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Introduction
Les systèmes d'énergie de moyenne tension ont pour point de départ
les postes; ils fournissent l'électricité à un large éventail
d'utilisateurs d'énergie électrique. Quand on choisit un câble
l'objectif premier est de fournir en toute sécurité la quantité
d'énergie électrique demandée, sans risque d'interruption de courant
ou de problème, dans un réseau capable de supporter des demandes
et des surcharges inattendues. Chaque installation doit satisfaire
des exigences particulières. On aura avantage à exiger un câble
à âme en cuivre ayant été fabriqué selon des normes rigoureuses
et des méthodes de contrôle de la qualité et qui assurera le meilleur
rendement avec le minimum d'entretien.
Il existe sept types de câbles d'énergie de moyenne tension en
cuivre de 5 à 46 kV, type faisant ici référence à la configuration
du câble. La plupart sont dotés d'une ou de trois âmes. Chaque
câble est offert dans une gamme de dimensions d'âmes et de variations
de conceptions.
Voici les sept types de câbles:
Câbles Teck
Câbles avec écran
Câbles à neutre concentrique
Câbles isolés au papier avec gaine de plomb
Câbles sous-marins
Câbles miniers
Câbles à gaine d'aluminium
Dans les descriptions de câbles, on a abrégé la désignation de
quelques matériaux isolants ou de gaine de protection externe
de la façon suivante:
Polyéthylène réticulé.....................PR
Chlorure de polyvinyle...................CPV
Caoutchouc d'éthylène-propylène....EPR
Polyéthylène................................PE
Polyéthylène réticulé retardateur
d'arborescences...........................PR-RA
Câbles Teck
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Les câbles Teck ont été conçus à l'origine pour servir dans les
mines, mais on en fait maintenant grand usage dans les usines
de première et de deuxième transformation, les usines chimiques,
les raffineries et dans les usines en général. On les utilise
également dans les immeubles à plusieurs étages et les édifices
commerciaux. Ils sont souples, résistants aux chocs mécaniques,
à la corrosion et ils sont peu encombrants et fiables. On peut
utiliser un câble Teck modifié dans les installations verticales
telles que les puits de mines et les immeubles à plusieurs étages.
En pareils cas, l'armure s'agrippe sur la gaine interne afin de
prévenir le glissement du noyau.
Les câbles Teck se présentent en plusieurs dimensions d'âme, de
niveaux de tension, de types d'armure selon les besoins particuliers
des installations. On utilise du cuivre recuit pour la fabrication
des âmes, celles-ci étant habituellement à section compacte pour
que le diamètre du câble en soit réduit. Dans les câbles à plusieurs
âmes, les âmes isolés sont assemblées avec un conducteur de continuité
des masses en cuivre non-isolé. Dans les câbles à âme blindée,
le conducteur de continuité des masses touche le blindage de cuivre.
On ajoute ensuite une gaine extérieure en CPV pouvant porter un
code-couleur selon la tension nominale du câble.
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Câbles Teck |
Câbles avec écran
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Les câbles d'énergie blindés peuvent être dotés d'une ou de trois
âmes. On commence par fabriquer une âme de cuivre recuit, massive
ou toronnée. Cette dernière peut être à section compacte ou comprimée.
On pose ensuite un écran semi-conducteur, une enveloppe isolante,
et un écran d'isolation semi-conducteur.
Enfin, on pose l'écran métallique, constitué habituellement de
ruban(s) de cuivre appliqué(s) avec chevauchement ou écart. Il
existe d'autres types d'écrans métalliques, dont les écrans de
fils concentriques et de ruban de cuivre ondulé appliqué dans
le sens de la longueur. La gaine de protection extérieure est
soit en CPV soit en PE.
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Câbles avec écran |
Câbles à neutre concentrique
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Ce type de câble s'utilise dans des endroits secs, humides ou
mouillés, pour une grande variété de types d'installations. Ils
sont dotés d'une ou de trois âmes. Les deux constructions standard
sont sans gaine et à gaine, ce dernier type étant le plus répandu.
En règle générale, l'âme est fabriquée en cuivre recuit, toronné.
Il existe aussi des âmes à fils étamés et des âmes massives.
Le neutre concentrique, d'où le câble tire son nom, est constitué
de plusieurs fils de cuivre nu ou étamé, appliqués en spirale
autour de l'écran d'isolation. Ces fils agissent simultanément
à titre de composante métallique du blindage et du neutre.
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Câbles à neutre concentrique |
Câbles isolés au papier avec gaine de plomb
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Les câbles isolés au papier avec gaine de plomb servent à la distribution
d'énergie et aux usages industriels. Ils se posent à découvert,
dans des conduits souterrains, ou en pleine terre. On commence
par confectionner une ou plusieurs âmes de cuivre recuit. L'âme
peut être toronnée circulaire à couches concentriques, compacte
ou comprimée sectorale, ou d'une âme segmentée (type M) si sa
dimension est plus grande. Un exemple d'âme compacte sectorale
est montré dans l'illustration. Le noyau du câble isolé est imprégné
d'un composé à base de polybutène de viscosité moyenne. Grâce
aux propriétés électriques et mécaniques du liquide et du papier,
ce type d'enveloppe isolante est fiable et économique; on l'utilise
depuis près d'une centaine d'années. Il n'est donc pas surprenant
que de nombreuses usines consommatrices d'énergie continuent d'exiger
le câble isolé au papier avec gaine de plomb.
Afin de prévenir l'infiltration d'eau, on applique une gaine en
alliage de plomb extrudée. La gaine extérieure peut être en CPV
ou en PE; selon l'utilisation du câble, une armure est disponible.
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Câbles isolés au papier avec gaine de plomb |
Câbles sous-marins
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On indique que l'on opte habituellement pour le câble à liquide
fluide basse pression ou le câble à isolant synthétique pour les
installations sous-marines. Le choix dépend de la tension et de
la charge électrique. Le câble à liquide fluide basse pression
peut supporter des niveaux de tension très élevés. Cependant,
dans des installations de moyenne tension, on opte pour le câble
à isolant synthétique parce qu'il peut facilement répondre à la
demande électrique du système.
L'illustration montre un câble à isolant synthétique pour installation
sous-marine. La première étape du processus de fabrication de
ce câble consiste à confectionner une âme câblée en cuivre recuit,
puis un écran semi-conducteur.
Un écran de ruban de cuivre est appliqué en spirales, puis une
gaine en alliage de plomb. Le câble sous-marin étant exposé à
de rudes conditions climatiques, on exige souvent une gaine d'alliage
de plomb à cause de sa compressibilité, de sa souplesse, et de
sa résistance à l'humidité et à la corrosion. Cette dernière est
habituellement recouverte de diverses couches externes dont une
gaine de PE ou de CPV, et d'une armure de fils métalliques.
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Câbles sous-marins |
Câbles miniers
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Un grand nombre de types de câbles sont utilisés dans les mines.
Les câbles miniers sont fixes ou portatifs. Un exemple de câble
portatif est décrit ici. Ce type de câble doit être d'abord souple
et résistant à l'abrasion et autres dommages mécaniques. Étant
souvent enroulé puis désenroulé, ce câble est souvent conçu spécifiquement
pour un besoin particulier.
Il existe plusieurs types de câbles miniers portatifs. Ils sont
disponibles à des niveaux de tension allant jusqu'à 25 kV et peuvent
être dotés d'un à cinq conducteurs.
L'illustration montre un exemple de câble SHD-GC. Ce câble est
doté de trois âmes isolées et blindées, deux conducteurs de continuité
des masses non isolées, d'un conducteur de vérification de continuité
des masses et d'une gaine extérieure. Les âmes de ce câble sont
en fils de cuivre recuit, étamés ou non.
L'écran tressé est constitué de fils de cuivre étamés ou d'une
combinaison de fibres textiles et de fils de cuivre étamés. Le
ou les conducteurs de continuité des masses sont des fils de cuivre
recuit, toronnés étamés ou non, ainsi que le conducteur de vérification
de continuité des masses est constitué de fils de cuivre recuit,
toronnés isolés au EPR et recouvert de nylon tressé. Une gaine
en élastomère est destinée à maintenir ensemble les diverses composantes
du câble, à réduire le plus possible l'ondulation et l'entortillement
durant l'enroulement et le désenroulement.
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Câbles miniers |
Câbles à gaine d'aluminium
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Ce type de câbles d'énergie s'utilise pour les câblages dissimulés
ou à découvert, dans des emplacements secs, humides ou mouillés,
ou à l'extérieur. Ils peuvent être installés dans des chemins
de câbles en échelle ou dans des chemins de câbles ajourés ou
sans ouverture.
Les câbles d'énergie à gaine d'aluminium sont dotés d'une à quatre
âmes de cuivre recuit toronnées. Ces âmes isolées sont ensuite
recouvertes d'une gaine d'aluminium ondulé étanche aux liquides
et aux gaz et ensuite d'une gaine de CPV.
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Câbles à gaine d'aluminium |
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