CHAPITRE XI LIGNES AÉRIENNES
Classification des lignes. — Conditions d'installation. — Lignes aériennes. — Matériel DE LIGNES. — Conducteurs, mesure du diamètre des fils, fils de fer, galranisation, essai de ,1a galvanisation, essais mécaniques, essais électriques, conditions spéciales ; fils de cuivre, essais mécaniques, essais électriques, conditions spéciales. Moyens de raccordement. — Supports, isolateurs, consoles, scellement. — Mobi d'arrêt des conducteurs sur les isolateurs. — Appuis. — Poteaux en bois, injection, conditions d'acceptation. — Appuis métalliques. — Classification des appuis, poteaux simplfs, poteaux couples, poteaux jumelés, poteaux jumelés couples, poteaux d'angle consolidés, accouplements en talus, poteaux entés, herses. — Plantation des poteaux. — Construction des lignes aériennes, conditions générales, étude, exécution des travaux. — Entrées de postes. — Boîtes et guérites de coupures. — Entretien
Glassiflcation des lignes. — Au point de vue de la construction et du matériel à employer, on peut diviser les lignes télégraphiques en :
Lignes souterraines,
Lignes sous-marines.
Conditions d'installation. — Deux conditions sont indispensables pour qu'une ligne télégraphique puisse fonctionner :
La continuité du conducteur,
Son isolement.
La continuité du conducteur est obtenue en raccordant, bout à bout, par des ligatures ou mieux par de la soudure, les brins de fils livrés par l'industrie suivant des longueurs déterminées, de façon à en former un conducteur unique reliant les stations à desservir.
L'isolement est obtenu, pour les lignes aériennes, en suspendant le conducteur à des supports en matière isolante, convenablement répartis le long de la ligne et disposés de façon à éviter tout contact entre le conducteur et les objets extérieurs; pour les lignes souterraines et les lignes sous-marines, en enveloppant complètement le conducteur d'une matière isolante, sans solution de continuité ni fissure.
LIGNES AERIENNES 481
Les lignes aériennes peuvent être divisées en :
Lignes principales,
Lignes secondaires.
Elles sont construites sur chemin de fer ou sur route.
Les dispositions applicables aux lignes principales le sont également aux lignes secondaires, sauf quelques légères modifications.
Les lignes souterraines sont établies :
En galerie,
En tranchée.
Quant aux lignes sous-marines, les modèles de conducteurs employés diffèrent suivant qu'ils doivent servir aux atterrissements, qu'ils sont destinés aux moyennes profondeurs ou qu'ils sont immergés dans des eaux profondes.
Matériel de ligne. — Le matériel des lignes aériennes comprend :
Les conducteurs,
Les supports,
Les appuis.
Chacun de ces éléments comporte des accessoires dont nous donnerons la description au fur et à mesure que l'occasion s'en présentera.
Gondncteurs. — Bien que Tadministration française essaie actuellement des fils bi-métalliques composés d'un conducteur d'acier recouvert de cuivre et des fils de bronze à résistance mécanique élevée, les conducteurs employés couramment sont en fer ou en cuivre.
Sur les lignes principales construites en fils de fer, le diamètre des conducteurs utilisés, môme pour les fils secondaires, est de 5 ou de 4 millimètres.
Sur les lignes principales construites en fils de cuivre, on peut se servir de conducteurs dont les diamètres sont compris entre 2 et 5 millimètres, en passant par tous les intermédiaires, de demi-millimètre en demi-millimètre.
Mesure du diamètre des fils, — Les fils n'étant pas toujours parfaitement ronds, il convient de mesurer deux diamètres perpendiculaires et de prendre la moyenne des résultats obtenus. La mesure se fait au moyen d'un pied à coulisse, garni d'un vemier, ou bien au moyen d'un instrument spécial nommé palmer. On obtient de la sorte des mesures à i/iO et même à i/iOO de millimètre près.
48^ TËLËÔiiAraiIfi PRATIQUE
Fils de fer. — Le fer a bm» résistsnee électrinpic six fois plus •considérable que celle du cuivre, mais son prix emàron ciaq fois moindre et sa résistance mécanique plus eottsîdérable Font fait longtemps préférer au cuivre pour les constroctioas télégraphiques. On en était quitte pour employer des fils d'un pins fort diamètre, afin d'obtenir une conductibilité sufKsanle.
Aujourd'hui, l'industrie fournit du cuivre dont la ténacité est supérieure à celle du fer.
Le diamètre des fils destinés à devenir des conducteurs télégraphiques a cependant des limites. Trop gros, les fils surchargent les appuis et sont difficilement maniables; trop fins, leur résistance électrique devient considérable et leur résistance mécanique insuffisante. En France, on n'emploie pour les conducteurs en fer que des fils de 5, 4 et 3 millimètres de diaHaètre. Pour les ligatures, pour fixer les condifcteurs sur leurs supports, on fait usage de fil de fer recuit de 1 millimètre de diamètre, dit fil à ligatures. Exceptionnellement, dans certaines régions élevées, dans les pays de montagnes, sujets aux tourmentes de neige, on construit les lignes en fil de fer de 6 millimètres de diamètre. Ces lignes doivent, en effet, ôtre excessivement solides, car les conducteurs ont à supporter, pendant l'hiver, un poids de glace considérable. On a vu des conducteurs recouverts de givre atteindre le diamètre d'une pièce de 2 francs.
Galvanisation. — Le fer exposé à l'air humide est assez pron>ptement détruit par la rouille. Une fois attaqué, le fil de fer est en quelque sorte rongé et diminue de diamètre ; à mesure que son diamètre diminue, sa résistance mécanique décroît et sa résistance électrique augmente; il y a donc un double effet nuisible à combattre.
On est arrivé à protéger le fer contre la rouille en le recouvrant d'une couche de zinc.
Le zinc s'oxyde promptement à l'air, mais cette oxydation n'est que superficielle; elle ne se propage pas comme la rouille, n'atteint que très lentement les pai-ties profondes du mêlai et forme en quelque sorte une gaine protectrice pour le fil de fer qu elle enveloppe.
Le procédé par lequel on recouvre le fer d'une couche de zinc a été imaginé par M. Sorel; il a reçu le nom de galvofiisation.
On galvanise ordinairement 10 ou 1:2 fils à la fois; ces fils, enroulés sur des tambours distincts, et préalablement décapés dans une solution étendue d'acide chlorhydrique, traversent un bain de zinc fondu, avec une vitesse de 30 centimètres par seconde ; le déroulement du fil est calculé en conséquence.
LIGNES AÉRIENHES 48^
Le ziue est fondu dans une bas&îne profonde placée suv uxt focMneau. Les impuretés^ se dépoeent au fond , tandis (|ue les fila à galvaniser sont maintenus dans les cow^hes supérieures. Afin d'empêcher la production d'oxyde de zinc, la surface du bain est saupoudrée de sel ammoniac ou de poussière de charbon.
L'adhérence de la couche de zinc sur le fil de fer est d'autamt plus grande que le zinc est plus pur. A la sortie du bain, les fils sont passés à la filière ou dans du sable fin pour les nettoyer et les polir; cette dernière opération a également pour résultat de rendre la couche de zinc plus solide et moins sujette à s'écailler.
Essai de la galvanisation. — Les fils de o, 4 ou 3 millimètres doivent pouvoir s'enrouler sur un cylindre de 1 centimètre de diamètre et ceux de 1 millimètre sur un cylindre de 3 milli^ mètres de diamètre, sans que la couche de zinc se fendille ou s'écaille.
Après cette épreuve, on fait subir au fil \ immersions successives, de 1 minute chacune, dans un bain de sulfate de cuivre dissous dans cinq fois son poids d'eau. Après chaque immersion les fils sont essuyés, et après la dernière, on ne doit apercevoir aucune tftche rouge, môme partielle, révélant que la surface du fer est mise à nu et qu'U s'y est déposé du cuivre.
Essais mécaniques, — Les fils de fer sont soumis à deux épreuves mécaniques : la traction, le pliage.
Les épreuves de traction sont faites avec im dynamomètre spécial.
Les fils examinés doivent résister sans se rompre à des tractions de :
Fil de 5 millim., 660 kilog. soit par millim. carré, 33 kilog.
Au moment de la rupture, l'allongement ne doit pas être de 6 0/0.
Le fil étant pincé dans un étau doit supporter, sans se rompre, un nombre déterminé de pliages à angle droit, dans un sens et dans l'autre, savoir :
3 pour le fil de 5 millim.
Essais électriques. — La résistance électrique est ramenée à celle d'un fil de fer de 1 millimètre de diamètre, prise àO<^ cen-
tigrade ; à cette température la résistance ne doit pas être supérieure à 153 ohms par kilomètre, soit 6,2 ohms pour le fil de 5 millimètres, 9,68 pour le fil de 4 et 17,2 pour le fil de 3.
• On admet que le coefficient de variation de cette résistance, pour une augmentation de l^'de température, est de 0,00434.
Connaissant la résistance Ko à O*', la formule bien connue R« = Ro (1 4-0,00434/) donne la résistance à / degrés.
Conditions spéciales. — Le poids des fils de fer doit être de :
Fil de 5 millim. : 0,150 à 0,160 kilog. par mètre ; 150 à 160 kilog. par kilom.
Fil de 4 millim. : 0,096 à 0,104 kilog. par mètre; 96 à 104 kilog. par kilom.
* Fil de 3 millim. : 0,053 à 0,058 kilog. par mètre; 53 à 58 kilog. par kilom.
Fil de 1 millim. : 0,0055 à 0,0065 kilog. par mètre; 5,3 à 6,5 kilog. par kilom.
Les fils sont livrés par couronnes ayant 0,60 mètre de diamètre intériieur pour les fils de 5, 4 et 3 millimètres de diamètre, et de 0,30 mètre pour le fil de 1 millimètre.
Chacune de ces couronnes contient, en chiffres ronds :
200 mètres de fil de 5 millim., pesant 30 kilog. 250 — 4 — 25 —
Fils de cuivre^ essais mécaniques. — La résistance à la rupture doit être, en moyenne, de :
750 kilos pour le fil de 5 millim.
L'allongement au moment de la rupture ne doit pas être de 1 0/0.
Le fil doit pouvoir être plié dans un étau, alternativement dans un sens ou dans l'autre, un certain nombre de fois, savoir :
Fil de 5 millim., 3 pliages, rayon des mâchoires, 10 millim-
Fil de 3 millira., 6 pliages, rayon des mâchoires, 6 millim.
Cette expérience se fait à Taide de mâchoires à angles arrondis, de 6 ou de 10 millimètres de rayon. La première flexion, correspondant à un angle de 90°, s'obtient en plaçant le fil dans le prolongement du plan de serrage et en le courbant sur la face d'une des mâchoires. Les autres flexions, correspondant à des angles de 180°, sont comptées successivement à partir de la position occupée par le fil après la première flexion. Dans chaque flexion, le fll doit toucher, dans toutes ses parties, et notamment dans le voisinage du plan du serrage, la face de la mâchoire vers laquelle il est incliné.
Essais électriques, — La résistance électrique, ramenée à la température de 0° centigrade, et calculée pour un fll de 1 millimètre de diamètre, ne doit pas être supérieure à 21,16 ohms par kilomètre. Le coefftcient de correction pour l'augmentation de résistance par degré centigrade est évaluée à 0,0039.
Conditions spéciales, — Les fils de 2 et 2,5 millimètres sont livrés en couronnes ayant 0,40 mètre de diamètre intérieur. Les couronnes de fll de 5 millimètres ont un diamètre intérieur de 0,50 mètre.
Le poids des fils doit être de :
Fil de 5 millim., 0,1775 kilog. par mètre, 177,5 kilog. par kilom.
Moyens de raccordement. — On raccorde les extrémités des couronnes de fil, déroulées pour constituer une ligne télégraphique, au moyen de manchons du même métal que le conduc-
Fig. 251. - Ligature.
leur employé : en fer galvanisé pour les fils de fer, en cuivre pour les fils de cuivre.
486 TEUSGRAPHIE PRATIQUE
Aiicienneiifteii.t, <m faisait usage de ligatures ou de torsades telles que celles représentées par les figures 251 et 252.
Fig. 25e. -> Tonade.
On rendait parfois le contact plus intime en recouvrant de soudure la surface de la ligature. Ces procédés peuvent encore être employés, à titre exceptionnel et essentiellement provisoire^ lorsqu'on n'a pas à sa disposition d'autres moyens d'action, mais, aujourd'hui, tous les raccords de conducteurs à faire pendant la construction des lignes sont exécutés avec des manchons soudés.
Le manchon, imaginé par M. Baron, ancien administrateur des postes et des télégraphes, est un tube à section elliptique, de
dimensions appropriées au diamètre des iUs à re- * ^ lier. Sur une de ses faces
(fig. 253), il porte une large ouverture /7 et à chacune de ses extrémités
Fig. «53. — Manchon. mie échancrure r, d.
Les conducteurs à relier sont introduits dans le manchon et recourbés à angle droit dans les échancrures des extrémités c, d. Par Touverture médiane //, on coule de la soudure à l'intérieur du manchon, de façon à remplir tous les interstices et à assurer une liaison intime entre les deux conducteurs et la surface elliptique enveloppante.
L'outillage du soudeur comporte ; des fers à souder, un fourneau portatif, une cuUler à soudure, un flacon d^esprU de sel J^jchlorure acide de zinc), de la soudure, un morceau de *el ammoniac, des chiffons, de l'eau, une lime tiers-point.
Les deux fils, introduits parallèlement dans le manchon et recourbés à angle droit dams les écbaacntres c, d, sont décapés à Facide clilorfaydrique étendiL, fi'il s^ui^ de âJs de 1er, au chlorure de zinc pour les fils de cuivre ; la soudure fondue est coulée dans le manchon, la main du soudeur étant protégée par un tampon de chifi'ons. La soudure se solidifie rapidement au contact des surfaces métalliques froides, et pourrait ne pas avoir glissé dans tous les joints; il faut la réchauffer avec le fer, pré*-
noms ABMiSRZKES
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fig. 254. — Isolateur à simple docbe.
imhlemeni passé sur un niimieaii de sei mÊUBUOBBkiac. Quand on est certain qu'elle a bien |»éaéÉné entre les conducteurs, à d'intérieur du manchon, on la laisse refroidir et on lave à Téponge, pour enlever rexcèstdeiîliloTure de sine. On ^ejilèV'e ensuite au tiers-point les extrémités des JUfi recoiurbés qoi. dépassent.
On peut é^easieni; so«ider direcieinent avec le fer à .-souder, sans chauffer à Fexcès, surtout ipour le cuivre.
La soudure »eflflaployée pour les fils de cuivre es(t pkus fiisi})le que celle dont om se sert pour les fils de fer; elle coîmtieiil ±/3 d-étain et 1/3 de plomi), au lieu de 1/3 d'étain et 2/3 de plomb.
Pour les fils de cuivre de 3 millimètres et au-dessous, les bouts ne sont pas coupés; ils sont «enroulés sur le ifil de ligne, de duque côté du maBdhon, de manière à if<Mrmer des torsades 4e trois ou quatre spires, qui ne doivent pas être recouvertes 4e soudure. Pour les fils d'un sdiaisièÉre supérieur à 3 millisnètres, on refxmrbe et on ébarl>e les fils en ddiors du aiiaiichoa, camme pour le fil de fer.
Supports, isolateurs Les
^supports ,siir lesquels reposent, «d'esipAce eu espuioe, les fds conducteurs des lignes aériennes ont pour obj'et d'empêcher, dans la mesure du possible, Jes pertes d'électricité que le comductAur pcmnrait subir le Josi^ de son paroaurs par son
contact arec des corps biains ooudu^ieaiiTs de l'électricÉbé. 'Les «If» ports «Mut, ipar canséqueni, £abnîqués avec des Butiorcs isolaates; on les nommie isûlcti^enrs.
Fig. ^5. — Isolateur à double cloche.
Les isolateurs employés sur les lignes du réseau sont tous en porcelaine. La composition de la pâte est de : 60 0/0 de kaolin pur, • 25 0/0 de silice, 15 0/0 d'argile.
Tout le monde connaît aujourd'hui la forme des isolateurs français, c'est une cloche simple ou double, renversée et montée sur une console en fer galvanisée.
Anciennement, les isolateurs avaient une forme plus évasée; c'était en quelque sorte un champignon en porcelaine. Un autre type portait deux oreilles livrant passage aux vis qui fixaient la porcelaine au poteau.
Au centre de la cloche renversée était scellé un crochet en fer galvanisé ou émaillé, supportant le fil conducteur.
Ces différents modèles ont été abandonnés, comme insuffisants, pour faire place aux isolateurs à simple et à double cloche, ces derniers de beaucoup supérieurs aux premiers.
On désigne ces deux types sous la dénomination générique d! isolât eiirs-arrrt s .
Les isolateurs à simple et à double cloche (fig. 25i et 255; ne diffèrent que par leur conformation intérieure. L'isolateur à
double cloche isole deux fois mieux que l'isolateur à simple cloche; la figure 256 fait connaître ses dimensions.
Dans les isolateurs-arrêts, on distingue \^ poupée ou le champignon qui forme la partie centrale du sommet et les oreilles qui sont les appendices latéraux. La partie comprise entre l'oreille et la poupée s'appelle la gorge.
Le fond de la cloche intérieure est creusée en forme de cylindre taraudé; c'est dans cette excavation que l'on scelle la console.
Aux termes des cahiers des charges de l'administration française, les isolateurs doivent être entièrement émaillés, à l'exception du bord sur lequel ils reposent pendant la cuisson et qui doit être poli avec soin.
« Les pâtes employées devront être aussi compactes que possible et à base de kaolin pur. Afin que la qualité puisse
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w^J^ttiC— *Q.— 45;-v.;9.!
Fig. 256. — Dimensions des isolateurs à double cloche.
LIGNES AERIENNES
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Fig. 257. — Essai électrique des isolateurs.
en être vérifiée, les adjudicataires seront tenus de mettre à la disposition de Tadministration les pièces non émaillées qui leur seraient demandées, jusqu'à concurrence de une pour mille des quantités adjugées. Si la pâte employée n'est pas reconnue bonne, elle devra être modifiée jusqu'à ce qu'elle remplisse les conditions voulues.
« L'épreuve électrique pour la réception des fournitures consiste à placer chaque isolateur renversé dans l'eau (fig. 257) sur le fond d'une cuve en fer ou en fonte reliée métalliquement avec l'un des pôles d'une pile, à verser dans la ou les cavités de risolateur de l'eau dans laquelle plongera un fil métallique relié par un galvanomètre très sensible à l'autre pôle de la pile. Dans ces conditions, l'isolateur ne sera reçu que si, avec cent éléments de pile d'un des modèles' employés dans les bureaux télégraphiques, l'aiguille du galvanomètre n'éprouve aucune déviation. Dans le cas où l'aiguille se déplacerait sous l'influence du courant, l'isolateur serait refusé et ne pourrait être représenté. »
Si, dans les mêmes conditions, on mesurait l'isolement, on devrait obtenir au moins :
50 OOOmégohms pour les isolateurs à double et à simple cloche. Les isolateurs pour les fils de cuivre de petit diamètre sont moins volumineux que les autres, tout en conservant la même forme; ils doivent avoir une résistance d'isolement de 50 000 mégohms pour ceux qui sont à double cloche et de 40 000 mégohms pour ceux à simple cloche.
Enfin, pour les entrées de poste, on fait usage de petits isolateurs sans oreilles, dont la résistance d'isolement doit atteindre 20000 mégohms.
Les isolateurs à double cloche sont employés sur les lignes principales, qu'elles soient en fil de fer ou en fil de cuivre. Ils sont également affectés aux fils secondaires, qui empruntent aux lignes principales une partie de leur parcours.
Les isolateurs à simple cloche sont utilisés pour les lignes secondaires sur route et pour les fils des compagnies de chemins de fer.
TELÉGkaAPaœ pratique
Dans quelques cas particuliers, en Algérie et en Tunisie notamment, on fait usage <f isolateurs bUmâés^ dont le reréte- Bumt a pour objet de préserrer la |»effoelaine, que les enfuis ou les g«£DS malv^llaats hrisent souvent à coups de pierres.
Dans cette sorte d'isolateurs (fig. 258 et 259), la docbe en porcelaine est scellée à rintérieur d'une cloche en fonte galvanisée qui la protège entièrement et qui porte la poupée et les oreilles.
Fip, 2:8. — Isolateur blindé.
Fig. 259. — Goii|»e d*ua is^Uteur blindé.
C'est aussi dans un but de protection que Ton essaie, en France, les isolateurs colorés, qui attirent moins Tattention des passants que les isolateurs en porcelaine blanche. En Belgique, Texpérience a démontré que le nooibro des isolateurs colorés brisés par malveillance était notablement inférieur à celui des isolateurs blancs.
Les poids des isolateurs sont de :
Double cloche, grand moéble : 0,050 kg. Simple cloche, — : 0,490 kg.
Double cloche pour fil de petit diamètre : 0,440 kg. Simple cloche — : 0,275 kg.
Isolateur blindé — : 0^770 kg.
Isolateur pour entrée de poste : 0,275 kg. Consoles. — Les isolateurs sont montés sur des consoles en fer galvanisé.
Les consoles sont ; droites, en S, courtes, longues, doubles,
à scellement (elles s'appelleat alors tiges à scellement et ont 50 ou 80 cm de longueur).
