Brevet FR2006069A1 — publié le 19691219

i 2006069 la présente invention concerne un procédé de joac-tion et de terminaison de câbles électriques comportant un conducteur fait de plusieurs fils métalliques constituant un toron à travers les interstices duquel un produit d'imprégnation li-5 quide pour le diélectrique du eâble peut passer. Par le terme "produit d'imprégnation liquide", on entend un produit d'imprégnation qui est liquide à la température de travail normale du câble ou qui devient liquide à une température que le toron peut atteindre pendant le processus de jonction ou le proces-10 sus de terminaison» ïïn exemple important d'un produit d'imprégnation qui est liquide à la température de travail normale est l'huile s*écoulant librement utilisée dans des câbles à bain d'huile comportant des passages longitudinaux pour faciliter l'accès du produit d'imprégnation à toutes les parties du dié-15 lectrique. Un ezemple d'un produit d'imprégnation qui devient liquida à une température que le toron peut atteindre pendant 1» processus de jonction ou la processus de terminaison est le composé, basé sur un mélange d'huile et d® cires utilisé dansdes câbles dits (MIND), c'est-à-dire dans des cables iapré-20 gnés dans la masse et stabilisés. le procédé conforme à 1'invention consiste à formes un éliminateur de ch&leur entourant 1'eztrémité du conducteur toronné et à unir le conducteur toronné à 1100 Ijoms ou à aa autre conducteur par un processus comprenant l'application à 25 l'état en fusion d'un corps adhérent de eétal à la'quasi-tota-lité de la face terminale coupés du conducteur toronné ou autre la face terminale coupée du conducteur toronné et l'extrémité cle la borne ou encore de l'autre oasducteur? tout en enlevant le produit d'imprégnation liquide à partir des interstices 30 entre les fils métalliques du conducteur toronné dans la région de son extrémité coupée par l'application d5une pression négative ou vide au conducteur toronné. le processus d'union ou de liaison peut âtre un processus de soudage ou de brasage» mais pour obtenir une résis-55 tance mécanique et une fiabilité maximales, on préfère un processus de soudage» la technique de soudage à l'are connue comme étant un soudage MIG- (métal/gaa inerte) qui comprend le transfert d'un métal à partir d'une électrode jusqu8â la pièce à usiner au droit d'un arc jaillissant dans une atmosphère inerte, 40 normalement de l'argon, convient spécialement. La demanderesse l&AO ORDINAL 69 11135 2 2006069 préfère oonstitsier- le corps oo&érent de métal pas? ou processus de scmdags sa deux opérations comprenant une première opération dans laquelle une mince couche de métal est appliquée à l'extrémité coupée du conducteur toronné pour l'obturer, tandis 5 que la pression négative (ou vide) est maintenue sur l'extrémité du conducteur,' la première opération étant suivie d!un-s seconde opération dans laquelle l'extrémité du conducteur torouaé est ici encore soumise à une prasaioa négative et une quantité plias importante de métal est appliquée pour relier le conducteur à 10 un autre conducteur ou à une borne® Bien que dans la seconde opération le métal soit appliqué par un processus de soudaget cette opération ressemble habituelleaent à une opératioa de moulage, étant donné qu'elle comprend un remplissage avec dû métal en fusion d'une cavité délimitée sur au moins ua cOté -ï par 1'extrémité coupée d'un conducteur toronné. L'éliminateur de chaleur peut âtre constitué par as ga'ijarit qui empêche une séparation des fils métalliques individuels du conducteur pendant le soudage, après quoi ou l'en-levée Dsqg une variante, il peut arriver que l'éliminateur do 20 chaleur (ou une partie de eelui-ei) s'unisse à la soudure au formant ainsi une partie permanente de la jonction ou da la ter*-' minaisoao Par exemple, 1'éliminateur de chaleur peut Ôtee coac^ ' titué, d?-une part, par un maaehon métallique (qui peut être plein, fendu longitudinalemekrb ou divisé longitudioaleiaent ou 25 deux ou plus de deux parties) ce maachoa étant contigu au conducteur toronné et qui s*unit à la soudure et,d'autre part9 par? une partie extérieure qui est amovible L'éliminateur de chaleur sert à empêcher une augmentation anormale de température à l'extrémité dénudée et diélectrique du câble, à réduire à un minimum un recuit des extrémités 40 du conducteur et (dans le cas d'un processus de soudage à l'arc) BAD ORiGïNAL 11135 3 2006069 il empêche un grillage en arrière des extrémités des fils métalliques individuels, ce qui provoquerait un soudage inadéquat. Une pression négative est de préférence exercée sur le toron par un collecteur entourant celui-ci, réalisé de pré-5 férence sous forme d'une gorge annulaire ménagée dans la paroi intérieure de l'éliminateur de chaleur6 De préférence, l'extrémité du collecteur située le plus loin de l'extrémité dénudée du conducteur toronné est obturée par un organe élastique, par exemple une rondelle en 10 caoutchouc, pour augment-er l'efficacité de l'aspiration à l'endroit de la face terminale dénudée du conducteur» Il est habituellement nécessaire d'enlever des résidus du produit d'imprégnation à partir de l'extrémité coupée du conducteur toronné, par un lavage avec un solvant approprié ^5 alors que la pression négative est exercée sur le conducteur et avant le commencement du processus d'unione On va maintenant décrire 1'invention plus ®n détail à titre illustratif et non limitatif en se référant au dessin annexé, sur lequel : 20 les figures 1 à 5 représentent des stades successifs d'un procédé de jonction de câbles ; les figures 6 â 8 représentent des stades successifs d'un procédé de terminaison de câbles ; les figures 9 et 10 représentent des variantes de 25 procédés de terminaison à un stade correspondant à celui de la figure 8. le procédé de jonction qu'on va décrire convient spécialement peur réunir des conducteurs correspondants de troe-çons adjacents d'un câble à bain d'huile et à âmes multiples du 50 genre comportant des ciuduitp ou passage pour le produit d'imprégnation, situés dans les interstices entre les âmes® On dénude d'abord les extrémités des câbles de la manière habituelle et si les conduct G J- ci réunir ne sont pas circulaires on les rend de préférence circulaires dans la région ou la jeuerion 5 doit êire exécutée, par exemple en les écrasant dans des filières semi-circulaires» Un éliminateur de chaleur 1 constitué rar un ru étal avant une bonne conductivité thermique est assemblé autour de l'extrémité du conducteur. De préférence, l'éliminateur de cha-0 leur est en c-uivre si les conducteurs à réunir 5cnt en aluminium, BAD ORIGINAL 69 11135 4 2006069 ou bien il est en acier doux ou en acier inoxydable si les conducteurs sont en cuivre. La face terminale 2 de l'éliminateur de chaleur est inclinée par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du conducteur et elle sert de gabarit de coupe pour dénu-5 der l'extrémité des conducteurs*) La position de la coupe est telle que , dans la jonction terminée, les extrémités des conducteurs sont plus espacées l'une de l'autre à leur bord supérieur qu'à leur bord inférieur. Selon la dimension des conducteurs, un angle compris entre 15 et 30° entre le plan de la 10 coupe et le plan perpendiculaire à l'axe des conducteurs convient,, L'éliminateur de chaleur est traversé par un alésage cylindrique 3 qui est en contact étroit avec la surface périphérique du conducteur toronné 4, et l'alésage comporte une 15 gorge annulaire 5 qui communique avec une ouverture de sortie 6 ménagée sur la surface extérieure du moule, grâce à quoi l'éliminateur de chaleur peut se comporter également comme un collecteur de pression négative par lequel l'huile peut être extraite à partir des interstices entre les fils métalliques du 20 toron. De préférence, une rondelle 7 en caoutchouc est intercalée entre l'éliminateur de chaleur et la partie du diélectrique 8 du câble ayant été coupée, pour rendre étanche l'extrémité adjacente du collecteur et augmenter ainsi l'efficacité de l'aspiration à l'endroit de la face de eoupe 9 du conducteur. De 25 plus, l'éliminateur de chaleur se comporte comme un gabarit pour empêcher un étalement des fils métalliques du toron. Après que l'éliminateur de chaleur a été fermement fixé au conducteur, on raccorde le conduit de sortie 6 à une pompe à vide qui aspire l'huile à partir du conducteur jusqu'à 30 ce qu'il ne s'en écoule plus hors de sa surface coupée. On a constaté qu'il était suffisant de réduire la pression absolue à la pompe à vide jusqu'à quelques millimètres de mercure, la pression augmentant jusqu'à sensiblement la pression atmosphérique à la face terminale coupée du conducteur toronné. Conformé-35 ment à une pratique normale, l'extrémité opposée du tronçon de câble est raccordée à un réservoir d'huile, afin que toute quantité d'huile extraite à partir du tronçon du câble par la pompe à vide soit continuellement remplacée sous une pression hydrostatique,, 69 11135 5 2006069 S'il existe de grands intervalles dans l'extrémité du conducteur, comme c'est habituellement le cas si un toron initialement non circulaire n'a pas été rendu circulaire, ces intervalles sont de préférence obturés par l'introduction de courts 5 tronçons de fils métalliques, par exemple à partir du morceau dénudé de l'extrémité du toron<> Pendant que la pression négative continue à être exercée, la surface coupée du conducteur est lavée avec un solvant volatil approprié pour l'huile, par exemple quelques mil-10 lilitres d'éther de pétrole0 On peut favoriser un dégagement d*un exoès dq solvant, si c'est nécessaire, en plaçant un chapeau ou. un capuchon sur la face terminale plate 2 de l'éliminateur de chaleur entourant 1'extrémité dénudée 9 du conducteur et/ou en appliquant un gaz inerte sous pression à l'extrémité coupée. Ce 15 chapeau ou capuchon peut être constitué simplement par une plaque terminale et uns paroi périphérique constituée par un joist d'étanchéité circulaire ayant une forme appropriée qui peut être maintenu sous pression contre la face terminale 2 de l'élimiiîa= teur de chaleur. 20 lorsque le processus de nettoyage est terminé, tandis que la pression négative continue à être exercée, on applique une mince couche adhérente 10 (figure 2) de métal de soudure à la totalité de la face terminale dénudée du conducteur au moyen d*un pistolet de soudage MIG. A la fin de cette opération, on 25 enlève rapidement l'éliminateur de chaleur très chaud de l'extrémité du conducteur. De préférence, l'éliminateur de chaleur a uae capacité thermique suffisante pour qu'il agisse seul de manière à empêcher une augmentation anormale de la température du conducteur pendant le soudage, mais il peut,si c'ast nécessaire, 30 être refroidi de force, par exemple par une circulation d'eauc le second conducteur 11 (figura 3) est préparé de façon similaire, et on nettoie les extrémités préparées des deux conducteurs par un brossage des fils métalliques et par un lavage avec un solvant. On amène alors en alignement les deux son-35 ducteurs, en laissant entre eux un petit intervalles dans un autre éliminateur de chaleur 12 similaire d'une façon générale à l'éliminateur de chaleur 1, mais ayant la forme d*ua moule qui entoure à la fois les extrémités des conducteurs et permet d'accéder à l'intervalle 13 en forme de V qui les sépare, la partie 40 inférieure de l'intervalle étant fermée par le fond du moule. BAD ORIGINAL 69 11135 6 2006069 On raccorda une pompa à vide à des gorges annulaires 14 ménagées dans les alésages des deux parties de 1'éliminateur de chaisur, et on répète le lavage des surfaces terminales préparées des conducteurs0 5 On peut faciliter l'élimination du solvant d'une ma nière similaire à celle qui a été décrite ci-decsuo, on utilisant un chapeau, qui s'ajuste da manière étanche sue 1î: partie supérieure de la cavité du moulo et qui peut permettre l'application d'une pression da gaz dans la cavité® j_q lors de l'achèvement du processus de nettoyage et tandis que la pression négative continu® à être esorcéQ, l'as~ pace 13 est rempli avec un corps adhérent d'un métal âo aoudaï® 15 (figure 4) au moyen d'un' pistolet ds soudage MIG, et l'éll-minateur de chaleur est rapidement qélevé pour évites? une siœ«= - Tj eliauif® des ' extrémités des eonduoteursc Oet éliminât eu? de ofca~ leur peut également Ôtr© refroidi de force si c'est nécessaire» A titre d'opération"finale (figure 5) on reetifi© la souduro fossés entre les deux conducteurs, par exemple ou œoyea deua limage ou d8ua fraisage, 3usqu8au diamètre des ooaduo» 20 teurc, avant d'isoler la jonction de la manière habituelle. An. liou de former dos collecteurs semais à aaa pression négative en ménageant des gorges annulaires dans i'oa oa 1#autre des éliminateurs de chaleur 1 et 12, on peut appliquer un collecteur séparé entre cet é2iminateur de chaleur et l'os-25 trémité restante du diélectrique du câble - ayant été dlnudée Oo collecteur peut par exemple se présenter sous la forme d'un manchon à paroi mince qui entoure par scellement chaque extrémî« té au moyen d'un collage au conducteur et qui comporte entre ses extrémités une partie agrandie constituant un passage anna= 30 lairo entre le manchon et le conducteur® Cette partie agrandie comporte un conduit de sortie destiné à être raccordé à uns pompe à video ïïpe autre possibilité consiste à prévoir on collecteur supplémentaire entre le collecteur soumis à la pression tvi-^5 gative et l'extrémité da conducteur toronné. Os collecteur aup--plémentaire peut être raccordé à une source d'un gas iaerte sous pression avant ou pendant qu'on exerce le vide dans le collecteur de vide, afin de faciliter le dégagement de 1'huile• Bien qu'il soit préférable de revêtir la surface 40 coupée du conducteur avec du métal de soudage, comme décrit ci- BAD QFUGSNAL 69 11135 7 2006069 dessus, dans certains cas il peut être possible d'obtenir une étanchéité momentanée de la partie dénudée du conducteur dans le premier stade en déformant mécaniquement l'extrémité du toron, par exemple par un martelage alors que le toron est sup-5 porté dans un gabarit ou moule appropriés0 le procédé de terminaison de câble illustré sur les figures 6 à 8 est similaire au procédé de jonction déjà décrit jusqu'au stade représenté sur la figure 2. On introduit l'extrémité 16 du conducteur préparé 10 dans un éliminateur de chaleur composite 17 comprenant une partie intérieure 18 constituée par un manchon du même métal que le conducteur, qui est destinée à devenir une partie permanente de la terminaison et qui est vissée au manchon® Un collecteur 20 soumis à une pression négative agit 15 également de préférence comme un éliminateur de chaleur auxiliaire* •'■'e nettoyage de l'extrémité du conducteur est exécuté après assemblage de l'éliminateur de chaleur et lorsque la pression négative est exercée, et après l'élimination du solvant,on remplit l'espace 21 avec un corps adhérent de métal en fusion 22 20 (figure 7) en utilisant un pistolet de soudage MIG- en formant ainsi une liaison permanente entre l'extrémité du conducteur et le manchon 18» Ce manchon est de préférence fendu longitudinale-ment, cette fente 23 étant de préférence siguée à la position où. la profondeur du métal de soudure 22 est la plus faible» Cette 25 partie coupée permet au manchon 18 de se contracter avec le métal de la soudure à mesure qu'il se refroidit, ce qui facilite l'enlèvement de la partie extérieure 19 de l'éliminateur de chaleur. Finalement, une tige d'extrémité 24 (figure 8) est vissée sur le manchon 18, les filetages coopérants étant de pré-30 férence étamés par voie électrique et ressués de manière à assurer une connexion sûre et saine, et la terminaison est isolée de toute manière appropriée® la tige terminale 24 peut être faite d'un métal qui n'est pas le même que le métal du conducteur toronné, par exemple du cuivre si le conducteur toronné est en 35 aluminium» On évite ainsi le problème d'une corrosion bimétallique à l'endroit où comme il est courant, la terminaison comporte un isolateur ayant un raccord terminal découvert fait d'un alliage à base de cuivre, et permet une connexion basée sur une pression mécanique à utiliser à l'autre extrémité de la tige 40 terminale. 69 11135 8 2006069. Les figures 9 et 10 représentent des terminaisons modifiées qui permettent également d'utiliser des tiges terminales en cuivre sur des conducteurs en aluminium ; dans les deux cas, la totalité de l'éliminateur de chaleur 17 devient une 5 partie permanente de la terminaison, et la tige terminale 24 y est vissée0 Dans l'agencement de la figure 9, l'éliminateur de chaleur comprend un manchon intérieur 25 en aluminium fixé dans un corps extérieur 26 en cuivre au moyen d'une connexion vissée préformée, permanente, étamée par voie électrique et ressuée0 10 Dans l'agencement de la figure 10, le manchon d'aluminium 27 est fixé dans un corps de cuivre 28 par un processus de soudage sous pression, par exemple un soudage par friction ou un soudage en bout par étincelage, à titre d'opération préliminaire, exécutée de préférence à l'usine,, 15 Dans le cas d'un câble comportant un produit d'impré gnation qui ne s'écoule pas librement à la température ambiante, les techniques de nettoyage décrites jusqu'ici dans le présent brevet ne conviennent habituellement pas, et une modification appropriée est nécessaire„ Ainsi, pour un composé applicable à 20 un câble imprégné dans sa masse et stabilisé, les fils métalliques du toron peuvent être légèrement séparés et la masse du produit d'imprégnation entre les fils peut être mise en fusion par un chauffage doux avec un chalumeau au propane. On enlève alors le résidu par un lavage exécuté plusieurs fois avec un 25 solvant approprié très chaud (par exemple de l'huile isolante s'écoulant librement), de préférence avec la contribution d'un brossage» Après lavage avec un solvant volatil (par exemple du naphta) pour enlever le solvant de nettoyage, on peut appliquer l'éliminateur de chaleur 1 et procéder ensuite à la jonction à 30 la terminaison comme décrit précédemment. le procédé conforme à la présente invention peut être utilisé pour la jonction et la terminaison de câbles comportant un conducteur toronné creux, comme décrit plus complètement dans la demande de brevet de la demanderesse déposée ce 35 même jour pour "Procédé pour réunir et terminer des câbles électriques11,, BAD ORIGINAL 69 11135 9 2006069 REVENDICATIONS lo Procédé pour réunir ou terminer un câble électrique comportant au moins un conducteur sous forme d'un toron à travers les interstices duquel peut passer un produit d'impré-5 gnation liquide pour le diélectrique du câbles ce procédé consistant à unir le conducteur toronné à une borne ou à un autre conducteur par un processus comprenant l'application à l'état en fusion d'un oorps adhérent de métal sensiblement à la totalité de la face terminale coupée du conducteur toronné et à ^ l'extrémité de la borne ou de l'autre conducteur, ledit procédé étant caractérisé par le fait que pendant lsunion précitée, l'extrémité du conducteur toronné ast entourée par un éliminateur de chaleur et un produit â'imprégnation liquide est enlevé des interstices se trouvant entre les fils métalliques du 15 conducteur toronné dans la région d'une extrémité coupée de e© conducteur, cela par l'application d'une pression négative ea Yide au conducteur toronné* 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le processus d'union ast ian processus de sou- 20 dage, 3. Procédé suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que l'éliminateur de chaleur est constitué par un manchon métallique qui est contigu au conducteur toronné et qui s'unit au conducteur toronné lors 25 de l'application du corps adhérent de métal., 4» Procédé suivant la revendication 3f caractérisé par le fait que l'éliminateur de chaleur comporte également une partie extérieure amovible qui est vissée au manchon métallique* 5» Procédé suivant la revendication 4, caractérisé ' 30 par le fait que le manchon métallique est constitué par le même métal que le conducteur toronné et que la partie extérieure amovible de l'éliminateur de chaleur est faite d'un métal différent» 6« Procédé suivant la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé par le fait que le manchon de métal ast 35 fendu longitudinalement pour qu'il puisse se contracter avec 1g métal d'union à mesure qu'il se refroidit. 7. Procédé suivant la revendication 3S caractérisé par le fait que le manchon métallique est divisé dans le sens longitudinal au moins en deux parties. BAD ORIGINAL 69 11135 10 2006069 8« Procédé pour réunir un câble électrique' suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le processus de soudage comporta un premier stade ou opération comprenant 11ap--plication à l'état en fusion d'une couche adhérente de métal 5 à la quasi-totalité de la face terminale- coupée du conducteur toronné tandis qu'il est entouré par un premier éliminateur- de chalcur et qu1 un produit d1 imprégnât ion liquide est enlevé des interstices compris antre les fils métalliques du conducteur toroané dans la région de son extrémité coupée, cela par l5ap~ plication d'une pression négative eu vide au conducteur toronné, ledit procédé de soudage comportant un second stade ou opération comprenant l'application à l'état sn fusion- d'un corps a&»' lièrent de .métal entra l'extrémité rendue étanoîie du eoa&actees toronné et l'extrémité da 1*autre Goadacteur alors que les. deoz Qoaclaâteîirs sont entourés par nu ssooad éliminateur do chaleur ot qu'an produit d'iaprégnatios liquide est do nouveau enlevé des iaterstiees compris entas las fils métalliques du conducteur •toronné dans la régioa do soa osSsômité coupée, oola par l'ap-plioctios d'ua vide ou prossica aégauiva au conducteur toronnéo 20 9o Procédé do terminaison dcun câlsle électrique suivant la revo-adication 2, caractérisé en ce que le processus de soudage comporte ua premier stado ou opération comprenant l'applicatioa à l'état ea fusioa d3uae couche adhéroato d»us métal à la quasi-totalité de la faoe terminale coupée du coq-25 duete tu? toroaaé alors qu'il est entouré par ua premier élimina» • teur de chaleurp et qu'ua produit d8 imprégnâtioa liquide est enlevé des interstices compris snts?w les fils métalliques da conducteur toroané dans- la régioa 5s soa esctr-éœité, eele par 1'application d'ua vide ou pression négative au conducteur vo-30 2?oa«é, le processus de soudage comprenant un second stade ou ©«-pératioa dans lequel 1© premier éliminateur de chaleur est enlevé et remplacé par un second éliminateur de chaleur constitué par ua manchon oontigu au conducteur toronné et fait du même métal que ce dernier, et que le conducteur toronné est uni au-35 dit manchon par un processus da soudage comprenant l'application à l'état en fusion d'un corps adhérent de métal à l'extrémité rendue étanche du conducteur toronné et au manchon, tandis que le produit d'imprégnation liquide est ici encore 'enlevé des interstices compris entre les fils métalliques du conducteur 40 toronné dans la région d'une de ses extrémités coupées, cela par l'application d'un vide ou pression négative au conducteur BAD ORIGINAL 69 11135 ii 2006069 toronné« 10. Procédé suivant n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le processus de soudage ou un autre processus d'union est un processus MIG 5 (métal/gaz inerte). 11o Procédé suivant n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la pression négative est exercée sur ,1e conducteur toronné au moyen d'un collecteur l'entourant, constitué par une gorge annulaire mé-10 nagée dans l'alésage de l'éliminateur de chaleur ou de chaque éliminateur de chaleur. 12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé par le fait qu'on rend étanche l'extrémité du collecteur plus loin à partir de l'extrémité coupée du conducteur toronné, 15 cela au moyen d'un dispositif élastique afin d'augmenter l'efficacité de l'aspiration à la face terminale coupée du conducteur. 13. Procédé suivant n'importe laquelle des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'extrémité du 20 conducteur toronné est lavée avec un solvant du produit d'imprégnation liquide avant ou pendant le stade ou opération d'union ou au moins le premier stade ou opération d'union. 14« Procédé suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que le lavage est exécuté tandis que la pression 25 négative est exercée sur l'extrémité du conducteur. 15• Jonction ou terminaison de câble caractérisées par le fait qu'elles ont été exécutées par le procédé suivant n'importe laquelle des revendications précédentes©