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17/09/2008Madame, MonsieurDossier dlivr pour

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Lignes ariennes : matriels

Accessoirespar Christian DAUVILLIERS

Ingnieur retour dexprience et animation technique liaisonsau Rseau de Transport dlectricit Centre National dExpertises Rseaux (RTE-CNER)

es principaux accessoires de lignes sont les organes de raccordement desconducteurs entre eux(bout bout ou pour les drivations) et les organes

de fixation des conducteurs aux isolateurs(en suspension ou en ancrage). Pourles lignes en faisceau, il faut signaler les entretoisesqui maintiennent lcarte-ment entre les sous-conducteurs. Enfin, il faut galement voquer les accessoi-res fixs sur les conducteurs.

Cet article fait partie dune srie sur le matriel des lignes ariennes : [D 4 423] Lignes ariennes : matriels. Isolateurs ; [D 4 425] Lignes ariennes : matriels. Fondations des supports .

1. Dispositifs de jonction et de drivation des conducteurs ........... D 4 428 - 21.1 Manchons de jonction................................................................................. 21.2 Drivations ................................................................................................... 2

2. Dispositifs dancrage .............................................................................. 2

3. Fixation des conducteurs aux isolateurs .......................................... 33.1 Isolateurs suspendus .................................................................................. 33.2 Isolateurs rigides ......................................................................................... 4

4. Entretoises ................................................................................................. 4

5. Accessoires fixs sur les conducteurs............................................... 55.1 Balises lumineuses ...................................................................................... 55.2 Balises diurnes............................................................................................. 55.3 Balises avifaunes ......................................................................................... 55.4 Contrepoids antigiratoires .......................................................................... 55.5 Contrepoids de bretelles............................................................................. 55.6 Bretelles antivibratoires.............................................................................. 65.7 Amortisseurs stockbridge ..................................................................... 65.8 Espaceurs ..................................................................................................... 6

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1. Dispositifs de jonctionet de drivationdes conducteurs

Les conducteurs ariens ne sont jamais runis par soudure oupissure. Les dispositifs de jonction doivent avoir une rsistancemcanique au moins gale 95 % de la charge de rupture assignedu conducteur sur lequel ils sont monts. Ils doivent en outre con-duire le courant sans prsenter dchauffements prohibitifs. Lanorme NF C 66-800 daot 1978 (Raccords pour lignes ariennes.Raccords de jonction, de drivation et dextrmit) et la normeNF EN 61-284 de mai 2000 (Lignes ariennes. Exigences et essaispour le matriel dquipement) fixent les caractristiques que doi-vent prsenter les raccords.

1.1 Manchons de jonction

Les modles les plus utiliss sont les manchons du type com-prim.

Le manchon comprim (figure 1) est form dun tube rond demtal (en gnral en alliage daluminium pour la jonction de lalumi-nium ou de lalliage daluminium, en acier pour la jonction en acier),que lon comprime par petites passes successives, se recouvrantdun tiers de leur longueur, laide dune presse hydraulique.

Le manchon de type fils en hlice (ou fils prforms)est employ,surtout aux tats-Unis, pour la jonction des cbles homognes oucomportant une me dacier de section relativement petite par rap-port la partie conductrice. Ce manchon est form de plusieurs fils

en alliage daluminium, prforms en hlice de diamtre lgre-ment infrieur au diamtre du conducteur. Un manchon comprenden gnral une dizaine de fils qui se posent la main sans ncessiterde machine ou doutils spciaux.

Le manchon tirest galement form dun tube rond de mtalrecuit que lon tire sur chacune des extrmits raccorder aumoyen dune sorte de filire. Pour les cbles bimtalliques (alumi-nium-acier ou almlec-acier) les jonctions sont ralises spar-ment sur lacier et sur la section conductrice.

Les manchons du type torsad ou coincement coniquene sontplus utiliss.

1.2 Drivations

Les drivations sont frquemment ralises laide de raccordsen deux parties. La premire est un manchon comprim ou serti surle cble principal. Ce manchon comprend une plage de drivationsur laquelle vient se fixer, par boulonnage, la deuxime partie quicomprend galement une plage de drivation et un manchon enbout comprim ou serti sur le conducteur driv.

Pour les lignes de faible section ou pour des branchements provi-soires, les raccords sont frquemment des raccords serrage direct,par boulons ou triers, du cble principal et du cble driv. Ces rac-cords doivent tre manuvrables distance (travaux sous tension).

Les raccords anneau comportent un anneau de serrage pouvanttre manuvr distance par une perche isolante.

2. Dispositifs dancrage

Les ancrages sont raliss soit laide de manchons comprims,tirs ou sertis, fonctionnant sur le mme principe que les man-chons de jonction et comportant une plage de raccordement parboulons (figure 2), soit laide de pinces dancragedans lesquellesle conducteur est maintenu sur une grande longueur par serrage.Cette technique permet de ne pas couper le conducteur au droit delancrage. Par contre, du fait du principe mme de cette pince, on ne

peut atteindre que 90 % environ de la charge de rupture dun cblehomogne et que 80 % de la charge de rupture dun cble avec medacier, cette dernire valeur diminuant lorsque le pourcentagedacier augmente dans le conducteur.

En France, les cbles de garde avec circuit de tlcommuni-cation incorpor peuvent tre aussi accrochs aux supports laidede manchons de type fils en hlice (ou manchons dits prforms ).

Exemple : ce manchon est utilis pour tous les types de cbles. Ilest dun emploi gnralis pour les conducteurs des lignes HTA etHTB.

Exemple : ce manchon est employ pour les cbles de faibles sec-tions. Il nest plus install que trs rarement sur le rseau HT.

Il faut noter ici que le bon comportement dans le temps dunmanchon dpend essentiellement de sa bonne mise en uvre :le conducteur sur lequel il est plac doit tre soigneusementnettoy et bross sous pte de contact, en particulier lors de laconfection de manchons sur des conducteurs vieillis, le net-toyage de la couche extrieure peut savrer insuffisant.

On prconise alors lemploi, lors dune rparation, dun man-chon de jonction plus long que le manchon pour cble neuf(manchon dit allong ) ou pour certains conducteurs homo-gnes dun manchon constitu dun insert supplmentaire ins-tall sur les couches internes du conducteur (manchon dit tag ). La bonne mise en uvre dun manchon dpend ga-lement du suivi rigoureux des instructions de ralisation ou desnotices de montage gnralement fournies avec le manchon.

Figure 1 Manchon de jonction comprim en aluminium-acier

Figure 2 Manchon dancrage

Comme pour les manchons de jonction, le bon comportementdans le temps dun manchon dancrage dpend essentiellementde sa bonne mise en uvre.

Conducteuren Al

Conducteuren acier

Manchond'aluminium

Manchond'acier

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3. Fixation des conducteursaux isolateurs

3.1 Isolateurs suspendus

Sur les chanes dalignement ou dangle souple (chane en aligne-ment mais avec un angle en ligne faible), le conducteur est fixaumoyen dune pince comportant une gouttiredans laquelle le cbleest maintenu soit nergiquement pour viter tout glissement, soitpar lintermdiaire dun dispositif lastique si lon dsire un glisse-ment contrl du conducteur ; cette gouttire peut en gnralosciller autour dun axe horizontal perpendiculaire au cble (pinceoscillante).

La fixation la chane disolateurs se fait par lintermdiaire dunepice L, appele lanterne(figure 3), qui, dans le cas des pinces nonoscillantes, est solidaire de la gouttire G par construction. Pourimiter linclinaison des chanes ou leur soulvement dans le cas de

pylnes placs dans des points bas voire pour limiter le balance-ment des chanes (limitation des oscillations et donc de l usure entrees pices), il est souvent prvu la base de la lanterne un emplace-

ment o seront accrochs des ensembles de contrepoids en fonteun plusieurs contrepoids installs sous les chanes).

Les berceaux de pinces de suspensionsont pour la plupart ra-iss en alliage daluminium et parfois en fonte galvanise. Les lan-ernes sont en gnral ralises en acier galvanis. Le conducteur,

dont la couche extrieure est gnralement en mtal mou, est pinclintrieur de la pince (berceau). Il est donc important dtudier laorme du berceau de la pincepour rduire la fois lcrasement des

brins en contact avec la gorge de la gouttire du berceau et lcrase-ment des brins aux points de contact entre deux couchesconscutives ; il convient donc de respecter les conditionssuivantes :

la forme de la gouttire doit bien pouser le cble, pour que la

pression se rpartisse au mieux sur la circonfrence de celui-ci ; la gouttire doit avoir un rayon de courbure rendant accepta-ble les contraintes statiques de flexion apparaissant dans les brinsdu cble, et une longueur suffisante pour ne pas dpasser la pres-sion maximale admissible aux points de contact entre les brins dedeux couches conscutives ; par suite du glissement des brins etdes couches les uns par rapport aux autres, les contraintes statiquesde flexion dans les brins doivent se calculer en prenant pour fibreneutre laxe de chaque brin ;

la pression maximale admissible de contact ne peut tre dter-mine quexprimentalement.

Pour viter des flexions importantes sur le cble aux deux extr-mits de la gouttire, celles-ci doivent avoir des arrondis suffisants,l en est de mme pour la pice mobile appele sabotou chapeau,

qui maintient le cble dans la gouttire. Une pince est donc aussidfinie par la valeur de langle denroulement du cble quelle peutaccepter.

Langle denroulementyest langle que forment, dans le plan ducble, les normales de la dforme du cble aux points dinflexionPI) situs de part et dautre de la pince. Pratiquement, on assimile

cet angle langle des tangentes aux chanettes au point daccro-chage (figure 4).

Le choix de la pince doit donc se faire en fonction de la position dupylne sur le tracet en vrifiant que, pour le paramtre du conduc-eur [D 4 420] le plus faible, langle denroulement du cble sur la

pince est compatible avec la pince choisie.

La valeur de langle denroulement doit pouvoir satisfaire le plusgrand nombre de cas rencontrs sur le rseau. Une tude statistiqueeffectue sur les rseaux HT a montrquen France, 99 % des anglesdenroulement sont au plus gaux 30. Cette valeur est retenue

dans la conception des pinces. Si elle est dpasse, une des deuxdispositions suivantes est adopte :

placer sur le mme cble deux pinces en srie (cas appliquengnral sur les phases un conducteur) ;

ancrer les conducteurs.

Afin de protger les supports des lignes HTB contre les efforts lon-gitudinaux importants qui apparaissent en cas de charges dissym-triques (givre, neige, rupture de conducteur), les pinces desuspension sont quipes dun dispositif lastique appliquant unepression rglable sur le conducteur et permettant de fixer un effort partir duquel il y aura glissement du conducteur dans la pince. Encas de surcharge anormale, le glissement du conducteur rduitleffort longitudinal sur le pylne et vite ainsi sa ruine. La compres-sion est rgle soit par des vis ou crous ttes fusibles en alliagedaluminium trait, soit laide de lames de ressort flchies par desexcentriques commands par des leviers, soit l aide de barre detorsion (dispositif en voie de disparition) au moment de la mise enplace du conducteur. Une pince est donc caractrise par une valeurde tarage(ou serrage) dtermine en fonction de la disposition du

Figure 3 Fixation la chane disolateurs par une lanterne

Figure 4 Pince de suspension : dfinition de langle denroulement

Coupe A-AA

A

Berceau

Lanterne

Sabot

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support sur le trac, du paramtre de la ligne et des conditions cli-matiques retenues. Elle est aussi caractrise par la charge de rup-ture nominale du berceau et de la lanterne.

Pour les pinces bloques, principalement utilises sur les lignesHTA, le serrage se fait par lintermdiaire dtriers en nombre suffi-sant pour liminer tout glissement.

3.2 Isolateurs rigides

Le conducteur est placsur la gorge latrale de lisolateur, du ctdu support dans le cas de l alignement et de faon ce que la forcede traction du conducteur tende appliquer celui-ci sur lisolateurdans le cas dun support dangle. Les attaches sont ralises laide

de fil daluminium demi-dur pour les conducteurs en aluminium-acier ou en alliage daluminium. Le type dattache dpend de la posi-tion du support dans la ligne (alignement, angle, traverse, etc.)(norme NF C 11-201 doctobre 1996 : Rseaux de distribution publi-que dnergie lectrique).

La figure 5donne un exemple dattache croise bifilaire.

Un type disolateur rigide dit isolateur pinceest quipsonextrmitdune pice mtallique scelle sur lisolant et comportantune pince serrage qui sert maintenir le conducteur (figure 6). Cedispositif permet de faciliter la mise en place du conducteur surlisolateur et simplifie cette opration lors de travaux ultrieurs soustension lectrique. En outre, les dgts occasionns par les fils deligature aux brins des conducteurs par fatigue due aux mouvementsvibratoires sont ainsi limins.

4. Entretoises

Les entretoises servent maintenir lcartement des conducteursdans le cas des lignes comportant des phases ralises laide deplusieurs cbles, dits sous-conducteurs (figure 7). Lavantage queprsentent des cbles en faisceau est la diminution des phnom-nes deffet couronne. Suivant le nombre des sous-conducteurs parphase, lentretoise est dite double, triple, quadruple, etc.

La distance entre deux sous-conducteurs successifs du faisceauest de lordre de 40 60 cm. Certaines tudes en soufflerie et sur deslignes exprimentales ont montrquil fallait que les sous-conduc-teurs soient distants denviron 12 15 fois leur diamtre pour dimi-

nuer les phnomnes doscillations de sous-portes (partie dufaisceau comprise entre deux entretoises conscutives), dus des

vents de vitesse assez leve. Ces oscillations se prsentent sous laforme de mouvement des conducteurs dans un plan quasi horizon-tal, des frquences basses proches du fondamental de vibration dela longueur de la sous-porte, le sous-conducteur au vent ayant unmouvement en opposition de phase avec le sous-conducteur sous

le vent. Ces oscillations risquent non seulement dendommager lesconducteurs en milieu des sous-portes par chocs rpts, mais fati-guent aussi les entretoises et les fils des conducteurs la sortie despinces de fixation de lentretoise sur les conducteurs.

Lcartement entre deux entretoises successives dans une porteest gnralement choisi entre 50 et 75 m selon la longueur de la por-te, la configuration des deux supports encadrant (porte suspen-due, porte semi-ancre, porte sche) et les conditions

Figure 5 Attache croise bifilaire

Figure 6 Isolateur pince

Figure 7 Entretoises

pour faisceau tripleb

pour faisceau doublea

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climatiques. Cette distance est donc fonction de la rgion traverseelle diminue lorsque la rgion est soumise des surcharges de

givre de plus en plus importantes) ou des vents frquents.

De nombreux types dentretoises sont utilises dans le mondeentier avec des succs divers. En France, le comportement desentretoises est vrifi par des essais de laboratoire (une normenterne EDF-RTE dfinit les principaux essais raliser) et par des

essais sur des portes relles situes dans une rgion soumise desvents violents et frquents.

Les investigations faites au cours des annes permettent de dga-

ger les principaux critres de bon comportement des entretoises : elles doivent tre suffisamment rigides pour ne pas se

dformer sous laction des efforts apparaissant sur la ligne (en par-iculier sous laction des efforts lectrodynamiques produits par lesorts courants de court-circuit), mais elles doivent permettre degres dformations des conducteurs prs des pinces de fixation ;

cela peut tre ralissoit par un serrage lastique de la pince deixation sur le conducteur, soit par des articulations lastiques en

matriau synthtique du type noprne, qui agissent, en outre,comme amortisseurs ;

la forme intrieure de la pince de fixation doit se terminer pardes arrondis afin de ne pas blesser le conducteur ;

elles ne doivent comporter ni arte vive (boulons prominentspar exemple) ni pices potentiel flottant, afin que le niveau pertur-bateur ne soit pas prohibitif ;

les articulations en matriau synthtique, en particulier, doi-

vent tre shuntes, ou le matriau synthtique doit tre chargpourtre rendu conducteur.

5. Accessoires fixssur les conducteurs

Il existe plusieurs types de pices installes sur les conducteurs.La plupart de ces pices sont fixes sur le cble un couple de ser-age contrl. Leur bon comportement dans le temps dpend aussi

des critres suivants : la forme intrieure de la pince de fixation des pices doit se ter-

miner par des arrondis afin de ne pas blesser le conducteur ; les pices ne doivent comporter ni darte vive ni de boulons

prominents.

5.1 Balises lumineuses

Ces balises permettent le balisage nocturne des lignes proximitdes arodromes (figure 8).

Elles sont dimensionnes en fonction de la tension dexploitationde la ligne quiper et sont constitues de feux fixes de couleurrouge dont lintensitlumineuse nest pas infrieure 10 cd.

5.2 Balises diurnes

Ces pices permettent le balisage diurne des lignes proximitdes arodromes. Elles sont ralises par des sphres dont le grandcercle une surface de 0,20 m2ou par toute autre forme prsentantla mme surface apparente minimale, quelque soit le point de vue.Ces balises rouges ou blanches sont mtalliques pour lensembledes conducteurs mais peuvent tre aussi en plastique pour lescbles de garde.

5.3 Balises avifaunes

Les balises avifaunes permettent le balisage des lignes sur leslieux de migration des oiseaux (figure 9). Ces balises rouges oublanches sont constitues dun fil prformen matire plastique. Laspirale comprend ses extrmits deux hlices daccrochage pourla fixation sur le cble et des spires centrales de plus grand diamtrepour amliorer la visibilit.

5.4 Contrepoids antigiratoires

Les contrepoids antigiratoires limitent la surcharge de givre ou deneige collante autour des cbles. Ils sont constitus dune pince oumchoire pour la fixation sur le cble, dune tige et dune massesphrique (contrepoids). Ils sont dimensionns en fonction des dif-frentes sections de cbles et doivent tre monts sur les cblesavec une garniture de cble (fils prforms en hlice).

5.5 Contrepoids de bretelles

Ces contrepoids permettent de rduire lamplitude des balance-ments des bretelles de continuit(ou ponts) sous leffet du vent. Ils

Figure 8 Balise lumineuse

Lcartement des bretelles (ou pont) de continuit des fais-ceaux est ralisen gnral laide dentretoises de type rigide.Ces entretoises ne sont pas quipes damortisseurs et sontconductrices pour le courant de court-circuit.

Figure 9 Balise avifaune

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sont positionns directement sur le cble constituant la bretelle etsont dimensionns en fonction de diffrentes plages de sections decbles. La masse unitaire dun contrepoids est de 20 kg.

5.6 Bretelles antivibratoires

Les bretelles antivibratoires permettent damortir les phnom-nes vibratoires induits par le vent sur les cbles au droit des chanesde suspension. Elles sont fixes sur les cbles de part et dautre despinces de suspension laide de blocs de bretelles lgers adapts chaque section de cbles. Elles sont dimensionnes en fonction dudiamtre du cble sur lequel elles sont poses, du paramtre duconducteur 15 C et de lacclration de la pesanteur g.

La bretelle antivibratoire est dite pendante lorsquelle passelibrement sous la ou les pinces de suspension une distance suffi-sante pour viter tout frottement avec la ou les lanternes de pince.Elle est dite traversante lorsquelle passe dans la lanterne depince et repose sur laxe infrieur de la pince ou lorsquelle passesur les ensembles de contrepoids et repose sur les galettes decontrepoids (cas dune chane de suspension quipe dun ensem-ble de contrepoids). Dans tous les cas, la bretelle traversante estquipe de fourreaux en matire plastique thermortractable afinde protger le cble de la bretelle.

5.7 Amortisseurs stockbridge

Lattnuation des vibrations oliennes seffectue galement aumoyen de dispositifs amortisseurs fixs sur les cbles proximitdes points daccrochage. Les plus utiliss dans le monde sontconnus sous le nom de stockbridge. Ce sont des masses oscillantescharges de modifier les caractristiques dynamiques duconducteur et dabsorber lnergie doscillation du conducteur. Lins-tallation de stockbridge est ralise partir dune tude damortisse-ment qui dtermine leur nombre et leur positionnement sur le cble.

5.8 Espaceurs

Les espaceurs sont des matriels isolants qui ont pour but demaintenir un cartement minimal entre deux conducteurs de phaseou entre un conducteur et un cble de garde lorsque les distancesminimales ne peuvent tre ralises. Les espaceurs doivent donctenir la tension lectrique entre phase lors dune surtension demanuvre ou dun choc de foudre, dans toutes les conditions clima-tiques ou atmosphriques envisageables (pollution marine ou/etindustrielle ventuelle). Ils doivent galement rsister aux effortslectrodynamiques dvelopps entre phases en cas de court-circuit.

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