Supports, Isolateurs et Réseaux de Lignes Électriques Aériennes

Supports de Lignes Électriques Aériennes

Les supports désignent les éléments qui soutiennent les conducteurs et autres composants d'une ligne aérienne. Ils sont isolés de la terre et sont soumis à la compression et à la flexion sous le poids des matériaux supportés et l'action du vent. Bien que les exigences officielles stipulent que les supports peuvent être de n'importe quel matériau, à condition que les conditions de sécurité nécessaires soient respectées, les matériaux couramment utilisés sont le bois, le béton et l'acier. Dans les lignes de transmission, on utilise des pylônes en treillis standard. Les types de supports sont standardisés en fonction de l'effort (kg) et de la hauteur (m), selon les besoins. Pour calculer la hauteur et les efforts des supports, nous devons prendre en compte les données suivantes :

• Tension de la ligne (kV)
• Portée (longueur de la travée)
• Nombre de circuits
• Fil de terre (ou câble de garde)
• Flèche (affaissement)
• Zone de réglementation (ou zones climatiques)

Classification des Supports selon leur Rôle

Selon leur rôle, les supports sont classés comme suit :

Supports d'Alignement

Leur fonction est de supporter le poids des conducteurs de ligne et du câble de garde (terre). Leur installation se fait toujours dans l'alignement droit de la ligne.

Supports d'Angle

En plus de supporter le poids des conducteurs, le support d'angle doit supporter les contraintes provoquées par les composantes des tensions créées par les changements de direction (angles formés par deux alignements).

Supports d'Ancrage (ou d'Arrêt)

Ils sont chargés de résister aux sollicitations longitudinales importantes, notamment celles causées par la rupture d'un ou plusieurs conducteurs de ligne. Ils doivent être capables de supporter les efforts de la ligne.

Supports Spéciaux

Ce sont ceux dont les fonctions sont différentes de celles décrites ci-dessus, tels que les supports utilisés pour les croisements avec d'autres lignes, les lignes à haute tension, les traversées de chemins de fer, de canaux ou de rivières.

Types de Réseaux Électriques

Réseau Radial

Le réseau radial est caractérisé par une alimentation à une seule de ses extrémités pour transmettre l'énergie aux récepteurs. Ses avantages incluent sa simplicité et la facilité avec laquelle il peut être équipé d'une protection sélective. Un inconvénient est son manque de garantie de service (fiabilité faible en cas de panne).

Réseau en Boucle ou en Anneau

Le réseau en boucle ou en anneau est caractérisé par une alimentation aux deux extrémités, ces points étant insérés dans la boucle. L'avantage principal est la sécurité opérationnelle et la facilité d'entretien. L'inconvénient est une plus grande complexité et des systèmes de protection plus compliqués.

Réseau Maillé

Le réseau maillé est le résultat de boucles entrelacées et de lignes radiales formant des mailles. Ses avantages résident dans la fiabilité, la flexibilité opérationnelle, la puissance fournie et la facilité d'entretien. Ses inconvénients sont sa complexité, la protection étendue nécessaire et l'augmentation rapide de la puissance de court-circuit.

Isolateurs et Systèmes de Fixation des Conducteurs

Les isolateurs servent de support aux conducteurs tout en assurant leur isolation par rapport à la terre. Les matériaux les plus couramment utilisés sont la porcelaine, le verre et les matériaux synthétiques (polymères).

Classification des Isolateurs

1. Isolateurs Rigides (ou fixes) : Fixés au support, ils ne peuvent normalement pas changer de position après le montage.
2. Chaînes d'Isolateurs : Composées d'un nombre variable d'éléments (disques) selon la tension de fonctionnement, formant une chaîne mobile autour de son attachement au support. C'est le type le plus utilisé pour l'isolation moyenne et haute tension.
3. Isolateurs Spéciaux : Conçus pour des zones spécifiques (brouillard maritime, environnements corrosifs, etc.).

Le type de fixation est la manière dont les conducteurs sont attachés au support. Il est assuré par la chaîne d'amarrage dont le composant principal est l'isolateur. La distance d'isolement entre les conducteurs et la terre varie en fonction de la tension :

• À 110 kV : 8 à 9 disques sont installés.
• À 220 kV : 14 à 15 disques sont installés.
• À 380 kV : 20 à 22 disques sont installés.

Types de Fixation

• La suspension est utilisée sur les supports d'alignement.
• La double suspension est utilisée sur les supports d'alignement pour la protection des routes ou autres traversées importantes.
• L'amarrage (ou ancrage) est utilisé sur les supports d'angle ou les zones nécessitant une protection renforcée.
• Le double amarrage est utilisé pour une double protection lors des passages à niveau ou d'autres traversées nécessitant une sécurité accrue.

Matériaux des Supports et Normes

Supports en Bois

Cette norme s'applique aux poteaux en bois pour lignes aériennes, basse et moyenne tension jusqu'à 36 kV. Les poteaux doivent être pratiquement droits et bien équilibrés de la base à la cime. La désignation de la longueur est précédée des initiales PM (Poteau en Bois). Le type de poteau est désigné par le numéro correspondant.

Exemple : Poteau en bois de 10 m Type III : PM 10 III

La charge de rupture est la charge appliquée à 5 cm de l'extrémité supérieure (la cime) dans des conditions spécifiques.

Supports en Béton

Les poteaux en béton sont désignés par quatre groupes de lettres ou de chiffres, suivis par le mot UNESA (Norme Espagnole, souvent utilisée pour les désignations).

Exemple de désignation UNESA : HV 400 11 UNESA

• HV : Béton Vibré
• 400/11 : Effort (400 kg) et Longueur (11 m)

Les efforts standardisés (kg) en fonction de la longueur (m) sont les suivants :

Supports Métalliques (Pylônes)

Hypothèses de Charge

Un ensemble de charges définies par des règles ou règlements (ERSE) est pris en compte dans le calcul des efforts des supports. Ces charges incluent :

• La pression du vent
• La surcharge de glace
• Le déséquilibre de traction
• La rupture de conducteur

Les calculs tiennent compte des charges Verticales (V), Longitudinales (L) et Transversales (T).