Brevet FR2137682A1 — publié le 19721229

. ! . 2137682 La présente invention concerne un câble électrique dont l'âme est protégée par un revêtement formant écran. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 244 799 décrit un câble électrique ayant une âme formée de plusieurs fils isolés individuellement, une bande ou ruban ondulé en polyester entourant 5 l'âme et un recouvrement extérieur de protection qui comprend un blindage métallique et une gaine en matière thermoplastique déposée à l'état encore fondu. Le ruban ondulé utilisé dans un tel câble électrique est formé d'une seule feuille de polyester (non stratifiée), les ondulations étant uniformes et s'étendant dans le sens 10 longitudinal_et le ruban peut être enroulé en spirale autour de l'âme ou bien déposé longitudinalement sur cette dernière de manière que ses bords longitudinaux se recouvrent. Dans des câbles électriques du type décrit dans le brevet précité, le ruban ondulé laisse des espaces d'air dans la zone com-15 primée entre l'âme et le blindage métallique environnant qui sert à isoler l'âme contre la chaleur appliquée au blindage métallique pendant le gainage du câble avec la matière thermoplastique fondue. Ces espaces d'air assurent également une protection pneumatique de l'âme contre des forces mécaniques appliquées au câble et qui pour-20 raient autrement endommager l'isolation. On sait qu'une feuille de polyester convient bien pour être utilisée comme écran protecteur dans des câbles électriques puisqu'une telle feuille n'absorbe pas l'humidité, a une faible constante diélectrique, un faible facteur de dissipation et une 25 haute résistance diélectrique et puisqu'elle conserve ces caractéristiques avantageuses pendant toute la durée d'utilisation des câbles électriques. Dans la bande de polyester décrite dans le brevet précité, les ondulations longitudinales' améliorent certaines des caractéristiques intrinsèques de la feuille de po-30 lyester. Cependant, la présence de ces ondulations longitudinales ne résout pas-et il se peut qu'elle introduise ou amplifie-des problèmes qui sont couramment rencontrés dans la fabrication de câble électrique contenant une gelée ou un gel électriquement isolant placée entre les fils conducteurs de l'âme et la bande protectrice. 35 Plus particulièrement dans la fabrication de câbles élec triques usuels à gelée isolante, des fils destinés à former l'âme du câble sont revêtus d'une couche relativement épaisse d'une gelée ou gel électriquement isolant qui peut être par exemple un mélange de pétrole et de polyéthylène. En général, cette opération de 40 revêtement est effectuée par passage des fils de l'âme dans un bain 466/72 72 16559 . 2 . 2137682 de gelée fondue. Une fois revêtus, les fils sont étroitement serrés l'un contre l'autre, puis enveloppés d'une bande isolante et recouverts d'un blindage métallique et d'une gaine en matière thennoplas' tique. Le serrage des fils revêtus l'un contre l'autre avant mi-5 se en place de la bande isolante sert à enlever l'excès de gelée et à remplir tous les vides autour des fils de l'âme. Du fait de l'élimination de ces vides, tout l'air est expulsé de la gelée recouvrant l'âme et toute pénétration d'humidité dans l'âme en cas d'en-dommagement ultérieur de la gaine est évitée. 10 Avant que le blindage métallique extérieur de protection et la gaine extérieure puissent être mis en place, il se produit souvent me fuite de gelée à partir des bords se recouvrant, de la bande isolante. Une telle fuite se traduit évidemment par une perte de matière, elle pose des problèmes de traitement et, ce qui est 15 plus important, donne aux câbles électriques, des caractéristiques variables et non fiables. Lorsqu'on utilise des bandes isolantes ondulées, comme précédemment décrit, dans la fabrication de câbles électriques remplis d'une gelée isolante électriquement, cette gelée a en outre 20 fortement tendance à s'échapper. Cet effet semble être dû aux ondulations longitudinales de la bande isolante qui servent de canaux d'écoulement pour la gelée, de telle manière que celle-ci peut se propager librement en direction des bords en recouvrement de la bande où une fuite peut se produire. L'invention a donc pour but 25 principal de fournir un écran protecteur perfectionné pour une âme conductrice d'un câble électrique. L'invention se propose de fournir un câble électrique ayant une âme entourée par un écran protecteur formé d'une feuille de matière polymérisée gaufrée, plus spécialement une feuille de 30 téréphtalate dçfcolyéthylène, qui assure à l'âme du câble une protection mécanique, une isolation thermique, une protection cdelec-trique et une stabilité électrique. L'invention a aussi pour but de fournir un écran protecteur permettant de former un joint pratiquement étanche aux liqui-35 des, autour d'une âme conductrice d'un câble électrique. Un autre objet de l'invention est de fournir un câble électrique à gelée électriquement isolante, plagie entre une âme conductrice et un écran protecteur comportant des parties gaufrées qui arrêtent ou retardent l'écoulement de la gelée. 40 Egalement l'invention se propose de fournir un écran 486/72 ... /. 72 16559 ' 2137682 - 3 - 5 protecteur utilisable dans des câbles électriques et comportant des parties gaufrées pouvant s'emboîter l'une dans l'autre en position de recouvrement et former ainsi entre elles un joint pratiquement étanche aux fluides. 5 Ces divers objectifs et d'autres encore peuvent être at teints selon l'invention en utilisant comme écran protecteur entre me âme conductrice et m recouvrement protecteur extérieur d'un câble électrique, me feuille de matière polymérisée gaufrée. Cet écran protecteur sera décrit dans le cas où il est, comme cg^a est 10 préféré, formé d'une feuille de téréphtalate de^olyéthylène,/ôn peut cependant utiliser des feuilles d'autres matières polymérisées à condition qu'elles n'absorbent pas l'humidité, qu'elles présentent me faible constante diélectrique, m faible facteur de dissipation, me haute résistance diélectrique et qu'elles soient ca-15 pables d'être gaufrées et de conserver en permanence les gaufrages formés. La feuille de polyester gaufrée formant l'écran protecteur selon l'invention est mise en place sous forme d'm ruban ou d'une bande, soit longitudinalement, soit en spirale autour de l'âme 20 de telle manière que ses bords longitidinaux se recouvrent mutuellement, Une fois mis en place, les gaufrages ménagés dans la bande forment des espaces d'air entre l'âme et m blindage métallique de recouvrement qui constituent, en coopération avec me gaine en matière plastique, le revêtement extérieur de protection du câble. 25 Ces espaces d'air intérieurs servent d'isolation thermique et protègent pneumatiquement l'âme conductrice contre des forces externes La feuille de polyester et ses gaufrages assurent me protection mécaique, me isolation thermique, me protection diélectrique et me stabilité électrique à l'âme, ces effets étant 30 bien supérieurs à ceux qui peuvent être obtenus avec me feuille de polyester plane d'épaisseur correspondante. Dans des câbles électriques remplis d'me gelée électriquement isolante, les gaufrages ménagés dans la bande de polyester servent également à arrêter ou à retarder l'écoulement de la gelée le long de l'âme. Ce qui est 35 plus important, les bords en recouvrement de la bande gaufrée, que celle-ci soit mise en place longitudinalement ou en spirale sur l'âme, s'emboîtent l'm dans l'autre, c'est-à-dire que des gaufrages faisant saillie de la surface d'm des bords en recouvrement s'emboîtent et s'accrochent étroitement dans des gaufrages ménagés 40 dans la surface de l'autre bord en recouvrement. Il résulte de cet 486/72 .../... 72 16559 2137682 - 4 - emboîtement que les bords en recouvrement de la bande gaufrée constituent un joint compact et essentiellement étanche aux fluides. La feuille de polyester, qui peut être simple ou d'une structure stratifiée, est déformée de manière à former des gaufra-5 ges permanents de configuration similaire et étroitement associés entre eux. Plus particulièrement, les gaufrages sont alignés en rangées sensiblement parallèles, les gaufrages de chaque rangée étant en quinconce, par rapport aux gaufrages des rangées directement adjacentes, ce qui fait qu'il n'existe que des parcours sinu-10 eux d'écoulement le long de côtés opposés de la feuille. De préférence, les gaufrages sont dsposés pratiquement bord à bord. Les périphéries des gaufrages peuvent être circulaires ou être formées par des lignes droites et/ou incurvées. De préférence, les périphéries des gaufrages ont un contour polygonal, par exemple hexagonal, 15 de manière à faciliter la disposition en quinconce et 1 ' imbriquement et elles ne sont séparées l'une d^Q.'autre que par des parties linéaires de la feuille. Dans des câbles électriques, la feuille de polyester gaufrée selon l'invention donne les avantages précités que son côté 20 gaufré ou son côté évidé soit placé en regard de l'âme du câble. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description ci-après donnée à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé, dans lequel : Pig. 1 est une vue latérale d'un câble électrique com-25 portant l'écran protecteur selon l'invention, avec arrachement partiel. Fig. 2 est une vue en coupe transversale du câble électrique suivant la ligne H-II de la figure 1. Pig. 3 représente une vue en plan d'une partie de l'écran 30 protecteur utilisé dans le câble de la figure 1. Fig. 4 est une vue en coupe verticale suivant la ligne rV-IVde la figure 3- Fig. 5 est une vue en coupe verticale suivant la ligne V-V de la figure 3-35 Fig. 6 représente une vue en coupe similaire à celle de la figure 3, faite dans des parties marginales en recouvrement de l'écran protecteur. Tel qu'il est représenté aux figures 1 et 2, le câble électrique 11 comprend une âme 13 formée de plusieurs fils conduc-40 teurs isolés individuellement, un écrar^rotecteur 15* une gelée 486/72 .../... 72 16559 2137682 - 5 - électriquement isolante 17 placée entre les fils de l'âme 13 et l'écran protecteur 15, un blindage métallique 19 placé sur l'écran protecteur 15 et une gaine 21 en matière thermoplastique. Le câble 11 est assemblé à la manière usuelle, les fils de l'âme étant d'a-5 bord introduits dans un bain de gelée fondue 17, puis étant serrés les uns contre les autres afin d'expulser l'excès de gelée et d'éliminer tous les vides existant dans la gelée restante. L'écran protecteur 15, sous forme d'une bande ou d'un ruban, est ensuite placé longitudinalement sur l'âme 13 de manière que ses bords longitudi-10 naux soient en recouvrement. Ensuite le blindage métallique 19 est placé sur l'âme enveloppée du ruban et est recouvert d'une matière thermoplastique fondue pour forner la gaine 21. L'écran protecteur 15 représenté en détail aux figures 3 à 5 est formé d'une feuille de téréphtalate de polyéthylène ayant 15 normalement à l'état plan une épaisseur d'environ 0,05 mm. On peut utiliser des feuilles de téréphtalate de polyéthylène d'une épaisseur plus grande à condition qu'elles puissent être gaufrées et qu'elles conservent en permanence les gaufrages ou déformations créés. Le gaufrage de la feuille de téréphtalate de polyéthylène 20 peut être effectué de toute manière comme, par exemple en chauffant la feuille à une température inférieure à son point de ramollissement puis en faisant passer cette feuille, sous une pression relativement élevée, entre un cylindre métallique froid portant un motif gravé, et un cylindre d'appui recouvert de caoutchouc. 25 Les motifs formés par les gaufrages 23 dans la feuille de téréphtalate de polyéthylène ont des dimensions et des configurations similaires et sont de préférence constitués en un réseau compact de manière telle que seules des parties linéaires de la feuille originale apparaissent entre gaufrages adjacents. Les péri-30 phéries des gaufrages individuels 23 peuvent avoir tout contour désiré ; elles ont de préférence une configuration polygonale, par exemple hexagonale comme réprésenté, afin de faciliter leur emboîtement serré. Plus particulièrement, dans l'écran protecteur 15 répré-35 senté aux figures 3 à 5, les gaufrages hexagonaux 23 sont répartis en rangées sensiblement parallèles (25)* les gaufrages des rangées directement adjacentes étant en quinconce les uns par rapport aux autres. Avec une telle disposition, seules des parties linéaires 27 de la feuille originelle restent entre des gaufrages adjacents 40 23. 486/72 72 16559 2137682 - 6 - Les longueurs de oes parties linéaires individuelles 27 dépendent évidemment de la configuration et des dimensions particulières des gaufrages proprement dits. Le réseau en quinconce des gaufrages étroitement espaces 5 établit des parcours sinueux et très étranglés le long desquels l'écoulement de la gélée 17 pendant l'assemblage du câble s'effectue difficilement et est continuellement retardé. Un autre facteur plus important (fig. 6) est que des parties marginales en recouvrement de l'écran 15 s'emboîtent les unes dans les autres, c'est-à-dire 10 que des gaufrages 23 faisant saillie de la surface d'une desdites parties marginales en recouvrement, s'emboîtent étroitement dans des creux 29 formés dans la surface de l'autre partie marginale en recouvrement. Par suite de cet emboîtement étroit, les parties martiales en recouvrement de l'écran protecteur 15 établissent un joint 15 compact, serré et essentiellement étanche aux liquides. 72 16559 . 7 . 2137682 REVENDICATIONS 1.- Câble électrique comportant une âme conductrice, un blindage métallique enveloppant et recouvrant l'âme et un écran protecteur formé par une feuille de matière polymérisée, par exemple de téréphtalate de polyéthylène, enveloppant l'âme et interpo- 5 sé entre l'âme et le blindage métallique, cette feuille formant écran n'absorbant pas l'humidité et ayant me faible constante diélectrique, m faible facteur de dissipation et me haute résistance diélectrique, ledit câble étant caractérisé en ce que la feuille formant écran comporte des gaufrages permanents et étroite-10 ment groupés, lesdits gaufrages étant alignés en rangées sensiblement parallèles, les gaufrages de chaque rangée étant en quinconce par rapport aux gaufrages des rangées directement adjacentes et en ce que la matière et le contour superficiel de la feuille formant écran donnent à l'âme du cafile me protection mécanique, me 15 isolation thermique, me protection diélectrique et me stabilité électrique. 2.- Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les périphéries des gaufrages ont m contour polygonal, par exemple hexagonal. 20 3«- Câble selon la revendication 2, caractérisé en ce que les parties de la feuille situées entre des gaufrages adjacents sont linéaires. 4.- Câble selon l'me des revendications 2 et 3* caractérisé en ce que les gaufrages sont placés presque bord à bord. 25 5.- Câble selon l'me quelconque des revendications 1 à caractérisé en ce qu'une gelée électriquement isolante est prévue entre l'âme conductrice et la feuille formant écran. 6.- Câble selon l'me quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la feuille est me bande comportant des 30 bords longitudinaux placés en recouvrement et en ce que les gaufrages faisant saillie d'me surface de la bande s'emboîtent dans des creux formés dans me autre surface de la bande, le long des parties en recouvrement afin d'établir entre elles m joint essentiellement étanche aux liquides.