Les lignes électriques aériennes (également appelées lignes de transmission, lignes électriques, câbles électriques et câbles coaxiaux) sont des groupes de câbles et de fils suspendus utilisés pour transporter l'énergie électrique entre deux ou plusieurs emplacements distincts afin qu'elle puisse être traitée pour être utilisée par les consommateurs de manière sûre et efficace.
Table des matières
Qu'est-ce qu'une ligne électrique aérienne ?
Une ligne électrique aérienne fonctionne comme un canal permettant de transférer des ondes électromagnétiques de différents niveaux de tension sur une variété de distances, d’environnements et de paysages pour fournir de l’énergie électrique là où elle est nécessaire.
Les câbles électriques sont soutenus structurellement par des poteaux électriques ou des tours en acier, qui sont conçus pour maintenir les lignes suspendues à une hauteur sûre. Cela garantit une garde au sol suffisante, minimisant ainsi le risque de perturbation ou d'endommagement des lignes sous tension.
Les lignes électriques aériennes sont disponibles en différents types et longueurs pour s'adapter à des charges de tension variables. Cela leur permet de répondre à l'ensemble des besoins d'alimentation électrique industrielle et résidentielle.
Comment fonctionne un système de transmission d’énergie électrique ?
Le système de transport d’électricité par lignes aériennes permet de transporter l’électricité dans tout le pays, créant ainsi une alimentation électrique fluide et rapide dans tous les coins du pays. Le réseau est essentiel pour assurer un approvisionnement fiable et régulier en électricité de nos maisons, de nos lieux de travail et d’autres équipements.
Les lignes électriques aériennes sont de deux types : lignes de transmission et lignes de distribution. Les lignes de transmission transportent l'énergie « primaire » à haute tension entre les générateurs et les sous-stations, où elle peut ensuite être « abaissée » en toute sécurité à un niveau de tension inférieur à l'aide d'un transformateur avant d'être distribuée au public.
Les lignes de distribution sont les câbles qui transportent ensuite cette alimentation électrique « secondaire » diminuée vers les particuliers, les entreprises et d’autres locaux pour une utilisation quotidienne.
Types de lignes électriques
Les lignes électriques peuvent utiliser deux formes de courant : le courant alternatif (CA) et le courant continu (CC). Avec le courant continu, le courant électrique ne circule que dans un seul sens, tandis qu'avec le courant alternatif, le courant peut changer périodiquement de direction.
En raison de sa capacité supérieure à fonctionner avec des tensions plus élevées et de la facilité avec laquelle l'énergie peut être transformée selon les besoins, le courant alternatif est aujourd'hui le plus couramment utilisé dans les lignes électriques.
Pour faciliter l'évaluation des performances, les lignes électriques CA peuvent être classées en fonction de la tension et de la longueur :
Classification de la tension
- Basse tension : Lignes transmettant 1 kV ou moins ;
- Moyenne tension:Lignes transmettant entre 1 et 69 kV ;
- Haute tension : Lignes transmettant entre 69 kV – 345 V ;
- Très haute tension: Lignes transmettant autour de 345-800 kV ; et
- Ultra-haute tension : Lignes transportant 800 kV et plus.
Classification de longueur
Lignes courtes
Les lignes électriques courtes sont celles qui couvrent une distance allant jusqu'à 80 km. Ces lignes transportent un flux de tension compris entre 11 et 33 kV et sont souvent utilisées pour alimenter en électricité les habitations et d'autres réseaux électriques à faible demande.
Lignes moyennes
Les lignes s'étendant entre 80 et 160 km (50 à 100 miles) sont classées comme des lignes à moyenne puissance et transmettent généralement entre 66 et 132 kV via leurs câbles. Cette catégorie peut être subdivisée en modèles Pi et modèles T. Dans une ligne modèle Pi, la capacité (capacité à stocker une charge électrique) est concentrée de manière égale à chaque extrémité, tandis que dans une ligne modèle T, la capacité est concentrée en son centre.
Longues files d'attente
Une longue ligne électrique couvre une distance de plus de 160 km avec une capacité de tension de 132 kV ou plus. Ce n'est que dans ces lignes que les quatre paramètres utilisés pour déterminer les performances (résistance, inductance, capacité et conductance de fuite) sont répartis de manière égale sur toute la ligne électrique.
Composants des lignes électriques aériennes
Supports de ligne
Les supports de lignes maintiennent les lignes électriques suspendues au-dessus du sol, minimisant ainsi le risque de sécurité et maximisant leur transmission d'énergie. Il existe 2 principaux types de supports de lignes : poteaux et toursLe type utilisé dépendra de divers facteurs, tels que le niveau de tension et la distance de couverture requise.
Polonais
Les poteaux transportent l'électricité sur de courtes distances. Généralement utilisés pour les lignes de distribution, ils transportent généralement des niveaux de tension faibles à élevés. Les matériaux les plus courants pour les poteaux sont le bois, le béton et l'acier.
Poteaux en bois : Souvent utilisés pour couvrir des distances plus courtes, les poteaux en bois constituent une option économique pour le transport de niveaux de tension faible à moyenne. Cependant, en tant que matériau naturel, les poteaux en bois ont une durée de vie plus courte et sont considérablement plus vulnérables aux conditions environnementales que leurs homologues fabriqués par l'homme.
Poteaux en béton (RCC): Nécessitant peu d'entretien et offrant une capacité de charge supérieure, les poteaux en béton sont un choix de premier ordre pour soutenir des structures nécessitant une résistance ou une résilience supplémentaire, comme dans les zones soumises à des conditions climatiques extrêmes. Malheureusement, leur construction plus lourde les rend également coûteux et difficiles à transporter.
Poteaux en acier : Couramment utilisés dans les zones urbaines, les poteaux en acier sont durables et offrent une grande flexibilité dans leur fabrication, ce qui en fait une option intéressante adaptable à une gamme d'applications de transmission. Bien que les poteaux galvanisés aient une bonne longévité, ils peuvent néanmoins rouiller et sont coûteux.
Tours
Pour la transmission de niveaux de tension plus élevés sur de grandes surfaces, les pylônes en acier sont les supports de ligne idéaux. En tant que constructions en acier robustes dotées d'un niveau de résistance mécanique considérable, leur conception offre une résistance robuste aux éléments et une qualité de transmission supérieure.
Cependant, comme les poteaux en acier, les tours sont coûteuses et plus vulnérables à la foudre que les autres matériaux.
Conducteurs de lignes électriques
Les conducteurs sont des éléments fixés aux lignes électriques pour favoriser le passage de l'électricité d'un endroit à un autre. Ils contribuent également à renforcer la sécurité du réseau électrique.
Les quatre principaux types de conducteurs utilisés sur les lignes aériennes sont les AAC (conducteurs entièrement en aluminium) ; les AAAC (conducteurs entièrement en alliage d'aluminium) ; les ACAR (conducteurs en aluminium renforcé par un alliage) et les ACSR (conducteurs en aluminium renforcé par de l'acier).
Les conducteurs ACSR et, dans une moindre mesure, AAAC sont les conducteurs les plus fréquemment utilisés sur les lignes électriques modernes. En tant que conducteurs légers à haute capacité, les ACSR et AAC sont également économiques, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans les lignes à haute tension nécessitant des conducteurs multiples ou groupés.
Isolateurs de lignes électriques
Les isolateurs limitent le flux de puissance à des points définis d'un réseau électrique. Ils sont utilisés sur les lignes électriques pour contribuer à la sécurité et au maintien de la structure en renforçant la ligne et en gardant les conducteurs séparés.
Les isolateurs de lignes électriques peuvent être grossièrement divisés en deux catégories en fonction du processus d'installation : isolateurs à broches (installé au dessus de la ligne) et isolateurs de suspension (installé pour être suspendu sous la ligne).
Pour les lignes à haute tension, des isolateurs de suspension modulaires (plusieurs unités) sont souvent utilisés pour gérer le niveau de résistance plus élevé requis. Fabriqués à partir d'une série de disques isolants réglables, ils peuvent être facilement augmentés ou diminués selon les besoins.
Ancrages de terre pour lignes électriques
Les ancrages terrestres (également appelés ancrages au sol) sont des dispositifs d'ingénierie robustes utilisés pour renforcer et stabiliser les poteaux ou les tours installés pour soutenir les lignes électriques.
Enfoncés ou vissés dans les fondations environnantes, les ancrages au sol contribuent à protéger l'intégrité structurelle des lignes contre les conditions météorologiques défavorables ou extrêmes, ainsi que contre toute modification ultérieure, naturelle ou artificielle, du paysage local.
Raccords de lignes électriques
Différents accessoires de quincaillerie sont fixés aux lignes électriques, aux poteaux et aux pylônes pour faciliter la transition en douceur de l'électricité d'un endroit à un autre. Parmi les accessoires les plus courants utilisés sur les lignes électriques et les supports, on trouve :
- Bras croisés: Une barre fixée horizontalement à un poteau pour soutenir ses isolateurs et autres matériels ;
- Haubans:Câbles en acier robustes qui renforcent la structure d’un poteau électrique ;
- Entretoises : Composants qui maintiennent les conducteurs sous tension d’une ligne à une distance de sécurité les uns des autres ;
- Amortisseurs: Dispositifs qui protègent les câbles et les fils fragiles dans un environnement extérieur ;
- Fils de terre : Fournir une couche de blindage entre la ligne et les conditions climatiques difficiles ;
- Parafoudres : Dispositifs de sécurité qui redirigent la foudre loin de la ligne sous tension vers le sol.
Conclusion
Lorsque le génie pionnier Nikola Tesla a conçu le système de climatisation pendant la révolution industrielle, peut-être même son esprit visionnaire n'aurait-il pas pu prédire l'impact inégalé que sa découverte aurait sur la réinvention de la manière dont cette puissante énergie pourrait être utilisée.
Près de 150 ans plus tard, le courant alternatif demeure la norme mondiale incontestée en matière de transmission électrique. Et grâce à notre réseau de lignes aériennes de pointe qui transporte cette ressource rayonnante partout, nous avons pu atteindre un niveau de progrès technologique qui a enrichi tous les domaines de notre vie.
Grâce au développement de la transmission d’énergie à longue distance, notre humble planète Terre a été illuminée au sein de la vaste étendue de l’espace noir d’encre – et notre avenir semble encore plus prometteur.
Questions fréquemment posées (FAQ)
Qu'est-ce qu'une ligne électrique aérienne ?
Une ligne électrique aérienne fonctionne comme un canal permettant de transférer des ondes électromagnétiques de différents niveaux de tension sur une variété de distances, d’environnements et de paysages pour fournir de l’énergie électrique là où elle est nécessaire.
Comment fonctionne un système de transmission d’énergie électrique ?
Le système de transport d’électricité par lignes aériennes permet de transporter l’électricité dans tout le pays, créant ainsi une alimentation électrique fluide et rapide dans tous les coins du pays. Le réseau est essentiel pour assurer un approvisionnement fiable et régulier en électricité de nos maisons, de nos lieux de travail et d’autres équipements.
Types de lignes de transmission
Les lignes électriques peuvent utiliser deux formes de circulation de courant : le courant alternatif (CA) et le courant continu (CC).
Les lignes électriques à courant alternatif peuvent être classées en fonction de la tension et de la longueur :
Classification de la tension
- Basse tension
- Moyenne tension
- Haute tension
- Très haute tension
- Ultra-haute tension
Classification de longueur
- Lignes courtes
- Lignes moyennes
- Longues files d'attente
Composants des lignes électriques aériennes
Les composants peuvent être classés en cinq catégories principales :
- Supports de ligne
- Conducteurs de lignes électriques
- Isolateurs de lignes électriques
- Ancrages de terre pour lignes électriques
- Raccords de lignes électriques
