Détériorations des câbles posés. Réparations. — Les

câbles sous-marins peuvent être détériorés par des causes diverses. Dans l'Atlantique, d'énormes bancs déglaces flottantes, venant des pôles, traînent parfois sur le fond de la mer et écrasent lescâbles. Les navires les accrochent quelquefois avec leurs ancres et les rompent lorsqu'ils relèvent celles-ci. Des pêcheurs, et particulièrement les pêcheurs de corail, font de même en retirant leurs filets. Mais les grands ennemis des câbles sont de petits animaux sous-marins qui pénètrent entre les fils de l'armature et rongent la gutta-percha.

Lorsqu'une faute importante se déclare dans un câble, on relève sa position par des mesures qui permettent de déterminer la résistance ou la capacité électrique du tronçon compris entre la terre et le défaut, et, partant, la longueur de câble correspondante. Dans lalocalisation de la faute, il faut tenir compte du mou du câble.

Le navire envoyé pour faire la réparation se transporte vers l'endroit

l3o CANALISATIONS ÉLECTRIQUES.

du défaut en se guidant d'après la position des côtes ou, à défaut, par des mesures nautiques. Il immerge une bouée, puis court en travers de la ligne du câble en traînant un grappin sur le fond. Le câble accroché est ramené à bord et coupé. On détermine quel est le tronçon défectueux et, après avoir fixé le tronçon en bon état à la bouée, on relève le premier jusqu'à ce qu'on soit arrivé à la faute. On coupe le câble en cet endroit, on épisse un bout nouveau et Ton revient à la bouée pour compléter la ligne.

ISOLEMENT DES CANALISATIONS

553- — On définit sous le nom de résistance à Visolement d'une canalisation, la résistance comprise entre le conducteur et la terre. Elle est en raison inverse de la longueur de la ligne, car si la canalisation est isolée à l'une de ses extrémités et reliée par l'autre extrémité à une pile dont un des pôles est à la terre, les dérivations de courant à travers les isolateurs ou la gaine isolante sont échelonnées sur toute la longueur de la ligne et augmentent par suite avec l'étendue de cette dernière. Il s'ensuit que, pour conserver un taux de perte constant, l'isolement par unité de longueur doit croître avec le développement de la canalisation.

La mesure de la résistance à l'isolement s'opère par la méthode de comparaison, décrite au § 238, en observant la déviation occasionnée par le courant de perte dans un galvanomètre gradué, intercalé entre la pile et l'une des extrémités du câble électrique isolé au préalable à l'autre extrémité.

Connaissant la différence de potentiel qui cause le courant, il est facile de déduire la résistance cherchée.

Le courant observé au galvanomètre n'est pas constant pour une différence de potentiel donnée, car au courant de perte s'ajoute le courant de charge du câble , lequel agit comme un condensateur. Ce courant de charge, qui a une valeur élevée au moment de l'application de la pile, va en décroissant; mais avec les diélectriques ordinaires il a encore une intensité appréciable après plusieurs minutes d'électrisation du câble, par suite du phénomène de la charge résiduelle, § 96.

ISOLEMENT DES CANALISATIONS. l3l

Afin de hàtcr Fessai, on convient généralement de rapporter la résistance d'isolement à la déviation observée au galvanomètre après une minute d'électrisation , c'est à dire après que la pile a été appliquée au câble pendant une minute.

La tension de la pile d'essai n'est pas indifférente, et il convient d'effectuer l'essai avec un générateur électrique développant une différence de potentiel au moins égale à celle que le câble a à supporter en service courant. Souvent même, on double la tension à l'essai afin de mettre en évidence certains défauts, tels que les soufflures, les gerçures, etc., qui ne se manifestent qu'à la longue avec une tension réduite.

Lorsque la différence de potentiel appliquée normalement atteint plusieurs centaines, voire même plusieurs milliers de volts, il serait coûteux d'établir, à l'usine de fabrication du câble, une pile d'essai fournissant une tension suffisante. Dans ce cas, on peut recourir aux bobines d'induction qui permettent d'obtenir , à peu de frais, des forces électromotrices très considérables.

La résistance d'isolement par kilomètre, exigée des câbles électriques industriels recouverts d'une gaîne isolante , est généralement très élevée. On exige un isolement minimum de plusieurs centaines de mégohms et une résistance, proportionnelle à la tension, d'au moins 25 mégohms par loo volts, pour les applications utilisant des tensions élevées.

Au premier abord , à part le danger qu'offre le contact des conducteurs mal isolés , on ne voit pas la nécessité d'un isolement aussi considérable, car la perte de puissance correspondante, qui est

loo r

watt

2 5 ooo ooo 2 5oo

par kilomètre, pourrait sans inconvénient devenir beaucoup plus grande sans cesser de représenter une très petite fraction de l'énergie perdue par l'effet Joule dans le conducteur.

On a fréquemment exprimé l'opinion qu'un isolement kilométrique d'un mégohm suffirait largement. Mais la difficulté est de maintenir un tel isolement: les substances qui le procurent ne résistent pas en général à l'action du courant et des agents de décomposition. On est obligé de recourir à des corps tels

l32 CANALISATIONS ÉLECTRIQUES.

que le caoutchouc qui, même sous une épaisseur faible, donnent un pouvoir isolant considérable.

Dans les canalisations aériennes et souterraines à conducteurs nus, risolement varie beaucoup avec Tétat hygrométrique de Tair, par suite de la buée qui se dépose en quantité plus ou moins considérable sur les isolateurs en porcelaine. Dans une atmosphère très-humide, l'isolement peut alors tomber à un mégohm par kilomètre.

A Tusine municipale des Halles de Paris , on a exigé que les câbles, destinés à supporter une tension de 2 400 volts, aient une résistance kilométrique à l'isolement de i ooomcgohms, valeur qui ne doit pas tomber de plus de 10 pour 100 après la pose des cables. La valeur spécifiée ci-dessus correspond à près de 42 mégohms par 100 volts.

Les compagnies d'éclairage électrique de New-York exigent 24 mégohms par kilomètre et par 100 volts, au moment de la pose.

Dans une distribution par transformateurs , il n'y a pas grand inconvénient à comprendre dans l'essai les branchements et les circuits primaires de ces appareils et à rapporter la résistance d'isolement trouvée au kilomètre de canalisation. Mais, dans une distribution en dérivation directe , les raccordements intérieurs des abonnés présentent un développement de cables dont il est difficile d'apprécier l'étendue et qui possède souvent un isolement assez faible, par suite de l'emploi de gaines en coton peu isolantes. On ne peut, dans un cas semblable, baser la résistance d'isolement sur la longueur réelle de la canalisation.

Afin de tourner la difficulté, M. Picou a proposé de considérer l'étendue de la canalisation comme proportionnelle à l'intensité du courant total circulant dans le réseau. Si l'on admet, en outre, que l'isolement doit croître comme la tension, la résistance d'isolement totale d'un réseau pourra se représenter par

e étant la différence de potentiel utilisée dans le réseau et i le courant total fourni à celui-ci. Le coefficient de proportionnalité A* reste à déterminer. Il variera nécessairement avec la tension ;

ISOLEMENT DES CANALISATIONS. l33

divers électriciens pensent qu'il ne doit pas descendre en dessous de k = lo ooo.

Les canalisations électriques doivent , autant que possible , faire Tobjet d'essais périodiques. Ces essais sont surtout utiles pour les circuits destinés à supporter des tensions élevées, comme c'est le cas dans les distributions indirectes, pour lesquelles on peut essayer séparément les câbles primaires aux moments où les générateurs ne fonctionnent pas.

554. — Indicateurs de terre. — Souvent les réseaux électriques sont maintenus constamment en charge, ce qui rend les essais difficiles. Dans ce cas , on adopte une disposition propre à accuser im mdiatement un défaut d'isolement grave dans la canalisation. Soient, par exemple, deux conducteurs , tig. 33 1 , maintenus en

Kig. 33 1.

relation avec les deux pôles d'un générateur développant une différence de potentiel constante. Deux lampes à incandescence L et L', réglées chacune pour cette tension , ne fournissent , quand elles sont disposées en série, comme l'indique la figure, qu'une lumière rougeâtre de faible intensité. Le fil de jonction des lampes est réuni à la terre par une sonnerie trembleuse. Dès qu'une perte de courant sérieuse se produit dans la canalisation , la sonnerie entre en activité, grâce au courant de perte ; celui-ci traversant Tune des lampes, lui donne un éclat supérieur à celui de la lampe voisine. Dans le cas d'un contact du conducteur supérieur avec la terre , c'est la lampe L dont la lumière devient pliis vive.

Souvent , on se contente d'une seule lampe témoin, dont une des bornes est reliée invariablement à la terre et qu'un commutateur permet de raccorder successivement aux deux pôles des générateurs. L'éclat de la lampe varie pendant ces deux opérations si le circuit présente une terre accidentelle.

Si les conducteurs essayés sont alimentés par des courants aller-

CANALISATIONS ELECTRIQUES.

natifs de haute tension, on pourra appliquer la méthode précédente en substituant à la lampe la bobine à fil fin d'un transformateur réducteur, dont la bobine à gros fil est fermée sur une lampe ou un voltmètre Cardew.

M. Picou a imaginé un autre dispositif applicable aux circuits à courants alternatifs. Les deux conducteurs de la distribution sont réunis à des condensateurs formés de deux plaques. Les armatures libres communiquent avec un téléphone relié à la terre. Le fil de

Fig. 332.

jonction est parcouru par des courants alternatifs ;le téléphone Test également s'il se déclare une terre dans le circuit. L'appareil est à indications continues et le bruit du téléphone peut être rendu assez intense pour être entendu à distance.

555. — Mesure de la résistance du défaut. — Pour évaluer la résistance du défaut, M. Picou substitue à la sonnerie de la fig. 33 1 un galvanoscope , et un rhéostat est intercalé entre le point A et la

-O rO^

Fig. 333

terre, fig. 333. On détermine de la sorte une perte artificielle qui contrebalance, sur le galvanoscope, l'influence de la perte réelle due à un contact du conducteur B avec le sol. On fait varier la résistance du rhéostat jusqu'à ce que le galvanoscope revienne au zéro. A ce moment, la résistance insérée est égale à la résistance du défaut, si Ton néglige devant cette dernière la résistance de la canalisation.

ISOLEMENT DES CANALISATIONS

556. — Emploi du voltmètre. — Une autre méthode propre à déterminer la résistance R du défaut , pendant que la canalisation est en charge, nécessite simplement Tusage d'un voltmètre. Soient V et — V les potentiels des raccords de la canalisation avec les générateurs.

En reliant le voltmètre de résistance r, d'une part à la terre , d'autre part au raccord de potentiel V, Tappareil est traversé par un courant qui , si Ton désigne par v le potentiel du câble à Tendroit du défaut, a pour expression

Le nombre de volts marqué par l'instrument est

En raccordant ensuite le voltmètre à l'extrémité — V, on obtient de même

Enfin les bornes de l'appareil étant reliées aux deux extrémités V et — V, celui-ci accuse une tension

De là on tire

557. — Localisation d'un défaut d'isolement. — Une fois la perte constatée et sa résistance mesurée, il convient de déterminer le lieu du défaut, afin de faire disparaître celui-ci. Dans les réseaux maintenus sous tension d'une manière permanente et qui présentent un grand nombre de mailles, cette recherche est parfois difficile.

On ne peut qu'isoler successivement les diverses parties du réseau, en interrompant les communications aux boites de jonction, jusqu'à ce qu'on ait trouvé la partie défectueuse dans laquelle on localise ensuite le dérangement. Dans une recherche semblable, on s'aide d'une pile dont un pôle est à la terre et dont Tautre pôle

CANALISATIONS ELECTRIQUES.

communique avec un galvanomètre ou une sonnerie qu'on relie d'autre part à la section de canalisation essayée. On adopte aussi dans le même but une sonnerie magnéto-électrique qui permet de supprimer la pile. Lorsqu'on fait usage d'un galvanomètre et d'une pile, on peut graduer à Tavance le cadran de l'appareil, de telle sorte que l'aiguille pointe directement la résistance du défaut. Pour localiser sûrement une terre située soit chez un abonné, soit dans une branche du réseau, on adopte souvent le procédé suivant. L'indicateur de Tusine ayant accusé un défaut sur l'un des conducteurs, B par exemple, fig. 333, on substitue au rhéostat un fil de sûreté qu'on choisit très mince d'abord. Si le fil fond sous l'effet du courant de perte, on le remplace par d'autres de diamètres croissants. Pour un diamètre donné, on n'observe plus la fusion , mais c'est l'un des fils qui protègent la branche défectueuse qui fond, mettant ainsi en évidence la position du défaut. Il convient de procéder à un essai semblable avec discernement, en choisissant une heure convenable de la matinée , pour ne pas interrompre le service.

558. — Méthode de la boucle. — Il arrive parfois qu'on ait à localiser une perte à la terre dans une canalisation formée de deux conducteurs bien définis , tels que deux feeders ou deux fils rattachant directement une station génératrice à une station réceptrice. Si l'on peut interrompre le service de ces conducteurs, la méthode dite de la boucle est applicable. Les deux conducteurs sont reliés directement ou bouclés à l'une de leurs extrémités et réunis à l'autre extrémité d'une part par un galvanomètre , d'autre part par un fil divisé, § 236, sur lequel peut glisser un curseur. Celui-ci communique avec une pile dont l'un des pôles est à la terre. On

wmmz

Fig. 334.

ISOLEMENT DES CANALISATIONS. iSj

déplace le curseur jusqu'à ce que le galvanomcire ne dévie plus.

En appelant / et /' les nombres de divisions du fil situées des deux

côtés du curseur, L et L' les deux segments du circuit limités par le

défaut, on a

On suppose que le conducteur double présente une résistance uniforme, ce qui ne serait pas le cas s'il renfermait des joints mal faits.

559. — Méthode de Tauteur. ( * ) — L'auteur s'est bien trouvé d'une méthode basée sur l'emploi du téléphone et qui permet de localiser très exactement la position d'un défaut.

Supposons d'abord, pour plus de simplicité , qu'il s'agisse de rechercher une perte à la terre dans un conducteur isolé à ses deux extrémités. On relie une de celles-ci à une pile communiquant avec la terre par son pôle libre. Un interrupteur, mû par un mécanisme d'horlogerie , rompt le circuit de la pile à des intervalles rapprochés, de manière à envoyer sur la section de ligne comprise entre la pile et le défaut des courants intermittents. On suit cette section à partir de la pile en présentant, normalement au conducteur et le plus près possible de ce dernier, une bobine droite à noyau de fer doux feuilleté ou formé de fils comme le noyau des petites bobines de Ruhmkorff. L'enroulement de cette bobine est relié à un téléphone que l'expérimentateur tient à l'oreille. Les courants intermittents provoquent dans la bobine des courants induits accusés par le téléphone. Au moment où l'on dépasse la position du défaut, le bruit cesse brusquement.

Cette méthode s'applique aisément à une installation intérieure d'abonné, dont le branchement a été interrompu au préalable et dans laquelle il est facile de transporter la bobine parallèlement à la direction des fils placés sous des moulures ou dissimulés dans les cloisons ou planchers.

M) Bulletin de l'Académie Royale des Sciences de Belgique, i885.

Dans le cas d'une canalisation souterraine , la bobine accusatrice devra être approchée du conducteur aux trous d'homme ou aux boîtes de jonction, de manière à localiser le défaut entre deux boîtes de jonction successives. Si le conducteur a une armature métallique protectrice , celle-ci s'enlève aisément aux regards intercalés dans la canalisation.

La méthode peut être tentée même dans le cas d'une canalisation en service. Supposons le cas d'un circuit présentant une terre et communiquant avec une dynamo en marche. On reliera l'un des pôles de la dynamo à l'une des armatures d'un grand condensateur, l'autre armature étant unie à la pile d'essai par l'intermédiaire d'un inverseur de courant à mouvements très rapides.

Les courants alternés ainsi produits provoquent dans le condensateur des charges et des décharges qui trouvent leur écoulement par la partie de ligne comprise entre le condensateur et le défaut et se superposent au courant de la machiné. Ces courants de charge et de décharge ne traversent pas la dynamo à cause de la forte selfinduction de cette dernière. Si donc on suit la partie de ligne indiquée avec la bobine et le téléphone , on découvrira la section défectueuse.