Que sont les câbles haute tension? Types, utilisations et avantages expliqués

Pensez à nos paysages de lignes électriques, le réseau de lignes presque accidentel qui compare électrique au sang, notre vaste réseau de lignes électriques qui apportent de l'électricité à nos maisons, nos industries et nos villes. Le câble haute tension est l'un des nombreux composants complexes trouvés au centre de ce système qui fait fonctionner la transmission de puissance moderne. Parce que ce sont des héros méconnus de ces câbles permettant une transmission efficace d'une énorme quantité d'électricité sur de longues distances 

Dans cet article, vous apprendrez ce que sont les câbles haute tension, où ils sont utilisés, ce qui les distingue des autres types de câbles, de leurs types, de leurs fonctionnalités et pourquoi vous devriez prêter attention aux exigences d'installation et d'exploitation spéciales.

Que sont les câbles haute tension et ultra haute tension?

Ces câbles sont conçus pour transporter l'énergie électrique à haute tension, allant généralement de 35 kV à 220 kV. Ils sont composés de conducteur, d'isolation, d'un matériau protecteur couvrant pour permettre une transmission de puissance sûre et efficace. Les câbles ultra haute tension fonctionnent à une tension encore plus élevée, généralement entre 330 kV et 750 kV, permettant à l'électricité d'être transmise sur de très longues distances avec une perte minimale.

Où sont utilisés les câbles haute tension?

Les câbles haute tension sont essentiels dans divers scénarios:

Réseaux de transmission de puissance: Cela les emmène des centrales électriques aux sous-stations pour transporter le pouvoir entre les villes et entre les régions.

Installations industrielles: La puissance des câbles à la machine lourde et à grande échelle fonctionne pour maintenir les processus industriels en cours de manière transparente.

Fermes d'énergie renouvelable: L'électricité générée par les plantes éoliennes, solaires et hydroélectriques est transmise au réseau électrique principal à l'aide de câbles haute tension, à l'appui des efforts énergétiques durables.

Systèmes souterrains urbains: Les câbles souterrains à haute tension fournissent de l'électricité à des zones densément peuplées où il n'y a pas de lignes aériennes.

Transport: Dans les projets de transports publics urbains tels que les métros et les systèmes de train léger, des câbles à haute tension sont posés le long des lignes d'athlétisme pour fournir la puissance des principales sous-stations à des sous-stations de traction et de bas. Ces sous-stations soutiennent les opérations de train dans les sections et alimentent divers équipements de station, y compris l'éclairage, la ventilation et les ascenseurs.

En quoi les câbles à haute tension diffèrent-ils des câbles moyens et basse tension?

Les principales distinctions entre les câbles élevés, moyens et basse tension résident dans leur conception, leur isolation et leur application:

Niveaux de tension:

Câbles basse tension: Utilisé dans les applications commerciales résidentielles et légères: jusqu'à 1 kV.

Câbles de tension moyenne: Pour les réseaux de distribution urbaine et les applications industrielles; 1 kV à 35 kV.

Câbles haute tension: Pour les services supérieurs à 35 kV utilisés pour la transmission à longue distance et l'interconnexion des réseaux électriques.

Exigences d'isolation:

Câbles haute tension: Ces câbles ont des tensions extrêmement élevées et ont des exigences d'isolation strictes. Les matériaux d'isolation multicouches, de haute qualité, tels que le polyéthylène réticulé (XLPE), sont généralement utilisés.

Câbles de tension moyenne: Les matériaux d'isolation doivent supporter de manière stable les niveaux de tension moyenne. Les matériaux communs comme le chlorure de polyvinyle (PVC) et le caoutchouc éthylène-propylène (EPR) conviennent à l'isolation des câbles de tension moyenne.

Câbles basse tension: Les exigences d'isolation sont relativement plus faibles, avec des couches d'isolation plus minces. Les matériaux d'isolation en PVC ordinaires suffisent pour les applications générales de câbles à basse tension.

Construction: 

Câbles haute tension: La structure est souvent complexe. En plus du conducteur de base et de la couche d'isolation, ces câbles comprennent généralement des couches de blindage (blindage intérieur et extérieur), des couches tamponnées, des gaines métalliques (par exemple, des gaines en aluminium ou en plomb) et des couches protectrices externes.

Câbles de tension moyenne: La structure est relativement plus simple par rapport aux câbles à haute tension. Il se compose généralement d'un conducteur, d'une couche d'isolation, de couches de blindage (certains câbles de tension moyenne en ont) et une couche de protection extérieure.

Câbles basse tension: La structure est généralement simple, y compris généralement un conducteur et une couche d'isolation. Certains peuvent avoir un revêtement de base, principalement pour faciliter la connexion des dispositifs électriques à bornes.

Quels sont les différents types de câbles haute tension et leurs caractéristiques?

Les câbles haute tension peuvent être classés en fonction des matériaux d'isolation et de la conception structurelle:

Par matériel d'isolation:

Câbles en polyéthylène réticulé (XLPE): Connu pour une grande résistance thermique et une résistance mécanique, jusqu'à 220 kV.

Chlorure de polyvinyle (PVC) Câbles à haute tension: Ces câbles offrent des performances d'isolation suffisantes pour atteindre certains niveaux de tension élevée, généralement adaptés aux gammes de haute tension qui ne sont pas extrêmement élevées.

Câbles à haute tension isolés en caoutchouc à haute tension (EPR): Ces câbles combinent la flexibilité des matériaux en caoutchouc avec des fonctions de protection de base. Leur apparence globale est soignée et les couches adhèrent bien les unes aux autres.

Câbles remplis d'huile: Isolation en papier imprégné de l'huile; Ils fonctionnent mais des soins doivent être pris pour éviter les fuites.

Câbles imprégnés de masse: Les composés visqueux sont utilisés comme applications d'isolation, en particulier pour les applications de courant direct à haute tension (HVDC).

Par structure:

Câbles monores: Ceux-ci sont utilisés lorsque la flexibilité et la facilité d'installation sont des priorités et contiennent un seul conducteur.

Câbles à trois cœurs: Offrez une distribution de charge équilibrée et une interférence électromagnétique réduite en incorporant trois conducteurs en une seule gaine.

Câbles à deux nages / quatre cœurs: Ceux-ci conviennent aux occasions spéciales ou aux besoins spécifiques, tels que les circuits d'alimentation monophasés à haute tension dans des chemins de fer électrifiés.

Quels sont les avantages des câbles haute tension?

Les câbles haute tension offrent plusieurs avantages notables:

Conductivité élevée: Une grande quantité d'électricité peut être transmise efficacement sans d'énormes pertes d'énergie sur de longues distances.

Forte isolation: Stress électrique élevé conçu pour assurer la sécurité et la fiabilité.

Résistance à la chaleur: Dans des conditions thermiques élevées, ils peuvent fonctionner sans dégradation et maintenir des performances stables.

Adaptabilité environnementale: Underground, sous l'eau et dans les climats extrêmes.

Pourquoi les câbles à haute tension sont-ils cruciaux pour les systèmes d'alimentation?

Les câbles à haute tension jouent un rôle essentiel dans le maintien de la stabilité et de l'efficacité des systèmes d'alimentation:

Transmission efficace: Ils permettent à l'électricité de se déplacer sur de longues distances avec peu de perte, donc la puissance générée arrive auprès du consommateur.

Interconnectivité de la grille: Il faciliterait la liaison de différentes réseaux d'électricité et augmenterait la fiabilité, et offrirait le partage des ressources.

Support aux énergies renouvelables: Promouvoir une consommation d'énergie durable et essentiel pour intégrer les sources d'énergie renouvelables dans le réseau principal.

Que devrait-il considérer lors de l'installation de câbles haute tension?

L'installation de câbles haute tension nécessite une planification minutieuse et un respect des exigences spécifiques:

Planification de l'itinéraire: Choisir les chemins qui minimisent le besoin d'obstacles physiques et améliorent l'impact environnemental.

Gestion thermique: Cela garantit une dissipation de chaleur adéquate, afin d'éviter la surchauffe et de maintenir l'intégrité des câbles groupés.

Protection mécanique: Contenir des garanties pour protéger des dommages physiques pendant et après l'installation.

Conformité réglementaire: Conformément aux normes locales et internationales garantissant la sécurité et les performances.

Comment les câbles à haute tension fonctionnent-ils dans des environnements extrêmes?

Des câbles haute tension sont conçues pour fonctionner de manière fiable dans diverses conditions difficiles:

Climats froids: Pour éviter cette fragilité, les matériaux sont choisis pour rester flexibles et fonctionnels à basse température.

Températures élevées: L'isolation résistante à la chaleur assure la stabilité des performances dans un environnement chaud.

Hautes altitudes: La pression de l'air est réduite et une augmentation des adaptations de conception des contraintes électriques augmentées est effectuée.

Conclusion

Le câble haute tension est une partie essentielle de notre infrastructure électrique: permettant la transmission efficace et fiable de puissance sur de grandes distances et dans toutes sortes d'environnements. L'électricité nous atteint commodément en raison de leur conception sophistiquée et de leur construction robuste. Pour souligner l'importance d'eux dans un monde moderne, leurs fonctions, types et applications doivent être clarifiés.

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