Brevet FR2058389A1 — publié le 19710528

- ~ 1 " 2053389 Aux câbles à basse tension pour courants "forts destinés à des réseaux d'alimentation en énergie., qui ont été mis au point depuis une vingtaine d'années pourœmplacer les câbles à enveloppe en plomb et ' isolement en papier imprégné et qui se sont déjà intro-5 duits en pratique dans une large mesure., appartient également le type de câble NYCY, dans lequel sur l'âme du câble composée de trois conducteurs de phase isolés par une matière synthétique et composés de cuivre ou d'aluminium est située une couche câblée concentrique composée de fils individuels isolés ou en général non 10 isolés., couche sur laquelle se trouve une enveloppe en matière synthétique extérieure. Suivant les normes VDE actuelles, ces fils formant le conducteur neutre concentrique doivent être faits de cuivre, parce que seul ce métal est considéré comme suffisamment sûr en matière de protection contre la corrosion,-de telle sorte 15 que dans toutes les conditions d'exploitation et même en cas d'en-dommagement mécanique du câble, la fonction de protection du conducteur neutre concentriquè subsiste et, en cas de perturbation, tous les fils conduisent le courant de défaut. Comme la littérature technique et en particulier la lit-20 térature concernant les brevets d'invention le démontre, les spécialistes en la matière se sont cependant depuis longtemps déjà posé des questions quant à savoir si et comment les fils de cuivre peuvent être remplacés, en particulier en tenant compte de l'augmentation de prix subie par le cuivre, par d'autres fils. Ainsi, 25 on a proposé d'utiliser à la place de fils de cuivre pour le conducteur neutre (également dénommé conducteur central ou encore conducteur médian), des fils d'aluminium plaqués de cuivre, par exemple avec un rapport de placage en volume de lO ou 20 % de cuivre pour 90 ou 80 % d'aluminium. Il est en fait déjà connu d'utiliser 30 en tant que conducteur électrique, suivant un agencement inverse, des fils de cuivre plaqués d'aluminium avec un rapport de 30 % d'aluminium pour 70 fo de cuivre et une conductivité résultante de 49, une augmentation de la section transversale du conducteur nu d'environ 30 fo étant admise à cause du gain d'environ 30 fo en cui-35 vre. On connaît également un placage avec du plomb de fils de cuivre en tant que disposition de protection contre la corrosions en particulier pour des conducteurs neutres concentriques. Il est en outre connu, pour des câbles souterrains pour BAD ORIGINAL 70 28122 - 2 - 2058389 courants forts à plusieurs fils, comportant un isolement des conducteurs et une enveloppe extérieure en matière synthétique superpolymère., de réaliser le conducteur neutre sous forme de couche fermée pour une part en fi-ls de métaux bons conducteurs, comme par exemple 5 du cuivre ou de l'aluminium et pour la partie restante en fils de résistance à la traction plus élevée, comme par exemple en acier. En outre, il est connu depuis des dizaines d'années, pour des conducteurs neutres servant simultanément de blindage, d'améliorer le contact électrique entre les fils individuels ronds, plats ou. pro-10 filés d'une couche de câblage fermée, grâce à un enroulement de feuilles métalliques minces placées en dessous ou même au-dessus, de préférence avec un chevauchement. On a aussi alors déjà envisagé' de fabriquer quelques fils de conducteur neutre à partir de cuivre ou d'aluminium et la feuille métallique également à partir de ces 15 métaux. Il est également connu de constituer le conducteur neutre pour des câbles souterrains pour courants forts avec des conducteurs en forme de secteur, exclusivement à partir d'une couche concentrique de bandes de cuivre se chevauchant mutuellement d'environ 30 fo et disposées avec un long tour. Dans cet ordre d'idée se situe 20 également la proposition générale connue de la réalisation, pour des câbles isolés et enveloppés avec une matière synthétique et prévus pour une pose souterraine, des conducteurs de phase en aluminium et uniquement du conducteur neutre en cuivre. On connaît encore une variante de cette proposition qui consiste à laisser le conducteur 25 neutre en cuivre non isolé et de 3e répartir dans les intervalles de coin des conducteurs de phase en aluminium isolés et câblés entre eux. La conception du conducteur neutre a été envisagée dans le domaine technique non seulement en ce qui concerne sa matière 30 première et la combinaison de différentes matières métalliques, mais également du point de vue constructif. On connaît en effet en tant que conducteur neutre, en plus de tressages avec ou sans isolement individuel des fils et des enveloppes de ruban de tôle disposées parallèlement à l'axe ou avec un tour court ou long, les couches de 35 fil câblées concentriquement sur l'âme du câble et déjà mentionnées précédemment. En plus du câblage continu, on connaît alors aussi le câblage dit ondulé avec un tour s'inversant à intervalles, qui facilite l'écartement du conducteur neutre maintenu intact par rap- BA0 ORIGINAL 8 V AO i - 3 - 2058389 port à .l'âme du câble lors de la réalisation de manchons de dériva-■ tion. Il est encore connu de former le conducteur neutre par deux ou plus de deux couches concentriques, dont les fils se superposent avec un sens de tour alternant de manière opposée. 5. En partant de cet état de la technique particulièrement riche en ce qui concerne la conception de conducteurs neutres, 1'invention résout le problème d'assurer la fonction de protection d'un conducteur neutre câblé concentriquement à partir de fils, dans toutes les conditions d'exploitation et même en cas d'endommagement 10 mécanique d'un câble pour courants forts, non pas du point de vue de la matière, mais au contraire grâce à une nouvelle conception de la construction d'un tel câble. L'invention consiste en ce que les fils du conducteur neutre sous l'enveloppe en matière synthétique ne.sont isolés avec 15. une matière synthétique ou entourés par une masse de protection contre la corrosion que par sections individuellement et/ou en commun tandis que dans les sections nues intermédiaires, ils sont reliés transversalement électriquement entre eux grâce à des moyens accessoires. 20 Dans le cas de câbles pour courants forts à câblage ondu- . lé, une variante de l'invention peut consister avantageusement en ce que les sections nues avec la liaison transversale supplémentaire des fils se situent en des endroits où le sens de tour du câblage s'inverse. Il est alors utile que l'écartement des sections 25 nues soit plusieurs fois supérieur à l'écartement des points d'inversion du sens de tour. La liaison électrique transversale supplémentaire ou auxiliaire des fils du conducteur neutre peut être obtenue de plusieurs façons. Un procédé consiste à poser de manière aussi tendue 30 que possible autour des fils câblés des enroulements de fil ou de ruban dans les sections nues, une extrémité ou les deux de ces enroulements étant immobilisées. Il existe aussi plusieurs possibilités pour cette immobilisation, comme par exemple un soudage par points, qui peut être obtenu à .l'aide d'un chariot ' de 35 soudage accompagnant par sections le câble en formation et revenant ensuite à son point de départ. Une autre possibilité est offerte par des douilles d'écartement métalliques fendues long.itudinalement, qui sont placées " sur l'âme du câble, donc immédiatement .en 70 28122 - 4 - 2058389 dessous des fils câblés, ou encore directement"sur ceux-ci. Ces - douilles d'écartement peuvent être dotées extérieurement ou intérieurement de cannelures qui s1 introduisent dans les fils câblés ou peuvent être repoussées sur ceux-ci afin d'améliorer le contact. 5 II existe également plusieurs méthodes pour l'isolement ou l'enveloppement, à effectuer par sections seulement suivant l'invention, des fils du conducteur neutre avec.une masse de protection contre la corrosion. Un procédé consiste à appliquer la matière synthétique isolante ou la masse de protection contre la corrosion 10 au moyen d'une machine à injecter, dont l'embouchure est bloquée à intervalles contre l'échappement de la matière injectée, par exemple au moyen d'un diaphragme à iris ou d'un mouvement longitudinal alternatif de la vis transporteuse de la machine à injecter. Un autre procédé consiste à mettre en oeuvre le recouvrement connu 15 dit longitudinal avec des bandes de matière isolante finies adaptées. L'"enlèvement par sections de l'isolement est en fait également possible, mais semble toutefois moins approprié pour des raisons de fabrication. Toutes ces dispositions peuvent être mises en oeuvre déjà, d'une part, lors de la préfabrication des fils individuels du 20 conducteur neutre, aussi bien que, d'autre part, lors de leur enveloppement commun après le câblage du conducteur neutre. La réalisation de l'invention du point de vue de la fabrication du point de vue de la fabrication n'est en principe pas fonction du choix de la ou des matières pour le conducteur neutre. 25 Elle peut donc être mise en oeuvre aussi bien pour des conducteurs neutres composés uniquement de fils de cuivre, d'aluminium ou plaqués, qu'avec des conducteurs neutres qui sont constitués d'une façon connue par des fils de différentes matières, par exemple donc de quelques fils de cuivre et de fils d'aluminium pour le reste. 30 On peut aussi envisager la combinaison avec les fils d'acier et de titane connus à des fins de blindage. On dispose également dans le cadre de l'invention d'une grande liberté dans le choix des matières pour les moyens accessoires- destinés à assurer la liaison électrique transversale des fils 35 du conducteur neutre aux endroits dénudés. Bien que les endroits dénudés soient également protégés contre la corrosion par l'enveloppe extérieure en matière synthétique du câble, dans les conditions d'exploitation normales, il est cependant à conseiller d'utiliser 70 28122 - s - 2058389 pour les moyens de liaison les mêmes matières, ou tout au moins des matières ayant le même effet, que celles pour les fils reliés entre eux par ces moyens ; dans le cas de fils de .cuivre, on choisira donc des bandes ou des douilles de cuivré et pour des fils én aluminium 5 des bandes ou des douilles en aluminium, ou, à titre d'exemple dhne matière ayant un effet analogue, unebande de cuivre qui a été pressée ou laminée de manière étanche à l'humidité sur ses deux faces entre des bandes d'aluminium. L'avantage obtenu suivant l'invention justifie à cause 10 de l'effet de sécurité recherché, la dépense technique particulière et réside dans le fait qu'en cas d'endommagement mécanique de quelques fils du conducteur neutre, par exemple lors de travaux de terrassement, et de la corrosion en résultant par suite de la pénétration d'humidité, les endroits défectueux dans le sens longitudinal 15 du câble sont limités à june section entre deux zones dénudées et l'interruption incontrôlée du conducteur neutre est évitée. Dans cette section, on peut alors aussi réaliser, par suite du report du courant du conducteur neutre sur les fils non endommagés, ou avec des conducteurs neutres combinés par exemple à partir de fils 20 en aluminium et de fils moins susceptibles de corrosion, du report sur ces derniers fils, la coupure automatique du câble dans un but d'un auto-nettoyage du réseau d'alimentation, à la suite de l'é-chauffement local de l'isolement du câble et d'un court-circuit de phase ou de terre en résultant. Les sections de fil convenant ou 25 au moins nécessaires pour le conducteur neutre et éventuellement aussi las combinaisons de fils peuvent être déterminées en particulier également de ce point de -vue et en tenant .compte des sections transversales de sécurité et des caractéristiques de sécurité, de manière empirique et calculée. 30 D'autres détails et particularités de l'invention ressor- tiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant au dessin annexé, qui représente schéma-tiquement un câble électrique pour courants forts recoupé en gradins . 35 L'âme du câble, non représentée, qui est constituée par exemple par trois conducteurs en forme de secteur massif en aluminium, isolés avec une matière synthétique et entourés par une enve- loppe interne en matière synthétique, se situe à l'intérieur du 70 28122 — 6 — 2058389 conducteur neutre nu 1, qui a été considéré dans le présent exemple comme présentant un câblage ondulé. Le sens d'inversion du tour de câblage des fils en aluminium se situe eu 2 en dessous de 1'élément de liaison transversal 3. disposé fermement sur la zone d'inversion. 5 Cet élément de liaison transversal est par exemple constitué par un enroulement en spirale à plusieurs couches d'un ruban en cuivre nu, recouvert d'aluminium sur' ses deux faces. L'élément de liaison transversal a en fait une largeur telle qu'il s'étend au-delà de la zone d'inversion du câblage du conducteur neutre et il pour-10 rait aussi être constitué par un enroulement en spirale. Il ne constitue cependant pas une spirale de ruban se poursuivant sans fin sur le câble. • - A une distance qui peut aussi être considérée comme supérieure ou inférieure à celle représentée au dessin, commence de 15 part et d'autre l'enveloppement commun 4, réalisé par exemple grâce à une application par- intermittance, des fils du conducteur neutre à l'aide d'une masse de protection contre la corrosion pénétrant entre eux, par exemple à base de bitume ou de polyisobutylène. On applique ensuite par-dessus l'enveloppe extérieure 5 du câble, 20 constituée par exemple de chlorure de polyvinyle. " L'écartement mutuel entre les zones dénudées présentant les éléments de liaison transversaux est supérieur à l'écartement, inférieur à un mètre comme on le sait, des points d'inversion 2 et il atteint par exemple de quelques mètres jusqu'à environ deux 25 mètres comme limite inférieure.- Suivant cet exemple, un point d'inversion sur quatre seulement constitue donc simultanément une zone dénudée conformément à l'invention. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien 30 des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. 70 28122 - 7 - 2058389 REVEHDICATIONS 1. Câble électrique pour courants forts, avec un. conducteur neutre concentrique câblé à partir de fils et avec un isolement des conducteurs et une enveloppe en matière synthétique, ca-5 ractérisé en ce que les fils du conducteur neutre sous l'enveloppe en matière synthétique ne sont isolés individuellement et/ou en commun avec une matière synthétique ou entourés par une masse de protection contre la corrosion que par sections, tandis qu'ils sont reliés électriquement transversalement entre eux à l'aide de moyens 10 auxiliaires dans les sections nues intermédiaires. 2. Câble pour courants forts suivant la revendication 1, avec un conducteur neutre à câblage ondulé, caractérisé' en ce que les sections nues avec la liaison électrique transversale auxiliaire des fils se situent en des endroits où le sens du tour de câblage 15 s'inverse. 3. Câble poùr courants forts suivant la revendication 2, caractérisé en que l'écartement des sections nues est plusieurs fois supérieur à- 1'écartement entre les points d'inversion du sens de tour du câblage. 20 4. Câble pour courants forts suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison électrique transversale auxiliaire des fils du conducteur neutre est constituée par des enroulements de fil ou de ruban, dont une extrémité ou les deux sont immobilisées, de préférence par un soudage 25 par points. 5. Câble pour courants forts suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la liaison électrique transversale auxiliaire est constituée par des douilles d'écarte- . ment métalliques, fendues longitudinalement et de préférence canne-30. lées, enfilées directement en dessous ou au-dessus des fils du conducteur neutre.