 4 suspended between the two conventional pylons 6 by means of the fittings of traditional pendant light 7
The conductor 4 installed between the two pylons 6, as shown in figI, is exposed to the action of the wind, as shown by the arrows 9 in the various figures of the drawing. The action of the wind can induce vibrations in the transmission line, between its supports, unless the conductor is effectively damped, as is the case of the improved conductor which is the subject of the present invention and which will be described now
Referring again to the drawing and more particularly to Figs. 2-7, there is seen a preferred embodiment of an electrical conductor 10 according to the present invention which can be used in the typical overhead line 2 of fig. 1 and which comprises at least two multi-strand cables 12. Each screen of the conductor cable pair 12 is preferably composed of an odd number of individual strands including a single core or core strand 13 'and an outer layer formed of a multiplicity of individual strands 13 helically wound and disposed closely around the central strand
Central strands 13 'of the cabals 12 preferably all have the same diameter but may have different diameters from that of the individual strands 15 of the outer layer of the cables 12. Where appropriate, the strands 13 of the outer layer of the cables. One of the cables 12 of the conductor 10 could wind in a helix in a direction opposite to the direction of winding of the strands of the outer layer of the other cable 12.
Les deux câbles 12 sienroulent eux aussi, étroitement en hélice autour de l'axe central commun 14 du conducteur, de façon à former un conducteur ayant, en section, un profil approximativement elliptique . La dimension du conducteur le long du grand axe M du conducteur elliptique 10 est, avantageusement, maintenue approximativement le double de la dimension de son petit axe S sur toute sa longueur . Les brins 13 de la couche extérieure des deux câbles et les brins centraux de ces deux câbles peuvent être constitués par des métaux identiques ou dissemblables, les brins drame étant, par exemple, en un alliage d'aluminium à haute résistance ou en acier, tandis que les brins 13 des couches extérieures des deux câbles sont en un aluminium ou en un alliage d'aluminium à haute conductibilité . The two cables 12 are also wound closely in a helix around the common central axis 14 of the conductor, so as to form a conductor having, in section, an approximately elliptical profile. The dimension of the conductor along the major axis M of the elliptical conductor 10 is advantageously maintained approximately twice the dimension of its minor axis S over its entire length. The strands 13 of the outer layer of the two cables and the central strands of these two cables can be made of identical or dissimilar metals, the drama strands being, for example, of a high-strength aluminum alloy or of steel, while that the strands 13 of the outer layers of the two cables are made of an aluminum or an aluminum alloy with high conductivity.
Comme l'indique schématiquement la fig.2, le grand axe
M du conducteur elliptique de la présente invention pour une ligne de transmission aérienne tourne en continu autour d'un axe central ou commun 14 à une vitesse qui est fonction du pas général suivant lequel les deux câbles 12 s'enroulent ensemble autour de l'axe commun 14 du conducteur. Du fait de la rotation du.grand axe M du conducteur autour de son axe commun 14, le conducteur 10 présente un profil amélioré et continuellement variable le long de sa longueur si l'on considère une projection sur un plan vertical 36 passant par cet axe commun et coextensif avec l'axe commun du conducteur, comme l'indiquent les fig.4-7.As shown schematically in fig. 2, the major axis
M of the elliptical conductor of the present invention for an overhead transmission line rotates continuously around a central or common axis 14 at a speed which is a function of the general pitch in which the two cables 12 wind together around the axis common 14 of the driver. Due to the rotation of the main axis M of the conductor about its common axis 14, the conductor 10 has an improved profile which is continuously variable along its length if we consider a projection on a vertical plane 36 passing through this axis. common and coextensive with the common axis of the conductor, as shown in fig. 4-7.
Aux fins d'illustration, le plan 36 a été représenté sur les fig.4-7 comme étant disposé perpendiculairement.à la direction générale d'écoulement du vent, indiquée par les flèches 9. For purposes of illustration, plane 36 has been shown in Figs. 4-7 as being arranged perpendicular to the general direction of wind flow, indicated by arrows 9.
Le grand axe M d'une section donnée du conducteur est représenté sur la fig.4, dans une position qui est perpendiculaire au plan 36 et qui coïncide avec la direction du vent, de sorte que l'épaisseur du profil de la section du conducteur, projetée sur le plan vertical , correspond sensiblement à la longueur de son petit axe S, comme l'indique la ligne 15 sur la fig.4.Sur la fig.5, le grand axe M de la section du conducteur a tourné dans le sens des aiguilles d'une montre, à partir de la position de la fig.4, jusqu'à une position verticale coïncident avec le plan vertical 36, de sorte que, dans cette région, la section du conducteur présente une projection dont la hauteur, dans le plan vertical, est indiquée par la ligne 17 qui correspond sensiblement à l'épaisseur du conducteur à son grand axe D'autre part, les grands axes X de certaines autres sections transversales du conducteur, le long de sa longueur, ont été tournés dans le sens des aiguilles d'une montre, à partir de la position de la fig.5, à différentes positions obliquee situées de part d'autre du plan 36, comme l'indiquent les fig. 6-7 . hinsi donc, comme l'indiquent les lignes 19 et 21 des fig.6 et 7, la projection du conducteur sur un plan a, dans certaines régions, une hauteur qui est légèrement inférieure à la dimension du grand axe tout en étant supérieure à celle du petit axe.The major axis M of a given section of the conductor is shown in fig. 4, in a position which is perpendicular to the plane 36 and which coincides with the direction of the wind, so that the thickness of the profile of the conductor section , projected on the vertical plane, corresponds approximately to the length of its minor axis S, as indicated by line 15 in fig. 4. In fig. 5, the major axis M of the conductor section has rotated in the clockwise, from the position of fig. 4, to a vertical position coincide with the vertical plane 36, so that in this region the section of the conductor has a projection whose height , in the vertical plane, is indicated by line 17 which substantially corresponds to the thickness of the conductor at its major axis On the other hand, the major X axes of certain other cross sections of the conductor, along its length, have been turned clockwise, from position of fig.5, at various oblique positions located on either side of plane 36, as shown in fig. 6-7. Thus therefore, as indicated by lines 19 and 21 of Figs. 6 and 7, the projection of the conductor on a plane has, in certain regions, a height which is slightly less than the dimension of the major axis while being greater than that of the minor axis.
Comme l'indiquent les fig.2-7, le conducteur elliptique perfectionné 10 de la présente invention présente des caractéristiques anti-vibratoires améliorées grâce à la hauteur ou à l'é- paisseur constamment changeante de son profil par rapport à la direction générale du vent .En d'autres termes, la configuratio de ce conducteur, grâce à la hauteur constamment et progressivement changeante du profil de sa projection sur un plan simule une surface aérodynamique qui présente un angle toujours différent au vent. étant donné que les tourbillons de Karman sont fonction de l'épaisseur du profil du conducteur, comme il a été expliqué ci-dessus, l'épaisseur continuellement et progressivement changeante du profil du conducteur de la présente invention, lorsqu'on le projette sur un plan de référence commun, a l'avantage d'induire des tourbillons de Karman de grandeur variable qui se contrarient mutuellement, de façon à empêcher effectivement la formation de vibrations dangereuses le long du conducteur aérien . Ainsi donc, comme l'indiquent les fig.2-7, le conducteur elliptique 10, par suite de la rotation hélicolda- le générale des câbles qui le constituent agit, en fait, comme une surface aérodynamique présentant un angle d'attaque constamment changeant par rapport à la direction générale d'écoulement du vent, de sorte que la force induite par le vent en un point quelconque de la longueur de ce conducteur tend à être contrebalancée par une force antagoniste ayant approximativement la même intensité, développée en un autre point, le long de celui-ci,ce dont résulte l'action d'auto-amortissement des vibrations du conducteur décrite ci-dessus
Les bans individuels 1) et 1n' constituant chaque câble de la paire de câbles 12 du conducteur 10, du fait u::ils sen- roulent hélicoidalement et sont disposés étroitement non seule ment autour de l'axe de l'un des cibles 12 de la paire de cibles du conducteur, mais aussi autour de l'axe commun 14 de celui-ci, comme représenté sur les fig.r-7 contribuent avantageusement à l'auto-amortissement des vibrations induites par le vent qui, autrement, tendraient à abréger la durée du conducteur elliptique de l'invention
Les interstices ou les crans formés dans le conducteur entre les brins individuels adjacents autour de la périphérie extérieure du conducteur ont aussi tendance å rompre les tourbillons du vent . ainsi, la manière originale dont les brins individuels 13 et 13' du conducteur 10 s'enroulent en hélice et étroi serment autour de leurs brins centraux et autour de l'axe commun du conducteur, conjointement avec la forme elliptique de celui-ci contribuent à produire un conducteur capable de prévenir automatiquement les vibrations nuisibles induites par le vent.As shown in Figs. 2-7, the improved elliptical conductor 10 of the present invention exhibits improved anti-vibration characteristics by virtue of the constantly changing height or thickness of its profile relative to the general direction of the conductor. In other words, the configuratio of this conductor, thanks to the constantly and progressively changing height of the profile of its projection on a plane, simulates an aerodynamic surface which presents an always different angle to the wind. Since Karman vortices are a function of the thickness of the conductor profile, as explained above, the continuously and progressively changing thickness of the conductor profile of the present invention, when projected onto a common reference plane, has the advantage of inducing Karman vortices of variable magnitude which contradict each other, so as to effectively prevent the formation of dangerous vibrations along the overhead conductor. Thus, as shown in Figs. 2-7, the elliptical conductor 10, as a result of the general helical rotation of the cables which constitute it, acts, in fact, as an aerodynamic surface presenting a constantly changing angle of attack. with respect to the general direction of flow of the wind, so that the force induced by the wind at any point along the length of that conductor tends to be counterbalanced by an opposing force of approximately the same intensity, developed at another point , along it, which results in the self-damping action of the vibrations of the conductor described above
The individual bands 1) and 1n 'constituting each cable of the pair of cables 12 of the conductor 10, due to the fact that they run helically and are arranged closely not only around the axis of one of the targets 12. of the pair of conductor targets, but also around the common axis 14 thereof, as shown in fig.r-7 advantageously contribute to the self-damping of wind-induced vibrations which would otherwise tend to shorten the duration of the elliptical conductor of the invention
Gaps or notches formed in the conductor between adjacent individual strands around the outer periphery of the conductor also tend to break up wind eddies. thus, the original way in which the individual strands 13 and 13 'of the conductor 10 are wound helically and tightly around their central strands and around the common axis of the conductor, together with the elliptical shape of the latter contributes to produce a conductor capable of automatically preventing harmful wind-induced vibrations.
Le conducteur modifié 10' des fig.8-11, qui représente un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, peut comprendre deux câbles à brins multiples 12, comme ci-dessus, s'enroulant en hélice autour d'un axe commun 14' et deux couches extérieures de brins 16 et 18 stenroulant aussi en hélice autour du même axe commun de façon à couvrir pratiquement les deux câbles 12 en formant un conducteur ayant une section approximativement elliptique . Les couches intérieures et extérieures 16 et 18 sont, de préférence, composées respectivement de 18 et de 24 brins individuels d'une matière conductrice, telle qu'une nuance appropriée d'aluminium ou d'alliage d'aluminium .Les couches de couverture 16 et 18 peuvent être composées de brins ayant tous le mNme diamètre . En variante, les brins des couches extérieures 18 pourraient avoir le meme diamètre, diamètre qui, tou trois, serait différent de celui des brins de la couche 16
Comme l'indiquent les fig.8-11, grâce aux deux câbles 12 et aux couches extérieures de brins 16 et 18 du conducteur 10' qui s'enroulent en hélice o-tour d'un axe COmmlUn 14 axe principal M du câble vinent occuper différentes positions par rapport, dlune part, à la direction générale 9 du vent, et, d'autre part,au plan vertical 40 coextensif avec et passant par l'axe commun 14', de sorte que la hauteur du profil de la projection d'une section du conducteur sur le plan 40 varie le long du conducteur. A ce propos, le grand axe M d'une section du conducteur 10' est disposé en un certain point de sa longueur pour coïncider avec le plan 40, de sorte que la hauteur du profil de sa projection sur ce plan correspond sensiblement à la longueur du grand axe du conducteur, comme l'indique la ligne 23 sur lafig.9. The modified conductor 10 'of Figs. 8-11, which represents another advantageous embodiment of the invention, may comprise two multi-strand cables 12, as above, wound in a helix around a common axis. 14 'and two outer layers of strands 16 and 18 also spirally wound around the same common axis so as to substantially cover the two cables 12, forming a conductor having an approximately elliptical section. The inner and outer layers 16 and 18 are preferably composed of 18 and 24 individual strands, respectively, of a conductive material, such as a suitable grade of aluminum or aluminum alloy. The cover layers 16 and 18 may be composed of strands all having the same diameter. As a variant, the strands of the outer layers 18 could have the same diameter, which diameter, all three, would be different from that of the strands of the layer 16.
As shown in fig. 8-11, thanks to the two cables 12 and to the outer layers of strands 16 and 18 of the conductor 10 'which wind in a helix o-turn of an axis COmmlUn 14 main axis M of the cable comes occupy different positions with respect, on the one hand, to the general direction 9 of the wind, and, on the other hand, to the vertical plane 40 coextensive with and passing through the common axis 14 ', so that the height of the profile of the projection a section of the conductor on the plane 40 varies along the conductor. Incidentally, the major axis M of a section of the conductor 10 'is disposed at a certain point of its length to coincide with the plane 40, so that the height of the profile of its projection on this plane corresponds substantially to the length of the major axis of the conductor, as indicated by line 23 in fig. 9.
Sur la fiv.10, on voit le grand axe M d'une autre section du conducteur où cet axe a tourné dans le sens des aiguilles d'une montre de la position de la fig.9, à une position où il coïncide avec la direction 9 du vent, de sorte que la projection sur le plan 40 de l'épaisseur du conducteur correspond sensiblement, comme l'indique la ligne 25 sur la fiv.10, à la longueur du petit axe S de la section .Sur la fig.11, le grand axe M d'une troisième section du conducteur, le long de sa longueur, a été tourné dans le sens des aiguilles d'une montre à une position oblique par rapport à la direction du vent et au plan 40,de sorte que l'épaisseur de la projection du profil de la section du conducteur sur le plan 40 est un peu plus petite que la longueur du grand axe au conducteur, tout en étant plus grande que la longueur de son petit axe, comme l'indique la ligne 27 sur la fig. Ainsi, on voit que le conducteur elliptique 10', qui se compose de deux câbles 12 et des deux couches extérieures 16 et 18 constitue une surface aérodynamique présentant un angle d'attaque constamment changeant au vent, ainsi qu'un profil de hauteur variable quand on le projette sur un certain plan par rapport à la direction du vent afin de prévenir effectivement les vibrations induites par celui-ci, d'une manière analogue à celle décrite ci-dessus à propos du conducteur 10. On fiv. 10, we see the major axis M of another section of the conductor where this axis has rotated clockwise from the position of fig. 9, to a position where it coincides with the direction 9 of the wind, so that the projection on the plane 40 of the thickness of the conductor corresponds approximately, as indicated by line 25 on fiv.10, to the length of the minor axis S of the section. In fig. .11, the major axis M of a third section of the conductor, along its length, has been rotated clockwise to an oblique position with respect to the wind direction and to plane 40, from so that the thickness of the projection of the profile of the section of the conductor on the plane 40 is a little smaller than the length of the major axis to the conductor, while being larger than the length of its minor axis, as indicated line 27 in fig. Thus, it can be seen that the elliptical conductor 10 ', which consists of two cables 12 and the two outer layers 16 and 18 constitutes an aerodynamic surface having a constantly changing angle of attack in the wind, as well as a profile of variable height when it is projected on a certain plane with respect to the direction of the wind in order to effectively prevent the vibrations induced by the latter, in a manner analogous to that described above with regard to the conductor 10.
Une autre variante d'exécution d'un conducteur elliptique 10" conforme à l'invention est représenté sur la fig. 12 et comprend deux câbles à brins multiples enroulés en hélice 12' et une seule couche de couverture extérieure composé de brins individuels 16' . Les brins individuels de la couche extérieure sont enroulés en hélice et sont disposés étroitement autour de la périphérie extérieure des deux câbles 12' de façon à couvrir ceux-ci
Les cables 12' et la couche extérieure 16' peuvent ventre enroulés ensemble en hélice autour de l'axe commun 14" du conducteur pendant la formation de celui-ci .Chaque câble 12' est, de préférence, composé d'un nombre impair de brins et, comparativement aux câbles 12 des conducteurs 10 et 10', se compose de deux couches extérieures de brins individuels 13 et 29 enroulés héli coidalement autour d1un brin central 13' . La couche extérieure 29 de chaque câble 12' du conducteur 10" se compose, de préférence, de 12 brins individuels . D'autre part, la couche de couverture 16' est, de préférence, composée de 28 brins individuels.Another alternative embodiment of an elliptical conductor 10 "according to the invention is shown in Fig. 12 and comprises two multi-strand cables wound in a helix 12 'and a single outer covering layer composed of individual strands 16'. The individual strands of the outer layer are helically wound and are arranged tightly around the outer periphery of the two cables 12 'so as to cover them.
The cables 12 'and the outer layer 16' may be wound together in a helix around the common axis 14 "of the conductor during the formation of the latter. Each cable 12 'is preferably composed of an odd number of strands and, compared to cables 12 of conductors 10 and 10 ', consists of two outer layers of individual strands 13 and 29 helically wound around a central strand 13'. The outer layer 29 of each cable 12 'of conductor 10 "is preferably consists of 12 individual strands. On the other hand, the cover layer 16 'is preferably composed of 28 individual strands.
Le cas échéant, les brins de remplissage 30, ayant généralement un diamètre plus grand que celui de chacun des brins constituant le conducteur 10" sont placés dans les interstices entre les deux câbles 12' et certains brins de la couche extérieure 16', autour de l'axe commun 14" du conducteur 10"
les fig.13 et 14 illustrent un autre mode de réalisation avantageux de l'invention sous la forme d'un conducteur 60 ayant approximativement une forme elliptique et comportant deux câbles extérieurs 62 et un câble intérieur 61 interposé entre ces derniers . Le troisième câble 61 a, de préférence, un diamètre plus grand que celui de chacun des deux câbles extérieurs 62.Chaque câble 62 se compose d'une couche de couverture extérieure ayant, de préférence six brins individuels 64 en aluminium ou en un alliage d'aluminium approprié et un seul brin central 66 en un alliage d'aluminium à haute résistance en acier . Le troisième câble 61 comporte une couche intérieure et une couche extérieure formées respectivement de brins individuels 68 et 70 . Le brin central ou d'âme 72 du troisième câble est entouré par les brins individuels des couches de couverture intérieure et extérieure.Where appropriate, the filler strands 30, generally having a diameter greater than that of each of the strands constituting the conductor 10 "are placed in the interstices between the two cables 12 'and certain strands of the outer layer 16', around common axis 14 "of conductor 10"
FIGS. 13 and 14 illustrate another advantageous embodiment of the invention in the form of a conductor 60 having approximately an elliptical shape and comprising two outer cables 62 and an inner cable 61 interposed between them. The third cable 61 preferably has a diameter larger than that of each of the two outer cables 62. Each cable 62 consists of an outer covering layer preferably having six individual strands 64 of aluminum or an alloy of aluminum. suitable aluminum and a single central strand 66 made of a high strength aluminum alloy steel. The third cable 61 has an inner layer and an outer layer formed respectively of individual strands 68 and 70. The central or core strand 72 of the third cable is surrounded by the individual strands of the inner and outer cover layers.
La couche de couverture intérieure 68 peut comprendre six brins individuels en aluminium ou alliage d'aluminium pour conducteurs électriques entourant un brin central d'âme en alliage d'aluminium à haute résistance ou en acier 72, tandis que la couche de couverture extérieure 70 comprend douze brins individuels d'une matière analogue à celle des brins de la couche 68 . Le brin d'âme 66 de chaque câble extérieur 62 peut avoir le même diamètre ou un diamètre différent de celui du brin central 72 du câble intérieur . Les couches de couverture extérieures des deux câbles 62 se composent de brins individuels de même diamètre.Les brins individuels d'une couche de couverture extérieure des câ- bles extérieurs 62 ont le même diamètre ou un diamètre différent de celui de leur brin central .Les brins individuels des couches de couverture intérieure et extérieure 68 et 70 du câble 61 ont, de préférence, le même diamètre . Toutefois chaque couche de couverture pourrait être constituée par des brins individuels de même diamètre, mais dont le diamètre serait différent de celui des brins constituant l'autre couche
Pour former chacun des câbles extérieurs 62 du conducteur 60, on peuténrouler en hélice les brins individuels de la couche de couverture extérieure, dans une direction ou dans l'autre, autour du brin d'âme de chaque câble de celui-ci, de sorte que les brins individuels de la couche de couverture extérieure de l'un des câbles 62 du conducteur peut s'enrouler autour de son brin central 66 suivant une direction opposée à celle dans la guelle s'enroulent les brins individuels de la couche de couverture extérieure de l'autre câble . De même ,pour former le câble intérieur 61 du conducteur 60, les couches de couverture intérieure et extérieure 68 et 70 peuvent s'enrouler en hélice autour du brin central 72 soit dans la même direction, soit suivant des directions opposées .Le conducteur est, de préférence, formé en enroulant en hélice et en disposant étroitement les deux câbles extérieurs 62 autour de la périphérie extérieure du cable intérieur de façon que les diamètres des trois câbles soient alignés le long du grand axe du conducteur, comme représenté sur la fig.The inner cover layer 68 may include six individual aluminum or aluminum alloy strands for electrical conductors surrounding a central core strand of high strength aluminum alloy or steel 72, while the outer cover layer 70 comprises twelve individual strands of a material similar to that of the strands of layer 68. The core strand 66 of each outer cable 62 may have the same diameter or a different diameter from that of the central strand 72 of the inner cable. The outer covering layers of the two cables 62 consist of individual strands of the same diameter. The individual strands of an outer covering layer of the outer cables 62 have the same or a different diameter than their central strand. Individual strands of the inner and outer cover layers 68 and 70 of the cable 61 preferably have the same diameter. However, each cover layer could be made up of individual strands of the same diameter, but whose diameter would be different from that of the strands constituting the other layer.
To form each of the outer cables 62 of the conductor 60, the individual strands of the outer covering layer can be helically wound, in one direction or the other, around the core strand of each cable thereof, so that the individual strands of the outer covering layer of one of the cables 62 of the conductor can wrap around its central strand 66 in a direction opposite to that in the guelle wind the individual strands of the outer covering layer of the other cable. Likewise, to form the inner cable 61 of the conductor 60, the inner and outer cover layers 68 and 70 may helically wrap around the central strand 72 either in the same direction or in opposite directions. preferably formed by helically winding and tightly arranging the two outer cables 62 around the outer periphery of the inner cable so that the diameters of the three cables are aligned along the major axis of the conductor, as shown in FIG.
14.14.
Le cas échéant, les câbles 61 et 62 pourraient & re entourés par une couche de couverture 76, esquissée en pointillé sur la fig.14, à l'instar du conducteur 10' de la fig.12, cette couche 76 se composant de brins d'aluminium ou d'alliage d'aluminium de nuance appropriée .Un brin de remplissage pourrait astre placé dans les interstices entre les brins adjacents 64 et 70 des couches de couverture extérieures de câbles 62 et 61,le cas échéant
n se référant à la fi.14, on voit que le grand axe iiI d'une section du conducteur elliptique 60 est aisposé suivant un certain angle par rapport à la direction 9 du vent et au plan vertical 75 coextensif avec et passant par l'axe commun 73 du conducteur . our la fig.14, le grand axe M du conducteur 60 est représenté dans une position qui est alignée avec la direction générale d'écoulement 9 du vent, projetant ainsi sur le plan vertical 75 un profil dont la longueur correspond sensiblement à celle du petit axe S du conducteur, comme l'indique la ligne 74 .Bien que d'autres sections du conducteur 60 n'aient pas té représentées, pour simplifier, il ressort clairement de la description précédente, par exemple, des fig.4-7, concernant le conducteur 10 de la présente invention, que diverses sections prises suivant la longueur du conducteur 60 présentent des profils variables par rapport à un plan donné, tel que le plan 75, ainsi que des angles d'attaque variables par rapport à la direction générale du vent, évitant ainsi effectivement des vibrations induites par le vent, conforménient aux principes de la présente invention
Les fig.15 et 16 illustrent un autre conducteur 80 conforme à l'invention qui comprend un premier câble 82 et un second câble 84 dont le diamètre est plus petit que celui du câble 82.Pendant la formation du conducteur cG, le câble 84 est enroulé hélicolda- lement et étroitement autour de l'axe 83 du câble 82. kinsi, le câble 8'2 constitue le brin central du câble 80.If necessary, the cables 61 and 62 could be surrounded by a covering layer 76, sketched in dotted lines in Fig. 14, like the conductor 10 'of Fig. 12, this layer 76 consisting of strands aluminum or aluminum alloy of appropriate grade. A filler strand could be placed in the interstices between adjacent strands 64 and 70 of the outer covering layers of cables 62 and 61, if applicable
n referring to fi.14, we see that the major axis iiI of a section of the elliptical conductor 60 is placed at a certain angle with respect to the direction 9 of the wind and to the vertical plane 75 coextensive with and passing through the common axis 73 of the conductor. in fig. 14, the major axis M of the conductor 60 is shown in a position which is aligned with the general direction of flow 9 of the wind, thus projecting on the vertical plane 75 a profile whose length corresponds substantially to that of the small S axis of the conductor, as indicated by line 74. Although other sections of the conductor 60 have not been shown, for simplicity, it is clear from the previous description, for example, from Figs. 4-7, concerning the conductor 10 of the present invention, that various sections taken along the length of the conductor 60 have varying profiles with respect to a given plane, such as the plane 75, as well as varying angles of attack with respect to the general direction wind, thereby effectively avoiding wind-induced vibrations, in accordance with the principles of the present invention
Figs. 15 and 16 illustrate another conductor 80 according to the invention which comprises a first cable 82 and a second cable 84 the diameter of which is smaller than that of the cable 82. During the formation of the conductor cG, the cable 84 is helically and tightly wound around the axis 83 of the cable 82. Thus, the cable 8'2 constitutes the central strand of the cable 80.
Le câble 84 se compose, de préférence, d'un brin central 86 en acier ou en aluminium à haute résistance et d'une couche de couverture extérieure 88 formée, de préférence, de six brins individuels d'aluminium ou d'un alliage d'alwuminium approprié enroulés en hélice et étroitement autour du brin central. Le câble 2 se compose, de préférence, d'un brin central unique 90 en acier ou en aluminium à haute résistance et de couches de couverture 92 et 94 composées de brins individuels d'aluminium ou d'alliais d'aluminiun appropriés .Les brins individuels 92 et 94 des couches de couverture intérieure et extérieure du câble 82 sont enroulés ensemble dans la même direction suivant des directions opposes autour d brin central 90 . La couche de couverture intérieure est, de préférence, constituée par six brins 92, la couche extérieure étant, de préférence, formée de douze brins 94 .Du fait que les câbles 82 et 84 ont des diamètres différents, le centre d'une section quelconque du conducteur, le long de sa longueur est décalé de l'axe 83 du câble 82, en direction de 1'ave 5 du petit câble 84, le long du grand axe M du conducteur zou 80
Somme dans le conducteur 10" de la fig.12, le pourtour extérieur des câbles 82 et 84 pourrait être couvert par une couche extérieure 96, esquissée en pointillé sur la Fig.16 et composée de brins d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium approprié .Le cas échéant, un brin de remplissage pourrait être placé dans les interstices entre les brins adjacents 88 et 94 de la couche de couverture extérieure des câbles 84 et 82
Sur la fig.16, -le grand axe M d'une section du conducteur 80 a eté tourné dans une certaine position par rapport à un plan vertical 98, ainsi que par rapport à la direction générale 9 du vent . Bien que la section du conducteur 80 ait une forme elliptique, la section du conducteur est, en fait, ovale . En conséquance, le conducteur 80 empêche effectivement les vibrations induites par le vent de se développer, en accord avec les principes de la présente invention, comme c'est le cas dans les modes de réalisation décrits en retard des fig.2-7, 8-11, 12 et 13-14.Cable 84 preferably consists of a central strand 86 of high strength steel or aluminum and an outer covering layer 88 preferably formed of six individual strands of aluminum or an alloy. suitable aluminum coiled in a helix and tightly around the central strand. The cable 2 preferably consists of a single central strand 90 of high strength steel or aluminum and cover layers 92 and 94 composed of individual strands of aluminum or suitable aluminum alloys. Individual 92 and 94 of the inner and outer cover layers of cable 82 are wound together in the same direction in opposite directions around central strand 90. The inner cover layer is preferably six strands 92, the outer layer preferably being twelve strands 94. Since the cables 82 and 84 have different diameters, the center of any section of the conductor, along its length is offset from the axis 83 of the cable 82, in the direction of the ave 5 of the small cable 84, along the major axis M of the conductor zor 80
Sum in the conductor 10 "of fig.12, the outer circumference of the cables 82 and 84 could be covered by an outer layer 96, sketched in dotted lines in Fig.16 and composed of strands of aluminum or an alloy of suitable aluminum. If necessary, a filler strand could be placed in the interstices between adjacent strands 88 and 94 of the outer covering layer of cables 84 and 82
In fig.16, -the major axis M of a section of the conductor 80 has been rotated to a certain position relative to a vertical plane 98, as well as relative to the general direction 9 of the wind. Although the section of the conductor 80 has an elliptical shape, the section of the conductor is, in fact, oval. Accordingly, the conductor 80 effectively prevents wind-induced vibrations from developing, in accordance with the principles of the present invention, as is the case in the later described embodiments of Figs. 2-7, 8. -11, 12 and 13-14.
Il ressort de ce qui précède que les conducteurs qui font l'objet de la présente invention, bien qu'ayant une section el elliptique, peuvent néanmoins être facilement fabriqués par des équipements industriels classiques . Bien que les conducteurs de la présente invention soient composés de deux ou de plusieurs câbles â brins multiples, ainsi que, dans certains cas, d'une ou de plusieurs couches de couverture extérieures, la structure particulière du conducteur de l'invention qui sera réellement adoptée pour une ligne de transmission aérienne devant être installée à un emplacement donné dépendra, généralement, de la capacité électrique exigée du conducteur et/ou de la résistance physique générale qu'il doit présenter It emerges from the foregoing that the conductors which are the subject of the present invention, although having an elliptical cross section, can nevertheless be easily manufactured by conventional industrial equipment. Although the conductors of the present invention are comprised of two or more multi-strand cables, as well as, in some cases, one or more outer covering layers, the particular structure of the conductor of the invention will actually be. adopted for an overhead transmission line to be installed at a given location will generally depend on the electrical capacity required of the conductor and / or the general physical resistance it must present
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