CHAPITRE PREMIER

Conducteurs électriques. — Lignes aériennes. — Lignes souterraines. — Mesure de risolation d*un conducteur. — Sections à donner aux conducteurs. — Canalisations à l'intérieur des maisons.— Coupe-circuits. — Surveillance de risolation — Parafoudres.

239. Conducteurs électriques. -^ Une ligne électrique, destinée à conduire un courant depuis son lieu de production jusqu'à son lieu d'utilisation doit toujours être isolée du sol.

Lorsqu'il s'agit d'un courant de faible puissance, analogue à ceux dont on fait usage en télégraphie, on n'emploie qu'un seul fil de cuivre qui part d'une borne du générateur et vient aboutir à une borne du récepteur ; la seconde borne de chacun de ces appareils est mise en communication avec la terre qui constitue, pour ainsi dire, le fil de retour. Mais pour les courants de haute tension ou de grande intensité, il est prudent d'employer deux conducteurs distincts, pour l'aller et pour le retour du courant ; l'emploi de la terre comme fil de retour aurait, en effet, entre autres inconvénients, celui d'apporter de grandes perturbations dans le régime du courant, pur suite des phénomènes d'électrolyse qui se produi* raient inévitablement au contact des plaques de sol avec la terre humide.

La jonction bout à bout de deux fils conducteurs de petite section se fait toujours à double torsade (fig. 223). Pour des conducteurs plus gros, on peut employer des ligatures en fil fin (fig. 224) en ayant soin de recourber les extrémités des deux conducteurs pour éviter le glissement sous l'influence d'un effort de traction. Lorsque les conducteurs deviennent de véritables barres de cuivre,

comme celles qu*£dison emploie pour ses canalisations, on réunit les bouts des deux barres consécutives par des tronçons de câbles de cuivre terminés par des tubes qui s'emboîtent sur

Fig. 223.

les barres et sont fixés sur elles au moyen de vis ; ce joint flexible qui permet les dilatations est ordinairement renfermé dans une boite de jonction^ composée de deux coquilles métalliques dont les rebords sont réunis par des boulons, avec interposition de lames de caoutchouc. Au lieu d'employer une tige de

Fig. 224.

cuivre pour obtenir un conducteur à forte section, il est préférable de former un câble métallique en cordant plusieurs fils de petit diamètre ; on obtient ainsi un conducteur plus souple et présentant une plus grande surface de refroidissement ; la jonction des bouts de deux conducteurs successifs peut alors se faire par épissure, en enchevêtrant les bouts des fils de cuivre. Pour être sûr d'obtenir une continuité électrique parfaite, on complète ordinairement les joints par des soudures.

Les conducteurs nus exigent des supports isolants. Les isolateurs sont ordinairement des cloches en porcelaine montées sur des tiges en fer qui leur sont intérieurenîent scellées au moyen d'un mastic résineux ; le conducteur est fixé au col de Tisolateur. Pour éviter les dépôts d'humidité qui pourraient faire communi* quer le fil conducteur avec la tige de fer qui supporte l'isolateur, on donne à ce dernier la forme d'une cloche double (fig. 225), ou celle d'une cloche simple dont le bord se recourbe intérieurement de manière à constituer un réservoir annulaire que l'on remplit d'huile (fig. 226).

L'emploi des isolateurs devient inutile si les conducteurs sont

munis de gaines isolantes. La figure 227 représente diverses sections de c&bles isolés fabriqués par la maison Siemens ; les Hls

de cuivre et la matière isolante qui les entoure sont renfermés dans une gaine de plomb annulaire ; cette gaine est elle-même

recouverte d'une couche isolante protégée par deux rubans de fer à spires non jointives ; le tout est recouvert de jute (chanvre de l'Inde) goudronné. La gaine de ptomb a pour but d'empêcher l'humidité extérieure d'arriver jusqu'aux flis de cuivre alors que des

fissures viendraient à se produire dans leur gaine isolante. Le fil de petit diamètre, que Ton voit figurer dans chacun de ces divers câbles, est spécialement isolé des autres; il constitue wnfil pilote^ qui rend possible la mesure des tensions correspondant aux divers points de la ligne lorsque le câble est en service.

On sait que le caotUchonCy qui est la plus précieuse des matières isolantes, est un produit naturel extrait de la sève de certains arbres des régions tropicales. Le caoutchouc pur se soude sur lui-même, se dissout dans beaucoup de liquides, fond à une température assez basse et s'altère vite au contact de l'air ; on modifie beaucoup ses propriétés par la vulcanisation qui consiste à incorporer dans sa masse une proportion de soufre de 6 à 8 p. 100 ; il résiste alors à ses dissolvants ordinaires, ne se soude plus sur lui-même, ne s'altère plus à Tair et devient moins fusible. Le cuivre mis directement en contact avec le caoutchouc vulcanisé serait attaqué par le soufre ; on remédie à cet inconvénient en étamant la surface des fils.

Les divers produits de la distillation du pétrole, c'est-à-dire les huiles et surtout Xdi paraffine sont des isolants. Les tissus végétaux de soie, de coton et de jute, ainsi que le papier et le carton, peuvent aussi être employés pour obtenir l'isolement d'un conducteur.

Le transport des courants alternatifs exige la grande proximité des conducteurs d'aller et de retour, afin d éviter les grandes variations des champs magnétiques formés autour de ces conducteurs et, par conséquent, les effets d'induction sur leurs enveloppes métalliques ainsi que sur les conducteurs voisins. Une excellente solution consiste à réunir les deux conducteurs de Taller et du retour dans un câble unique, comprenant un conducteur intérieur entouré d'une gaine isolante et un conducteur annulaire extérieur. Voici, par exemple, la composition des câbles concentriques que l'Usine Municipale des Ilalles, à Paris, a employés dans ses canalisations souterraines pour courants alternatifs. Le câble intérieur comprend 19 fils de cuivre étamés de 2 millimètres de diamètre ; sa gaine isolante se compose d'une couche de caoutchouc para de 1"^,5 d'épaisseur, de trois couches <)e caoutchouc blanc et de trois couches de caoutchouc noir ; le

CANALISATIONS ÉLECTRIQUES Ul

câble extérieur, disposé en couronne, comprend 24 fils de cuiyi*e étamés de l™™^ de diamètre ; sa gaine se composé d'une couche de caoutchouc blanc sans soufre, d'une couche de caoutchouc para de 2""*,0 d'épaisseur, d'une couche de caoutchouc noir, de deux rubans caoutchoutés, d'une couche de chanvre résineux et de deux rubans en coton ; un tuyau de plomb de 2"^'°,5 d'épaisseur entoure le tout ; il est lui-même entouré d'un guipage de filin enduit d'une composition bitumineuse.

240. Lignes aériennes. — La tension à donner au conducteur lors de sa pose doit être calculée de manière à rendre minimum, étant donnée l'élasticité de ce conducteur, la flèche qu'il prendra entre ses deux supports.

Supposons que ces deux supports soient au même niveau, c'est-à-dire sur une horizontale, et désignons par L leur distance. Un fil homogène et flexible dont les extrémités seraient fixées à ces deux supports se mettrait en équilibre, sous l'action de la pesanteur, en affectant la forme d'une courbe plane appelée ckainetle, située dans un plan vertical. Prenons pour origine des coordonnées le point le plus bas de cette courbe, pour axe des x la tangente horizontale en ce point et pour axe des y la verticale ; l'équation de la courbe sera

en désignant par

le rapport de la tension T pour le point le plus bas de la courbe au poids p du fil par mètre courant. Gomme la valeur numérique de a est généralement grande, on peut développer le second membre de l'équation (1) suivant les puissances croissantes de — et négliger les termes dont l'ordre de petitesse est supérieur au second ; on obtient ainsi l'équation approchée

qui substitue une parabole à la chaînette. La flèche / de cet arc

de parabole s^obtient en prenant la valeur de y qui correspond à X = -5- ; on a donc

On connaît d'avance L et /> ; on détermine la tension T en la prenant égale au quart environ de la traction qui, exercée sur le fil, produirait sa rupture. Si le conducteur est en cuivre pur, on peut prendre

tandis qu^avec le bronze silicieux, dont la conductibilité électrique est presque égale à celle du cuivre pur, on peut adopter pour a une valeur quatre fois plus grande, soit

la flèche f est, dans ce dernier cas, quatre fois plus faible que dans Tautre, en sorte que Ton réalise une petite économie sur la longueur du fil.

La tension en un point quelconque (2:, y) de la courbe est égale à T + ;^y ; on a, par conséquent, pour chacun des points d'attache

Pour faire la pose du conducteur entre ces deux points d'attache, on emploie une pince pour saisir le fil, un dynamomètre à ressort indicateur de la tension et un système de mouffles pour exercer la traction qui rendra la tension égale à Tf

La section droite du conducteur doit être sufGsante pour que le courant par lequel il sera traversé ne lui fasse pas acquérir une température qui compromettrait sa solidité. M. Konnely a recueilli expérimentalement les indications suivantes, relatives à des fils de cuivre nus de divers diamètres disposés en lignes aériennes dans un air calme.