Structures en fils nus pour lignes électriques aériennes

Les conducteurs de ligne aérienne, ainsi que les câbles renforcés au sommet des supports de ligne électrique pour protéger les conducteurs des ondes atmosphériques et des coups de foudre directs, travaillent dans des conditions difficiles, car ils sont à l'extérieur et exposés à divers phénomènes atmosphériques (vent, pluie, verglas , changements de température) et les impuretés chimiques dans l'air extérieur.

Ainsi, outre une bonne conductivité électrique, les fils doivent avoir une résistance mécanique suffisante et bien supporter les effets des phénomènes atmosphériques et des impuretés chimiques. De plus, leur fonctionnement doit être associé aux coûts les plus bas tout en garantissant une alimentation électrique ininterrompue.

Les différentes conditions de fonctionnement des lignes électriques aériennes déterminent le besoin de différentes conceptions de conducteurs.

Les principales constructions sont :

1) conducteurs monofilaires en un seul métal,

2) conducteur métallique unique multifilaire,

3) conducteurs toronnés de deux métaux,

4) fils creux,

5) conducteurs bimétalliques.

En raison de la plus grande résistance mécanique et de la flexibilité par rapport aux conducteurs monoconducteurs de même section, les conducteurs multibrins ont été largement utilisés.

Les conducteurs creux ou creux sont utilisés pour les lignes électriques d'une tension de 220 kV et plus, car en raison de leurs grands diamètres par rapport aux conducteurs multiconducteurs, ils peuvent réduire ou même éviter les pertes corona.

Les fils pleins, comme leur nom l'indique, sont constitués d'un seul fil.

Les fils métalliques simples sont constitués de plusieurs fils torsadés (Fig. 1). Les conducteurs ont un conducteur central autour duquel sont réalisées des couches successives (rangées) de conducteurs. Chaque couche suivante a 6 fils de plus que la précédente. Avec un fil au centre, il y a 6 fils dans la première torsion, dans la deuxième - 12, dans la troisième - 18. Par conséquent, avec une torsion, le fil est tordu à partir de 7, avec deux torsions - à partir de 19, et dans trois torsions - à partir de 37 fils.

La torsion des fils adjacents se fait dans des directions différentes, ce qui donne une forme plus ronde et permet d'obtenir un fil plus résistant au dévidage.

Les fils toronnés d'autres torons sont utilisés dans des cas particuliers.

Riz. 1. Conducteurs multifilaires constitués d'un métal : a-7 fils, b-19 fils.

La résistance temporaire des fils toronnés est d'environ 90 % de la somme des résistances temporaires des fils individuels. La réduction de la résistance temporaire du conducteur est généralement due à la répartition inégale de la force agissant le long du conducteur entre les conducteurs du conducteur.

Avantages des fils tendus

Les fils toronnés présentent un certain nombre d'avantages significatifs par rapport aux fils à un seul fil :

1.Les fils multiconducteurs sont plus souples que les fils unipolaires de même section, ce qui garantit leur plus grande sécurité et leur facilité d'installation.

Sous l'influence du vent, les conducteurs des lignes aériennes oscillent constamment et parfois vibrent, ce qui entraîne des contraintes mécaniques supplémentaires et une fatigue du métal.Dans ce cas, les conducteurs monofilaires sont détruits beaucoup plus rapidement que les multifilaires.

2. Une résistance maximale élevée du matériau ne peut être obtenue que pour des fils de diamètres relativement petits. Des conducteurs monofilaires de section 25, 35 mm2 et plus réduiraient la résistance finale.

Dans les conducteurs multibrins, il ne peut y avoir un affaiblissement de la résistance du fil causé par des défauts de fabrication aussi important que dans les conducteurs monobrins.

Les avantages déclarés des fils multiconducteurs ont conduit au fait que seuls les fils de petites sections étaient fabriqués avec des fils monoconducteurs. Dans la construction de réseaux aériens, dans la plupart des cas, des fils multiconducteurs sont utilisés. Les conducteurs de ligne aérienne en aluminium sont toujours fabriqués avec des conducteurs toronnés. Les conducteurs monofilaires de ce métal n'ont pas la résistance mécanique nécessaire et n'assurent pas la fiabilité de l'alimentation électrique des consommateurs.

Conducteurs acier-aluminium des lignes électriques aériennes

La volonté d'augmenter la résistance mécanique des fils d'aluminium a conduit à la production de fils d'aluminium avec des âmes en acier, dits acier-aluminium.

Les fils d'acier-aluminium sont apparus dans la pratique de la transmission de puissance en raison de la volonté de créer un fil avec une résistance mécanique élevée et une conductivité électrique suffisante.Les avantages des conducteurs en acier-aluminium par rapport aux conducteurs en cuivre conducteurs équivalents sont un poids nettement inférieur et un diamètre extérieur du fil nettement plus grand. En raison de l'augmentation du diamètre, de la tension à laquelle apparaît la couronne du conducteur, il en résulte une réduction des pertes corona.

L'âme du fil est constituée d'un ou plusieurs fils d'acier galvanisé torsadés d'une résistance temporaire d'environ 120 kg/mm2. Les conducteurs en aluminium recouvrant l'âme d'une, deux ou trois couches constituent la partie conductrice du conducteur.

Dans les calculs électriques des fils acier-aluminium, la conductivité électrique de la partie acier du fil n'est pas prise en compte, car elle est relativement faible par rapport à la conductivité de la partie aluminium du fil.

L'acier et l'aluminium subissent des contraintes mécaniques (tension du fil). Dans les conducteurs en acier-aluminium avec un rapport de la section en aluminium à la section en acier d'environ 5-6, les conducteurs en aluminium prennent 50 à 60% de la contrainte totale sur le conducteur, le reste étant l'âme en acier.

Les fils acier-aluminium sont principalement utilisés dans la construction de réseaux régionaux de 35 à 330 mètres carrés.

La résistance des conducteurs acier-aluminium aux réactifs chimiques dans l'air est la même que celle de l'aluminium et de l'acier séparément. Il est impossible de poser des conducteurs acier-aluminium à proximité des mers : il y a destruction rapide des conducteurs aluminium adjacents à l'âme en acier sous l'action de la corrosion électrolytique.

S'il est nécessaire de combiner une faible résistance active d'un fil avec une résistance mécanique très élevée, on utilise des fils acier-bronze et acier-aluminium.

Les conducteurs acier-aluminium les plus courants de la marque AC, avec un rapport entre les sections aluminium et acier d'environ 5,5-6.

Les fils Aldry ont une conductivité électrique légèrement inférieure à celle de l'aluminium, mais une résistance mécanique presque 2 fois supérieure. Aldry est un alliage d'aluminium avec de petites quantités de magnésium et de dioxyde de silicium. Le faible poids spécifique de l'aulne et sa grande résistance mécanique autorisent de longues distances.

Fils creux

Les constructions en fil creux sont illustrées à la Fig. 2. Dans le premier d'entre eux (Fig. 2, a), des fils de cuivre ronds sont superposés au noyau en spirale. En fonction de la section du fil, des actifs de 1 à 3 fils sont créés. Un autre type de fil creux (Fig. 2.6) est constitué de fils profilés reliés par une serrure spéciale.Ce type de fil creux est plus rationnel.

Les lignes de tension de 220 kV et plus, lorsqu'elles sont réalisées avec des conducteurs en acier-aluminium, nécessitent moins de coûts de construction et d'exploitation que les lignes avec des conducteurs creux en cuivre.

Riz. 2. Fils creux: a - avec un noyau vissé de fils ronds, b - de fils façonnés avec une serrure.

Fils bimétalliques

La volonté de combiner la haute conductivité du cuivre avec la haute résistance mécanique de l'acier a conduit à la création de conducteurs bimétalliques. Le fil d'acier est recouvert d'une couche de cuivre, les métaux sont assemblés par soudure. Le rapport de section du cuivre et de l'acier peut être très variable, ce qui permet d'obtenir des fils aux caractéristiques proches de celles des fils de cuivre ou d'acier.

Marques de fils nus modernes et leur conception :

• A - fil torsadé à partir de fils d'aluminium,

• AKP - fil de classe A, mais l'espace entre les fils de tout le fil, à l'exception de la surface extérieure, est rempli de graisse neutre à résistance thermique accrue,

• AC — fil constitué d'une âme en acier et de fils d'aluminium,

• DEMANDE - Fil de marque AC, mais l'espace entre les fils du noyau en acier, y compris sa surface extérieure, est rempli de graisse neutre avec une résistance à la chaleur accrue,

• ASKP - fil de marque AC, mais l'espace entre les fils de tout le fil, à l'exception de la surface extérieure, est rempli de graisse neutre avec une résistance à la chaleur accrue,

• ASK - Conducteur de marque AC, mais le noyau en acier est isolé avec deux bandes de film de polyéthylène téréphtalate. L'âme en acier multifilaire sous feuilles de polyéthylène téréphtalate doit être enduite d'une graisse neutre à résistance thermique accrue,

• Un fil torsadé à partir de conducteurs en alliage d'aluminium non traités thermiquement de marque ABE,

• АЖ — fil torsadé à partir de conducteurs en alliage d'aluminium traité thermiquement de la marque ABE.