| FILS ET CABLES
A partir de 1820
des câbles isolés à la soie naturelle sont utilisés pour la
télégraphie En 1834 Sir William Montgomerie chirurgien envoie de Singapour un échantillon de Gutta-Percha à la Royal society de Londres. Il s'agit d'une gomme extraite de certain arbres tropicaux. Cette gomme isolante est malléable à 100 °c et reprend à froid la consistance du cuir. La Gutta-percha Dés 1840 , des
fils isolés à la gutta percha sont fabriqué pour les fils télégraphiques Le Plomb La gutta-percha ne possédait pas des caractéristiques mécaniques suffisantes pour les câbles aériens. En 1879 l'ingénieur Suisse Borel ( à droite sur la photo ci dessous) met au point une presse qui permet de rétreindre une enveloppe de plomb sur le câble isolé
Le caoutchouc est connu depuis 1839 mais il est cher En 1890 des câbles 3000 volts conçus par Borel isolés au jute imprégné de paraffine et de colophane sont posés à Paris. La même technique sera employée par Siemens pour réaliser un câble 2000 volts posé à Rome et à Milan en 1886 Le papier imprégné En 1890 apparaît le papier imprégnés, Ferranti réalise un câble 10 000volts de 40km de long par tronçons de 6 mètres. Du papier imprégné est enroulé autour du conducteur le tout placé à l'intérieur d'un tube d'acier rempli de bitume
Les câbles dans le monde En 1893 aux Etats Unis apparait le câble isolé au papier imprégné de matière visqueuse , le papier est enroulé en hélice sous gaine de plomb. Les conducteurs sont en cuivre mais l'aluminium commence son apparition. En 1897 un câble 13 kV isolé au caoutchouc est posé à Minneapolis et en 1900 c'est un câble de 25 kV isolé au caoutchouc est essayé dans le Minnesota puis posé en 1902 à Montréal Le papier imprégné est utilisé en Allemagne dans un câble 60kV et 50kV à Barcelone Les câbles haute tension sont surtout utilisés pour les
liaisons sous-marines : Evolution de la distribution électrique 1910 La tension de fonctionnement des câbles atteint 15 kV puis 30 kV, à la fin de la première guerre mondiale la tension passe à 63 kV Les cycle échauffement refroidissement des câbles soumet ceux-ci à des variations de dilatation entraînant des déformations permanentes. Des cavités se créent qui se remplissent d'air. Sous l'effet du champ électrique important, l'air se ionise entraînant des claquages locaux et la détérioration du câble 1917 L'ingénieur italien Emmanuelli de la société Pirelli brevète le câble à huile fluide, en 1933 deux liaisons 63kV sont réalisées avec ce type de câble en région parisienne. La section du conducteur est de 350 mm2 et l'isolant à une épaisseur de 9mm. Ces liaisons ont été retirées en 2004
1930 les câbles 63kV à partir de 1930 se perfectionnent les
sections conductrices passent à 780 mm2 pour une puissance de 100 MVA, puis à
1000mm2 pour 140 MVA. 1938 Le polyéthylène est mis au point en Angleterre, il présente des avantage mais également des inconvénients , sensible à l'oxydation, il permet la diffusion d'autre matériaux en son sein et se fissure sous contrainte, en outre il a un coefficient de dilatation thermique important et cristallise à 105 °C 1963 Le premier câble au polyéthylène basse densité (PEBD) 63kV est mis en service , deux longueurs de 100m d'une section de de 340 mm2. En 1969 c'est un câble PEBD 225 kV qui est installé , il a une âme de cuivre de 360mm2 un isolant de 24mm d'épaisseur et permet la fourniture d'une puissance de 200 MVA. Ces câbles doivent travailler à une température inférieure à 70 °C Le polyéthylène réticulé a été mis au point dans les années 50, c'est une innovation majeure. Il s'agit d'un procédé chimique qui agit sur la structure interne du matériau et qui permet d'améliorer ses caractéristiques et notamment sa résistance aux hautes températures.
L'huile L'étape suivante est atteinte en utilisant de l'huile fusible
dans les câbles précédents les cycles d'échauffement et refroidissement
provoquent des dilatations et rétractations qui entraînent une limite de 4 à 5
kV par mm et des températures admissible de 50 à 60 °c. Le câble à huile fluide
permet des gradients de tension de 9,5kV/mm. Un câble de ce type est installé en
région parisienne depuis 1936 Les cycle échauffement refroidissement des câbles soumet ceux-ci à des variations de dilatation entraînant des déformations permanentes. Des cavités se créent qui se remplissent d'air. Sous l'effet du champ électrique important, l'air se ionise entraînant des claquages locaux et la détérioration du câble
Claquage d'un câble oléostatique 225 000 volts 1917 L'ingénieur italien Emmanuelli de la société Pirelli brevète le câble à huile fluide, en 1933 deux liaisons 63kV sont réalisées avec ce type de câble en région parisienne. La section du conducteur est de 350 mm2 et l'isolant à une épaisseur de 9mm. Ces liaisons ont été retirées en 2004 Le PVC Connu depuis 1835
, redécouvert en 1872 ce n'est qu'en 1926 qu'une méthode de plastification
a été mise au point et que le PVC commença à être utilisé. Le polychlorure de vinyle
(PVC)
est un matériaux obtenu en faisant réagir de l'éthylène avec de l'acide
chlorhydrique en présence d'oxygène. L'éthylène est obtenu à partir du pétrole.
Convenablement chargé, plastifié et stabilisé, il constitue un isolant
utilisable en câblerie. Le PVC réticulé Le polyéthylène réticulé a été mis au point dans les années 50, c'est une innovation majeure. Il s'agit d'un procédé chimique qui agit sur la structure interne du matériau et qui permet d'améliorer ses caractéristiques et notamment sa résistance aux hautes températures Les câbles au
PVC réticulé font leur apparition dans la haute tension en 1962 où un câble de
77 kV est fabriqué au Japon Les fils de bobinages: (voir la fiche de George Jacobs inventeur de l'émaillage) Les fils de bobinage sont classés notamment en fonction de la température à laquelle ils peuvent travailler En général, les
conducteurs sont en Cuivre et l'isolant qui les recouvre est un émail , on
trouve de l'émail polyester résistant à des températures de 180 et même 200 °C
(société IDE)
Ces informations ont été empruntées à la Thèse de Fabrice Aymonino - 03-12-2008 - Université de Toulouse III http://thesesups.ups-tlse.fr/442/1/Aymonino_Fabrice.pdf Les câbles haute température On pourra
distinguer dans ce domaine deux gammes , la haute température 200 à 400°C et la
très haute température jusqu'à 1000 °C et plus.
Les câbles "haute tension"
Un câble haute tension est constitué d'une âme conductrice recouverte d'un
isolant. Deux écrans «semi-conducteurs» sont situés de part et d'autre de
l'isolant. Ils ont pour rôle d'uniformiser le champ électrique et d'effacer les
irrégularités de surface. Le moindre défaut se situant à l'interface entre
l'écran «semi-conducteur» et l'isolant peut être à l'origine d'un renforcement
de champ électrique et conduire au claquage de l'isolant.
Cette fiche est la dernière actuellement (-
septembre 2021) du pot commun histoire de l'électricité. Avec la naissance de
l'informatique et celle de l'électronique il était plus raisonnable de séparer
les deux voies , d'une part l'électronique avec l'arrivée des semi-conducteurs
et d'autres part l'informatique, d'abord mécanique mais après la guerre de 39-45
la paix revenue, les travaux sur le décodage d'énigma aidant, put prendre son
essor.
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