LES CONDUCTEURS : principaux types de réseaux

Les réseaux en conducteurs aluminium ou cuivre nus
Les réseaux torsadés isolés avec porteur isolé
Les réseaux torsadés isolés avec porteur nu
Les réseaux torsadés isolés « auto-portés »

Les réseaux en conducteurs aluminium ou cuivre nus :

Encore très présente sur les réseaux électriques français, et après plusieurs dizaines d’années de service, cette technique n’est que très rarement utilisée de nos jours. Elle présente une multitude de contraintes, tant au niveau de l’installation (déroulage et fixation de quatre points de fixation, hauteur d’installation, encombrement des « nappes » beaucoup plus importantes...) , qu’en terme d’entretien (intervention sous-tension, élagage fréquents…) et de prévention des risques (contacts accidentels , protection des intervenants de proximité en charge de l’éclairage publique ou des ravalements de façades…).

Les réseaux en conducteurs torsadés :

La distribution aérienne en câbles torsadés basse tension a été développée par EDF dés 1955. Le principe porte sur le regroupement des quatre conducteurs (les trois phases + le neutre), recouverts d’une isolation PRC noire, en une seule « torsade » (ou faisceau). Les avantages de cette technique par rapport à celle des lignes en conducteurs nus sont considérables:

Réduction des abattages en zones boisées

Réduction des distances réglementaires d’installation (obstacles environnants)

Simplification des installations (nbre des éléments de fixation réduits, réalisation possible de poteaux « mixtes » supportant un réseau électrique BT et un réseau MT ou télécom par exemple)

Réduction des risques électriques (risques d’incendie, contacts accidentels...)

Réduction des coûts d’installation et de maintenance (déroulage considérablement facilité, temps d’installation réduit, nombre de points d’ancrage 4 fois moins importants, facilité d’intervention sous tension, possibilité d’installation du réseau sur façade, avec élimination des poteaux encombrant les trottoirs... )

Réduction sensible des chutes de tension (se traduisant par davantage de kVA distribués pour une même chute de tension en fin de ligne)

Esthétique et environnement (possibilité de dissimuler la torsade sur façade ou en avant toit si le site possède un intérêt architectural)

Amélioration de la fiabilité des réseaux (l’utilisation d’accessoires isolé et étanche contribue à la fiabilité des contacts électrique et à la protection contre la corrosion).

Les techniques de réseaux aériens torsadés

Dans la gamme des « torsades » pour les réseaux aériens de distribution BT (« ABC system »), on peut distinguer trois solutions différentes.

La différence entre ces « torsades » porte essentiellement sur la nature et la tenue mécanique des conducteurs qui les constituent.

1/ Les réseaux torsadés isolés « auto-portés » :

Le faisceau de câbles (la « torsade ») est constitué de quatre conducteurs identiques en alliage d’aluminium. Dans cette technologie, les accessoires de fixation supportent l’ensemble de la torsade.

Suspension	Ancrage

L’installation des pinces d’ancrage ou de suspension utilisés imposent l’utilisation d’outil de serrage, contrairement au réseaux avec porteur isolé.

La manipulation des quatre câbles lors de la mise en œuvre des accessoires et particulièrement contraignante et rend plus difficile l’installation.

L’avantage de cette technique se trouve au niveau de la performance des efforts mécaniques pouvant être supportés (un faisceau de quatre conducteurs en 70mm2 présente une résistance mécanique de 4500 DaN). Par contre, l’emploi de ce type d’accessoires aux performances mécaniques renforcés impliquent une installation sur des supports (poteaux) ou accessoires (consoles, ferrures…) répondant à des tenues mécaniques au moins équivalentes.

De part sa robustesse, cette technique est plutôt utilisée dans les pays d’Europe du Nord (Suède, Norvège, UK, Irlande, Pologne…), plus fréquemment soumis à des conditions climatiques difficiles (Neige, vent…).

Son inconvénient majeur tient aux coûts d’installation plus importants du fait d’une mise en œuvre beaucoup plus contraignante (notamment pour les pinces d’ancrage de réseau), et d’accessoires globalement moins économiques.

2/ Les réseaux torsadés isolés avec porteur nu:

Le principe général de fonctionnement est identique au système avec porteur isolé :

L’un des conducteurs (par ailleurs considéré comme conducteur neutre), est composé de brins en acier. Ses caractéristiques mécaniques , supérieures à celles des autres câbles lui permettent de supporter l’ensemble des autres conducteurs (utilisés en tant que phases). Les 3 conducteurs « phases», soumis à des efforts de moindre importance, sont conçus en alliage d’aluminium.

Suspension
	Ancrage

En terme de pose, cette constitution conduit à n’utiliser les organes de fixation (pinces d’ancrage ou de suspension) que pour la tenue de ce câble neutre-porteur. Cette technique permet donc une installation des accessoires de fixation beaucoup plus simple que la technique des 4 conducteurs « auto-portés ».

L’inconvénient de cette technique par rapport au porteur-isolé-almelec tient au fait que le porteur étant constitué de brins en acier, il est donc plus rigide, et se révèle plus difficile à manipuler lors des installations.

L’autre particularité de cette technique découle de la non-isolation de ce câble. En effet, l’absence d’isolant sur le conducteur favorise le glissement des élément de serrage sur le porteur. Ce problème implique le plus souvent l’emploi d’accessoires utilisant des boulons, et impose par conséquent l’utilisation contraignante d’outil lors de la mise en oeuvre.

Il est également à noter que les connections effectuées sur ce porteur nu ne sont pas étanches. Elles sont donc soumis à des infiltrations possibles d’éléments extérieurs, pouvant contribuer à la corrosion des connexions électriques effectués sur ce conducteur.

Par ailleurs, l’absence d’isolant sur ce neutre-porteur peut présenter des risques électriques envers les tiers et les appareillages en cas de rupture mécanique de ce câble (conséquent par exemple à la chute d’un arbre). Des déficiences de mise à la terre peuvent dans ce cas entraîner des risques de sur-tension importante. La fiabilité des mises à la terre effectuées sur ce conducteur neutre est donc essentiel compte tenu de son exposition particulière aux contraintes mécaniques.

Enfin, compte tenu de l’absence d’isolation du neutre porteur, la torsade ne pourra pas être fixée sur façade.

Cette technique est plus particulièrement adoptée en Europe de l’Est (République Tchèque, Slovaquie..), ou Nord Européen (Finlande).

3/Les réseaux torsadés isolés avec porteur isolé : Le choix français

C’est la technologie adoptée en France par EDF depuis les années 60.

Les avantages d’installation et de fiabilité mécanique que présente ce type de torsades ont considérablement contribué à la faire connaître et adopter par grand nombre de sociétés d’électrification dans le monde (Espagne, Italie, Belgique, Grèce, Afrique, Argentine, Sri-Lanka, Indonésie, Cambodge, Malaisie…).

L’un des conducteurs (par ailleurs considéré comme conducteur neutre), est composé de brins en alliage d’aluminium et d’acier (dit «almelec»).

Suspension
	Ancrage

Il présente des qualités mécaniques renforcés, propres à le considérer comme « porteur » des autres conducteurs (utilisés en tant que phases). Les 3 conducteurs « phases», soumis à des efforts de moindre importance, sont conçus en alliage d’aluminium.

En terme de pose, cette constitution conduit à n’utiliser les organes de fixation (pinces d’ancrage ou de suspension) que pour la tenue du seul câble neutre-porteur.

Par ailleurs, les accessoires conçus selon les normes françaises NFC-33 040 / NFC 33 041 / NFC-33 042 pour permettre la fixation de ce type de torsades, offrent l’avantage d’une très grande facilité de pose.

Les pinces d’ancrage et de suspension utilisés sont installés sans outil. En effet, des ouvertures permettent une introduction facile du câble porteur dans les pinces de fixation, sans aucun démontage préalable d’aucune pièce constituante. Le serrage du câble, s’effectue soit par une pression manuelle d’un verrou à crémaillère, soit par un coincement conique « automatique » du câble porteur.

Technologie des réseaux aériens Basse Tension

Caracteristiques des torsades et conducteurs utilisés :

Pour les applications de branchement d’abonnés, la technique de l’auto-porté (pas de cable spécifique « porteur ») s’est révélée être une solution technique bien adapté en considération des contraintes électriques et mécaniques.

A titre d’exemple, pour une puissance demandée de 12KVA, et une intensité de 60A, la distance maximum recommandée pour une torsade monophasé de 25mm2 sera de 30mètres.

La torsade retenue sur le marché français se compose de deux (monophasé) ou quatre (triphasé) conducteurs aluminium de 16 ou 25mm2. Elle peut éventuellement desservir plusieurs clients, et constituer sur de courtes longueurs le cable principal sur lequel plusieurs raccordements d’abonnés ou d’éclairage public seraient effectués.

Pour la réalisation du réseau principal, les torsades utilisés sont de type « à porteur isolé ». Sur le réseau Français, EDF a standardisé l’emploi de 3 types de torsades:

3 x 70 + Neutre 54.6 mm2 (54N)
3 x 70 + Neutre 70 mm2 (70N)
3 x 150 + Neutre 70 mm2

Un ou deux conducteurs d’éclairage public en 16mm2 peuvent éventuellement être associés à ces torsades.

Caractéristiques techniques des conducteurs suivant la norme NFC33-209 :

Les valeurs indiquées ci-dessus sont susceptibles de modifications selon l’évolution des normes, et ne sauraient en aucun cas engager la responsabilité de NILED.

Technologie des réseaux aériens Basse Tension

Les connecteurs de dérivation pour réseaux aériens :

Raccordement des conducteurs isolés torsadés Mise en oeuvre a distance : Conçus spécifiquement pour les raccordements sur conducteur principal nu, les connecteurs «à anneau» permettent la mise en œuvre à l’aide d’une perche à crochet. Le conducteur de branchement (isolé) est préalablement raccordé dans une borne du connecteur. Le raccordement électrique sur le réseau BT est ensuite effectué à distance.
Mise en oeuvre au contact : La connexion peut être effectuée: soit par serrage à l’aide d’une seule vis des deux conducteurs à raccorder (Exemple CF/CMA/P6/P640)
soit par serrage indépendant des côtés principale et dérivé(s) (CD/N617/P11/P617)

Technologie des connecteurs à perforation d’isolant:

Les premiers connecteurs utilisés sur réseaux isolés étaient conçus en alliage de cuivre ou d’aluminium. Mis au point par la société NILED dés 1932, ces connecteurs (type CF35) avaient été conçus à l’origine pour les connexions des conducteurs nus.

Avec l’utilisation dés 1955 des premiers conducteurs isolés, l’utilisation de ces mêmes connecteurs s’est poursuivie, avec dénudage préalable du conducteur sur la longueur de raccordement (photo ci-dessous). L’étanchéité de la connexion était alors reconstituée avec un boîtier isolant.

Dans un premier temps, vu les matériaux disponibles à l’époque, les conducteurs étaient en cuivre et les isolants en caoutchouc synthétique, et protégés contre les agressions climatiques par du néoprène.

Après une première évolution en 1962 avec l’utilisation d’un PVC agissant simultanément comme isolant et comme gaine protectrice, le choix technique s’est peu à peu orienté vers l’emploi des PRC (Polyéthylène Réticulé Chimiquement), aux propriétés thermomécaniques plus performantes (Résistance aux UV, aux produits chimiques, à l’abrasion et aux chocs, aux influences mécaniques et climatiques découlant de températures extrèmes, etc..).

Technologie des réseaux aériens Basse Tension

Evolution vers une connectique étanche

La première évolution marquante de ces connecteurs au début des années 70 s’est faite autour de la perforation d’isolant, technique ayant considérablement facilité le réalisation de branchement de part les avantages qu’elle apportait:

En terme de sécurité d’emploi, la technique de la perforation d’isolant a poursuivi son évolution par l’adoption de connecteurs « à tenue diélectrique 6 KV »

Essai de tenue dielectrique avec le connecteur, puis immergée sous 30cm d’eau suivant le shéma de principe ci-dessous.

Après une durée d’immersion de 30 mn, l’ensemble est soumis à une tension de 6KV à fréquence industriel pendant 1 mn.: aucun claquage ne doit se produire.

Technologie des réseaux aériens Basse Tension

Les connecteurs a tenue diélectrique 6kv :

C’est au début des années 80 qu’ EDF oriente les fabricants d’accessoires pour réseaux aériens BT sur la technologie « 6KV ». Cette exigence d’une connexion parfaitement étanche sous 30 cm d’eau impose une conception de nature différente que celle utilisée jusqu’alors: L’emploi d’une visserie hors-potentiel L’isolation totale des contacts électriques internes

Elle apporte une réelle facilité d’installation (suppression des boîtiers isolant), ainsi qu’une plus grande sécurité pour le monteur, mais aussi pour les tiers. L’adoption systématique de ce type de raccords viendra encore fiabiliser le réseau de distribution électrique Français (renforcement de la protection contre les phénomènes de corrosion).

Pour les branchements d’abonnés, Electricité de France imposera très rapidement sur ses réseaux l’emploi exclusif de connecteurs à serrage simultané (désignation EDF « CBS »). Cette solution trouvait sa logique dans l’intérêt économique qu’elle apportait par rapport au serrage indépendant.

Pour les connections de réseaux (raccordements de sections supérieures à 70 mm2), EDF prescrit l’utilisation de connecteurs à serrages indépendants du principal et du dérivé, avec dénudage côté dérivation.Cette solution rend possible une déconnexion des réseaux dérivés (et leur re-connexion éventuelle).

Manchons de jonction et Cosses d’extremité:

Des manchons de branchement préisolés permettent aux installateurs de raccorder bout à bout deux conducteurs isolés. Leur raccordement s’effectue par sertissage hexagonal du manchon. Les caractéristiques mécaniques et électriques sont préservés, et la connection réalisée répond à l ‘exigence d’étanchéité « 6KV ».

Dés 1971, 3 dimensions de sertissage hexagonal sont retenus, à savoir:

. 14mm (plat à plat) en branchement pour les sections de 6, 10, 16, 25 et 35mm2 Massif

. 17.3 mm pour les réseaux de sections 16, 25, 35, 50, 54N, 70 et 70N
. 21.5 mm pour les réseaux de sections 95, 120, 150mm2