Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
La présente invention concerne un nouveau fil porteur
léger et flexible, non-métallique, non-conducteur électrique
et de très forte résistance mécanique en tension, pour usage
dans le support des câbles de transmission aérienne tel que
par exemple des câbles ~ fibres optiques, cables de télé-
communication, câbles vidéo, cables électriques9 etc. Plus
précisément, l'invention concerne un fil plus fort et plus
léger qufun fil d'acier de m8me diamètre et qui est constitué
d'un noyau interne de fibres organiques recouvert dtune
enveloppe externe protectrice.
La présente invention concerne aussl l'utilisation
de tels fils non-métalliques en tant que fils à ligaturer pour
fixer le ou les câbles de transmission au fil porteur.
De nos jours, les câbles de transmission aérienne
sont supportés par des câbles d'acier qui sont fixés entre
deux éléments espacés, notamment, des poteaux ~ des tours
métalliques, des bAatiments ou la combinaison de ses éléments.
Etant donné que le fil porteur est métallique, on doit
installer des mises ~ la terre aux extrémités de la ligne de
transmission ainsi qu'à des endroits fréquents et prédéterminés
le long de cette ligne. Cependant~ on slest rendu compte que
de telles mises à la terre ne sont pas entièrement satisfai~
santes pour protéger la ligne contre la foudre~ contre des
courts-circuits électriques directs ou indirects ou autres
types de tensions et courants électriques induits qui ~rovcquent
des levées de tensions électriques dangereuses pour le personnel
dlentretien et d'installatiorl et qui peuvent aussi causer des
dommages matériels aux c~bles de transmission et ses ~léments
de supports~ La ligne est d~finie ici comme l'ensemble du
ou des c~bles de transmission et ses éléments de supports~
Un autre probl~me est relié au fait que les ~ilq porteurs en
3~
acier et leurs connecteurs sont exposes a la corrosion
laquelle peut aussi désagréger le fil ~ ligaturer et aussi
réduire ou annuler llefficacité des mises `d la terre- Ceci
est particulièrement vrai en ce qui regarde le petit fil
métallique à ligaturer qui fixe le câble de transmission au
fil porteur et qui est enroulé tout le long de la liyne. De
plus~ les raccords de mises à la terre et les tiges de mises
a la terre ne produisent pas toujours une mise à la terre de
qualité adéquate ou peuvent être détachés du fil de mises a
la terre qui est attaché au fil porteur et au fil à ligaturer,
provoquant ainsi une mlse à la terre défectueuse.
Un autre désavantage résultant de l'utilisation de
ces fils porteurs métalliques et fils ~ ligaturer métalliques
c~est qu'ils présentent des dangers de chocs électriques aux
personnes préposées à l'installation et à llentretien des
fils et des c~bles le long dSune ligne de transmission~ On
rencontre aussi des difficultés, comme on 17a mentionné ci-
dessus soit pour obtenir une mise a la terre de qualité
adéquate et soit dans l'installation des tiges de mises à la
terre et~ plus particulierementy dans un sol rocailleux ou
sablonneux.
Un autre désavantage de ces fils porteurs métalliques
et fils mé-talliques ~ ligaturer réside dans le fait qu'ils
sont pesants et rigides et9 en conséquence; sont difficiles
installer, nécessitant souvent l~usage de machinerie lourde
et occasionnant des co~ts d'installation élevés. De pluS9 de
tels fils métalliques a ligaturer ne sont pas facilement
pliables, rendant ain~i dificile l'enroulement du fil à
ligaturer autour du fil porteur et du ou des cables de trans-
mission~ Bien que cet enroulement soit effectué en se servantde moyens mécaniques, l'opération devient laborieuse par le
-- 2 --
maniement difficile du dispositif ~ aturer et le poids du
fil d'acier.
Selon un de ses aspects, l'invention concerne un
fil porteur non-métallique9 non-conducteur électrique, plus
léger et plus souple qui surmonte pratiquement tous les
désavanta~es de l'art antérieur et apporte une foule d'avan-
tages importants, entre autres, son coefficient d'élongation
étant légèrement négatif, la tension mécanique d'un tel fil
porteur est moindre ~ basse température qu'un fil porteur
métallique. L'extérieur de sa gaine ayant une surface lisse9
fait que la formation du verglas se produit plus lentement
et cela occasionne une accumulation de moindre épaisseur de
verglas comparée à un ~il d'acier toronné. Son poids étant
plus léger on a une flèche ayant une amplitude réduite pour
une même tension mecanique.
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne
un fil porteur aérien et un fil à ligaturer l'ensemble étant
non-conducteur électrique et est totalement à l'épreuve de la
foudre, des courts-circuits directs ou indicrects et autres
2Q types de courantset de tensions électriques induits et ainsi
des levées de tensions électriques dangereuses. Cet ensemble
est alors sécuritaire pour le personnel préposé à l'installa-
tion et à l'entretien en évitant les dangers de chocs élec-
triquesO De plus, cet ensemble ne produit pas de bruits
parasites qui seraient captés par les conducteurs métalliques
de certains câbles de transmissionO
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne
un fil porteur pour câble de transmission et un fil à
ligaturer destiné a fixer le fil porteur au cable de trans-
mission sans avoir à faire usage de mises ~ la terre dispen-
~i~ - 3 ~
3~
dieuses, et souvent inefficaces ou devenant inefficaces
avec le passage du temps, le long de la ligne de transmis-
sion.
Selon un autre de ses aspects, l'invention
concerne un fil porteur destiné à supporter des câbles
de transmission aérienne et un fil à ligaturer, étant
tous deux non-métalliques et inoxydables, flexibles,
non-conducteurs électriques, plus légers que l'acier
et extrêmement plus fort que l'acier, en tension mécanique
1~ pour un même poids.
Dans son aspect large, l'invention concerne
un système de ligne de transmission aérienne comprenant
un ensemble de support à câble supportant un ou des
câbles de support ver-ticaux et espacés. L'ensemble
comprend en combinaison un fil porteur non-métallique
et non-conducteur électrique et un fil à ligaturer.
Le fil à ligaturer est enroulé autour d'un ou plusieurs
câbles de transmission et du fil à ligaturer pour fixer
les câbles au fil porteur. Le fil porteur et le fil
à ligaturer comportent un noyau interne formé de fibres
synthétiques à haute résistance, à base d'homopolyamide
ou de copolyamide aromatique. Une enveloppe protectrice
externe entoure le noyau interne pour protéger ce dernier
contre les rayons ultra-violets et procurer aussi une
protection mécanique. Le fil porteur est -fixé entre
des éléments de support verticaux et ce dernier ainsi
que le fil à ]igaturer sont libres de mise a la terre.
Une réalisation préférée de la présente invention
sera maintenant d~crite en référence à un exemple tel
qu7illustré dans les dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue d r un câble de
transmission aérienne supporté entre deux poteaux par
un fil porteur métallique3 tel qu7uti].isé dans l'art
antérieur;
~ la figure 2 est une vue identique à la figure
1, excepté qu~elle montre le câble de transmission
supporté selon la présente invention,
- la figure 3 est une vue grossie et fragmentée
d7une partie de la ligne de transmission, et
- la figure 4 est une vue en coupe, soit du
fil porteur ou du fil à ligaturer selon la présente
invention.
\
~3~
En se référant maintenant aux dessins, la fic3ure 1
montre une portion d'une ligne de transmission dans laquelle
un câble de transmission 10 est supporté entre deux poteaux
verticaux 1~, au moyen d'un fil por-teur métallique 12, fi~é à
ses extrémités 13~ respectivement ~ un des poteaux llo Un fil
à ligaturer métallique 14 entoure le fil porteur 12 et le câble
de transmission 10 de façon à les ligaturer ensemble. Tout le
long de la ligne de transmission7 à une distance d t environ
300 mètres l'un de l'autre, on retrouve un fil de mises ~ la
terre 15 qui est fixé à une extrémité au fil porteur métallique
par un connecteur 22 pour la mise ~ la terre. Ce fil 15
longe le poteau verticalement. La mise ~ la terre s'effectue
au moyen d'une tige de mises ~ la terre 16 raccordée par le
connecteur 23 au fil de mises ~ la terre 150 La tige 16 est
enfoncée dans le sol 17. On prévoit aussi une telle mise à la
terre aux extrémités du fil porteurO
Les nombreux désavantages inhérents à de tels flls
porteurs de l'art antérieur et aux f il5 a ligaturer connus,
ont été décrits précédem~,ent et l~on a découvert de façon
surprenante que ces désavantages peuvent etre surmontés en
utilisant un fil porteur non-métallique et non-conducteur
électrique décrit ci-dessus et un fil à ligaturer non-
métallique et non-conducteur électrique décrit aussi ci-dessus
au lieu des fils métalliques utilisés présentement. Ltutili-
sation de ces deux composants fait en sorte que l'on n'a plus
besoin d'utiliser des fils de mises ~ la terre 15 et des tiges
de mises à la terre 16 et des connecteurs 22 et 23 résultant en
une installation simple moins coûteuse, plus rapide et sans
entretien tout en offrant une sécurité au personnel d'entretien
3~
et de construction con~re les dangers d'accidents produits
par les chocs électriques.
La figure 2 illustre une section d'une ligne de
transmission de même nature que celle illustrée dans la figure
exception que l'on utilise le fil porteur non~métallique
et non-conducteur électrique selon la présente invention~
En se référant aux figures 3 et 4, ces dernières
montrent une vue agrandie d'un fil porteur non-métallique 12~
selon la présente invention, lequel est utilisé pour supporter
le c~ble de transmission lOo Le fil porteur 12' comporte un
noyau interne 18 formé de fibres organiques de type aramide
connues sous la marque de commerce Kevlar tel que décrit
auparavant. Une enveloppe protectrice externe 19 protège le
noyau interne 18 contre les rayons ultra-violets car de tels
rayons ont pour effet de désagréger avec le temps les fibres
de KevlarO L'enveloppe 19 est constitué d'un matériau spécial
convenable possédant une longue vie et capable de surmonter les
grands écarts de température qu'un tel fil porteur subira
lorsqu~il sera utilisé dans des régions ou il y a des varia-
tions de température importan~es.
Le fil ~ ligaturer 14' est construit de la memefaçon que le fil porteur 12l mais un diamètre inférieur.
La figure 4 est une coupe du fil à ligaturer 14'~ Cette
figure illustre aussi le fil porteur 12 t VU en coupe, bien
que ce dernier comporte un plus grand diamètre.
Comme exemple préféré, tel qu'illustré dans les
dessins, le câble 10 est constitué d'un groupe de fibres
optiques 21 dispo~és dans une enveloppe tubulaire externe ~0
Le c~ble de transmission peut aussi ~tre constitué de con-
ducteurs métalli~ues pour transmettre des signaux électxiquesou de~ fils électriques de grande dimension pour trans~ettre
le courant électrique.
En utilisant de tels fils porteurs non-métalliques
tels que les fils décrits ci~dessus 9 on s t est rendu comp-te
que le poids de la ligne est gxandement reduit puisque le
poids des fils de Kevlar* sont d'environ 1/5 du poids des
fils d'acier de même diamètre. Ils sont plus flexibles que
les fils d'acier ne sont pas endommayés par la corrosion,
non conducteurs électriques et en conséquence, ne nécessitent
aucune mise à la terre et sont plus sécuritaires pour les
personnes préposées ~ l'installation et ~ l'entretien en leur
évitant les dangers d'accidents par chocs électriques. De
plus, de tels fils sont plus extramement forts en tension
mécanique que les fils d'acier de même poids.
Par exemple, le Kevlar 49 présente les caractéristi-
ques et avantages suivants. La force de tension du Kevlar 49
est de 2760 MPa comparativement ~ 1960 MPa pour l'acier. Le
module d'élasticité est de 124,110 MPa pour le Kevlar 49 et de
1999955 MPa pour l'acieri Le % d'élongation ~a rupture est de
2,5 pour le Kevlar 49 et de 2 9 0 pour l'acier. Le poids du
Kevlar 49 est de 1,44 g/cm3. Le poid~ de l'acier de 7.86 g/cm
~e coefficient thermique négatif d'expansion longitudinale
du Kevlar 49 est de 0,000 002/~C. Ce matériel ne se dégrade
pas jusqu'à la basse température de -196C. Le coefficient
thermique négatif d'expansion d~ l'acier est de 0,000 011 5/~C~
La tension de fatigue du Kevlar 49 est supérieure à celle de
l'acier. Ce matériau est un isolant ~lectrique. Par exemple 9
un câble optique peut être installé et ligaturé directem~nt
un fil électrique de distribution de 25 kV à l'aide d'un fil
~ ligaturer de type Kevlar décrit ci-dessus.
* Marque de commerce
3~
On a effectué des essais pilotes sur une installa-
tion d t une portée de 100 metres de longueur où un fil porteur
non-métallique tel que décri-t ci-dessus et un fil ~ ligaturer
tel que décrit ci-dessus ont été utilisés pour supporter un
cable de télécommunication constitué de fibres optiques. Cette
ligne fut soumise à des essais clivers tels que essais de
rupture9 tension, flexibilité ~ basse température. On a aussi
expérimenté divers types de ligatures. Les résultats ont été
tres positifs rendant cette invention commercialisable. ~ous
avons, en plus, fait lSinstallation d'un cable aérien d~une
portée de 35 mètres. Un c~ble téléphonique de 11 paires a ét~
ligaturé a un fil porteur de 6 mm de type Kevlar~ Une bobine
de fil à ligaturer d'environ 300 mètres a été insérée dans la
machine à ligaturer de type "C". Nous avons constaté la
facilit~ de tirage de la machine, traction positive ~sans
glissement) lorsque la machine est en marche, excellent
freinage lors de l'arret de la rnachine.
Le fil porteur a été tendu à 500 kg et nous avons
observé la faible flèche de ce cable, par la suite, nous
avons r~duit la tension ~ 250 kg et nous avons observé une
flèche très acceptable.
On peut aussi envisager que les fils porteurs en
acier présentement installés ainsi que les fils ~ ligaturer
peuvent être remplacés par le fil porteur non-métallique ainsi
que le fil à ligaturer selon la présente invention.
Il est entendu que la présente invention englobe
toute modification de la r~alisation pr~férée a la condition
que ces modifications soient définies par les revendications
annexées.
9 _
