Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les isolateurs comptent peu dans le coût total d'une ligne aérienne. Toutefois techniquement, ils en constituent un maillon très important. Leur rôle est de relier les conducteurs sous tension aux supports et d’assurer l’isolement électrique entre ces deux parties constitutives de la ligne. Cet article détaille les différents types d'isolateurs existants et décrit leurs caractéristiques, pour des équipements isolés et en chaîne. Il donne ensuite des critères de choix, ainsi que quelques remèdes contre la pollution.
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Xavier DUCOURET : Ingénieur de l’École Nationale supérieure d’Arts et Métiers - Ingénieur Responsable qualifications des conducteurs et des matériels de lignes aériennes RTE (gestionnaire du Réseau de Transport d’Électricité)
INTRODUCTION
Les isolateurs entrent pour un faible pourcentage dans le prix d’une ligne aérienne, mais ils en sont un élément essentiel. Leur rôle est de relier les conducteurs sous tension aux supports et d’assurer l’isolement électrique entre ces deux parties constitutives de la ligne.
Aussi, le choix du type d’isolateur, les contrôles de réception, la surveillance en exploitation doivent-ils être faits avec le maximum de soin. Dans l’état des connaissances actuelles, on ne peut affirmer qu’un nouvel isolateur ayant répondu aux différents contrôles de réception ait une durée de vie équivalente à celle de la ligne. La difficulté réside principalement dans le fait qu’aucun essai de réception ne peut jusqu’à ce jour mettre en évidence un vieillissement certain de l’isolateur. Toutefois, des tentatives dans ce sens sont faites dans le cadre de la Commission Électrotechnique Internationale.
Cet article fait partie d’une série sur le matériel des lignes aériennes :
-
« Lignes aériennes : matériels. Fondations des supports » ;
-
« Lignes aériennes : matériels. Accessoires ».
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Principaux types
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1. Matériaux utilisés
Un isolateur est constitué en général de deux parties : une partie isolante et des pièces métalliques de liaison, scellées sur cette partie isolante.
1.1 Isolants
Jusqu’aux années quatre-vingt, seuls le verre et la céramique ont justifié d’un bon comportement en exploitation, bien que ces deux matériaux soient, par essence, des matériaux fragiles.
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Céramiques. – Elles sont actuellement utilisées pour les isolateurs à haute tension et correspondent à des formules voisines, soit de Al2O3, SiO2 (porcelaine traditionnelle), soit de Al2O3, 5 SiO2 (stéatite).
L’isolateur, après usinage de son ébauche cylindrique humide (type à capot et tige) ou sèche (type à long fût), est cuit dans un four à une température et pendant une durée convenables.
Certaines céramiques à grains très fins sont recommandées pour des isolateurs devant supporter des efforts mécaniques élevés.
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Verres. – Deux types sont utilisés : le verre recuit et le verre trempé.
Le verre recuit a surtout été utilisé pour faire des isolateurs rigides, mais on s’est aperçu que les isolateurs un peu épais ne résistaient pas aux variations brusques de température. De plus, le verre recuit ne supporte que des tensions mécaniques relativement faibles, ce qui interdit son emploi pour les isolateurs de suspension.
Le verre trempé est obtenu par réchauffage de l’isolant retiré du moule à une température d’environ 700 ˚C, puis refroidi par des jets d’air sous pression : les couches extérieures de la pièce isolante acquièrent rapidement une rigidité qui ne leur permet plus aucune déformation. L’intérieur restant à une température supérieure à celle des couches extérieures, il ne peut se contracter librement, lors de son refroidissement ; il reste donc en extension et crée des contraintes de compression sur les couches superficielles. Le verre trempé présente une contrainte mécanique en traction environ 5 à 6 fois plus grande que celle du verre recuit et peut supporter des variations brusques de température pouvant atteindre 100 ˚C.
ExempleLe tableau 1 donne les valeurs des caractéristiques...
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Matériaux utilisés
NORMES
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Isolateurs en céramique (haute tension) – Isolateurs à fût massif avec fixation sur tige (CHT). - NF C66-133 - Avril 1969
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Isolateurs en céramique (haute tension) – Isolateurs à fût massif à tête calibrée (CHT…C). - NF C66-134 - Avril 1969
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Isolateurs et matériel pour lignes aériennes – Isolateurs en verre pour tensions supérieures à 1 000 volts – Isolateurs en trois pièces avec fixation sur tige (VHT). - NF C66-233 - Juillet 1981
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Isolateurs et matériel pour lignes aériennes – Isolateurs en verre pour tensions supérieures à 1 000 volts – Isolateurs en trois pièces à tête calibrée (VHT..C). - NF C66-234 - Juillet 1981
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Isolateurs et matériel pour lignes aériennes – Isolateurs en verre pour tensions supérieures à 1 000 volts – Isolateurs en deux pièces avec fixation sur tige (VHT 2.T). - NF C66-235 - Juillet 1981
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Aciers pour trempe et revenu – Parties 1, 2 et 3. - NF EN 10083 - Février 1997
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