Brevet FR2204066A1 — publié le 19740517

L'invention concerne un connecteur électrique destiné à relier deux câbles comportant chacun un ccrducteur intérieur et un conducteur extérieur espacés l'uul de itautre par un élément isolant. les réseaux souterrains de distrioution électrique et de transmission, destinés au transport de courants importants sous de hautes tensions, se sont récemment développés. Ces réseaux comportent, entre autres composants, des connecteurs électriques blindés facilitant la réalisation et la mise en place des conducteurs souterrains. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 7 681 512 décrit un connecteur de ce type qui comprend un écran extérieur et tubulaire, ouvert à ses deux extrémités et renfermant un boftier conducteur également ouvert à ses deux extrémités.Un élément isolant est disposé entre ce bottier et la surface intérieure de l t écran. Cet élément comporte deux trous axiaux qui établissent chacun une communication entre une extrémité ouverte du bottier et une extrémité ouverte et correspondante de ltécran extérieur. Une extrémité dtun cabale préparé passe dans chaque trou de manière qutun tronçon dénudé du conducteur intérieur du cible soit disposé dans le bottier. Deux groupes de machoires coniques soift mis en place et déplacés axialement par rapport au bottier par une charge explosive. Chaque groupe entoure un tronçon dénudé du conducteur intérieur. Ce connecteur électrique convient dans la plupart des cas. Cependant, il ne peut être monté et assurer une connexion électrique convenable sur des conducteurs intérieurs dont les dimensions varient sur une grande plage, De plus, toute oxyda tison du conducteur intérieur nuit à la connexion établie. le connecteur selon l'invention comprend deux adapta- teurs métalliques et conducteurs qui entourent chacun ur tronçon dénudé d'un conducteur intérieur. Chaque adaptateur comporte un manchon intérieur et perforé qui porte sur le tronçon dénudé du conducteur intérieur. Plusieurs zones de l'adaptatellr, espacées suivant un anneau, sont reliées à la surface extérieure du manchon. Chaque adaptateur est serti sur le tronçon dénudé et correspondant du conducteur intérieur lorsque les groupes de mâchoires/coniques sont déplacés axialement dans le 'sottier. Un avantage du connecteur électrique selon l'invention est que les adaptateurs lui permettent de convenir à des Cr,llUC- teurs dont les dimensions varient sur une grande plage. Par conséquent, des mâchoires dune seule dimension suffisent pour la réalisation de connexions électriques avec une grande diversité de câbles. Un autre avantage du connecteur électrique selon l'invention est que le manchon perforé d'un adaptateur, lorsqu'il est appliqué à force sur le tronçon dénudé du conducteur intérieur, élimine les oxydes et autres dépote des brins de ce conducteur et assure ainsi une bonne connexion électrique. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre dtexemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective, avec coupe partielle, d:un connecteur électrique pour hautes tensions selon lrinvention la figure 2 est une coupe axiale du connecteur repre- senté sur la figure 1 la figure 3 est une vue en perspective d'un adaptateur du connecteur représenté sur la figure 1 ; et la figure 4 est une coupe axiale d'une extrémité du connecteur représenté sur la figure 1. le connecteur électrique 10 selon l'invention est destiné à relier des cibles 12 pour hautes tensions et courants importants (un seul d'entre eux étant représenté). le capable 12 comporte un conducteur central et torsadé 14, en aluminium ou en cuivre, dtun diamètre supérieur à 18 mm. Une tresse (non représentée) en matière semi-conductrice peut être réalisée par extrusion sur le conducteur 14 pour présenter une surface lisse qui favorise la liaison ferme et sans lacunes d'un élément isolant 16. Ce dernier, relatvement épais, pe1.s être constitué de plusieurs matières telles qutun polyéthylène de faible poids moléculaire et faible densité, un polyéthylène réticulé ou un caoutchouc étharlène-propylene. Un blindage métal ligue 18 entoure 11 élément isolant 16.Une enveloppe extérieure de chlorure de polyvinyle (non représentée) recouvre généralement le blindage 18. le connecteur 10 comprend deux parties principales, à savoir un ensemble 20 de connexion et un ensemble d'isolation. L'ensemble 20 comprend un boftier 24 en métal conducteur, par exemple en aluminium. Ce boiter 24 comprend un tronçon central 26 et des tronçons extrêmes et conIques 28 et 30 prolongeant vers la gauche et vers la droite le tronçon central 26. Ce dernier renferme un sous-ensemble 32 d'allumage. le sous-ensemble 32 comprend un tube 34 de mise à feu retenu dans le tronçon central 26 par deux sertissages annulaires 36. Une ouverture longitudinale 78 de ce tube 74 renferme un manchon métallique 40 comportant des alésages concentriques 42 et 44 qui délimitent à leur liaison un épaulement annulaire 46. L'ouverture par laquelle alésage 44'communique avec ltalésage 42 est conique pour loger 11 extrémité conique 45 d'un rivet métallique 48 de contact passant dans l'alésage 44. ltextrémfté du rivet 48 opposée à la tête 45 est creuse sur une courte distance pour quelle puisse etre matée et rabattue et quelle constitue un rebord extérieur. Avant la réalisation de ce dernier, un élément 52 de retenue d'une achoire et une rondelle 54 sont glissés sur le rivet 48 pour Astre placés entre le rebord de ce dernier et le manchon 40. Un manchon 55 isole le rivet 48 de la surface intérieure de l'alésage 44. l2alésage 42 loge un sous-ensemble d'allumage comprenant un collier 58 de matière plastique et des plaques extrêmes et métalliques 60 et 62 qui délimitent upe chambre remplie d'une chargiexplosive 64. Un fil 66 dtalliage nickel-chrome traverse la charge 64 et relie électriquement les deux plaques 60 et 62. les extrémités de ce fil sont simplement fixées entre les plaques 60 et 62 et les extrémités du collier 58. La plaque 60 porte sur la tête 45 du rivet 48, alors que la plaque 62 porte sur la tête 67 dtun rivet métallique 68 de contact qui, de même que le rivet 48, comporte un rebord à son extrémité opposée à la tête. le rivet 68 est logé dans un alé sage 72 d'un piston métallique 74 dont une extrémité porte également sur la plaque 62. In'autre extrémité de ce piston 74 comporte un collet 76 de diamètre égal à celui du manchon 40 sur lequel il porte. Un élément 78 de retenue dtune mEchoire et une rondelle 80 sont disposés entre le rebord du rivet 68 et le collet 76. L'ensemble 20 de connexion comporte également deux groupes de machoires coniques 82 logés dans les tronçons dextres et coniques 28 et 30. la surface intérieure des mâchoires comporte une denture 83. Chaque groupe comprend quatre nâchoires 82 auxquelles les éléments 52 et 78 de retenue et des anneaux 84 et 86 d'écartement donnent une disposition annulaire. Comme représenté sur la figure 2, l'extrémité des éléments 52 et 78 éloignée du tube 34 de mise à feu comporte un évidement conique dans lequel un tronçon 88 dtembolternent de chaque mâchoire se loge.Les anneaux 84 et 86 sont placés dans des gorges alignées 90 des mâ- choires 82 et conservent un diamètre intérieur convenable à chaque groupe de ces mâchoires. Des ressorts métalliques 92 et 94, bobinés en cone et fixés par leur petite extrémité aux rebords des rivets 48 et 68, dépassent du sous-ensemble 32 vers les extrémités ouvertes 13 et 11 du connecteur 10. la figure 3 représente un adaptateur 96, de forme tubulaire, réalisé en matière conductrice, par exemple en aluminium, et comprenant un manchon intérieur et perforé 98 et des tronçons extérieurs 100 espacés et disposés en anneau sur le manchon 98 auquel ils sont fixés. L'adaptateur 96 entoure chaque conducteur central 14 introduit entre un groupe de mâchoires 82. Le connecteur 10 comporte également deux fils 102 de mise à feu dont l'un, disposé entre le conducteur central 14 et l'adapbateur 96, et sortant à llextrémité 11 du connecteur 10, est représenté à droite sur la figure 1. L'autre fil de mise à feu (non représenté) est disposé entre un autre conducteur central 14 et l'adaptateur 96 correspondant, situés dans la partie gau- che de ltensemble 20, et sort du connecteur 10 par l'extrémité gauche 13. L'élément isolant comprend une enveloppe extérieure et moulée 106 en caoutchouc synthétique éthylène-propylène, semiconducteur, modifié par un diène et mtri avec un peroxyde, connu sous la désignation IIEPDMIE. Cette enveloppe 106 comprend un tron çon central, allongé et cylindrique 108 et des tronçons extrêmes et coniques 110 et 112 terminés par des ouvertures 114 et 116. Comme représenté sur la figure 1, ltensembte 20 de connexion est totalement logé dans le tronçon central 108 de itenveloppe qu'un élément isolant 118 retient en position au centre du co- necteur. Cet élément 118 est réalisé par induction dans ltenve- loppe extérieure 106,comme décrit ci-après,de caoutchouc 1,ErDx'1 isolant et mari avec un peroxyae.l'élément 118 est disposé entre le bottier 24 et la surface intérieure de 11 enveloppe 106. Il comporte deux trous axiaux 136 disposés chacun entre une extrémité ouverte du bottier 24 et une extrémité ouverte et correspondante de l'enveloppe extérieure 106. Comme représenté sur la figure 4, une enveloppe intérieure 120 recouvre chacune des extrémités du bottier 24. Ces enveloppes 120 comprennent des colliers ou manchons moulés en "EPDM" semi-conducteur. leurs extrémités extérieures 122 sont arrondies pour éviter le groupement des lignes équipotentielles et des lignes d'application des forces de tension à proximité de ces extrémités.Cet arrondissement des extrémités 122 entrain une bonne répartition des lignes équipotentielles et des lignes d'effort et,par conséquent, favorise la concentration des tensions. les quatre derniers organes de 12 élément d'isolation comprennent deux manchons 124 d'isolation du cible et deux bagues 126 de blindage de ce cabale. Comme représenté, chaque extrémité du connecteur 10 renferme un manchon et une bague. les manchons, moulés en "EPD ' non conducteur, sont dimensionnés pour entourer étroitement le tronçon du cabale 12 sur lequel ltélément isolant 16 est découvert. Ces manchons sont disposés entre une extrémité du bottier 24 et une extrémité des tronçons coniques de l'enveloppe extérieure 106. Lt xtrémité extérieure 128 des manchons présente une conicité qui inscrit un angle, sur l'axe longitudinal du connecteur, égal à celui du tronçon extrême et conique de l'enveloppe extérieure 106. les bagues 126, moulées dans le m & e "EPDM" semi-conducteur que ltenveloppe extérieure 106, sont dimensionnées pour entourer étroitement le tronçon du cabale 12 sur lequel le blindage métallique 18 est découvert. 11 extrémité intérieur4\30 de chaque bague est fraisée pour stemboiter sur extrémité conique 128 du manchon 124 correspondant et pour prolonger le tronçon extr- me et conique de l'enveloppe extérieure 106 jusqu'au blindage métallique 18 sans délimiter des angles ou d'autres variations brusques de forme. Deux rubans isolants 132 sont enroulés sur chaque groupe de mâchoires 82 avant leur montage (figures 1 et 2). Ils isolent électriquement les mâchoires, les adaptateurs 96, les rivets 48 et 68 et le sous-ensemble d'allumage de la partie restante du connecteur 10 avant la mise à feu. Le connecteur 10 comporte deux tubes 134 d'évent (figures 1 et 4) disposés entre chacune des extrémités du bottier 24 et les extrémités 11 et 13 du connecteur auxquelles ils sont ouverts à 11 atmosphère. Comme représenté sur la figure 4, le tube 134 est disposé le long de la surface extérieure du manchon 124. Lors du montage du connecteur, un sous-ensemble 32 d1allumage est disposé dans le boîtier conducteur 24 et fixé dans ce dernier par les sertissages annulaires 36 mentionnés précédemment. le sous-ensemble comprend les mâchoires 82, les éléments de retenue de ces dernières, etc. les manchons intérieurs 120 sont ensuite mis en place sur les extrémités du boitier 24 et 11 ensemble est placé sur des mandrins (non représentés) et logé à l'intérieur de l'enveloppe extérieure et moulée 106. Un caoutchouc synthétique non conducteur, du type "EPDM",est injecté dans cette enveloppe extérieure par un orifice (non représenté) pour constituer l'élément isolant 108. le caoutchouc "EPDM" restant dans l'orifice est arasé et recouvert d'une peinture conductrice qui assure la continuité électrique de l'enveloppe extérieure. Après que ce caoutc'tloue a durci, les mandrins sont retirés et laissent des ouvertures 36 situées entre le boîtier 24 et les extrémités 11 et 13. les extrémités des deux cabales 12 sont préparées comme représenté sur la figure 4 et des adaptateurs 96, de dimension convenant auiconducteur3 centraux des cibles, sont choisis. Une extrémité dénudée du fil 102 de mise à feu est disposée le long de chacun des deux conducteurs centraux 14 et les adaptateurs 96 sont emboîtés sur ces derniers pour retenir le fil. Ce dernier est dénudé en 138 (figure 4), à sa sortie de l'adaptateur. Des manchons 124 et des bagues 126 de dimensions convenables, préalablement liés par leurs extrémités coniques 128 et fraisées 130, sont ensuite glissés sur les deux cables 12 et placés de manière que les manchons 124 recouvrent les tron çons des cabales 12 desquels la gaine isolante 16 est retirée et que les bagues 1 26 recouvrent les tronçons sur lesquels le blindage métallique 18 est découvert. le glissement des manchons et des bagues positionne les fils de mise à feu sur les cibles 12, comme représenté sur la figure 4. Ces fils assument la fonction de tubes d'évent à cette interface. Les extrémités des câbles, sur chacune desquelles un adaptateur et un manchon sont emboîtés, sont ensuite introduites dans les extrémités ouvertes 11 et 13 du connecteur 10, si multanément avec le tube 134 d'évent disposé à l'extérieur du manchon et de la bague. les diamètres extérieurs de ces derniers étant égaux aux diamètres intérieurs des ouvertures 136, la pulvérisation d'une graisse aux silicones sur la surface des manchons et des bagues facilite leur montage. les extrémités des cibles sont introduites dans le connecteur 10 jusqu'à ce que les extré- mités des conducteurs centraux portent fermement sur les ressorts 92 et 94. le positionnement convenable des éléments est vérifié par un simple contrôle de la continuité électrique établie par les fils de mise à feu, les conducteurs centraux , les rivets 48 et 68 et l'élément 56 du sous-ensemble 32. Après cette vérification, le fil 66 d'alliage nickelchrome est relié à une source de courant électrique par les fils 102 pour mettre à feu ltexplosif 64 et déplacer ainsi le manchon 40 et le piston 74 dans des sens opposés. l'es maehoires 82 sont alors avancées (vers les extrémités 11 et 17) et déplacées radialement vers l'intérieur pour serrer les conducteurs centraux 14. lorsque ces mâchoires avancent, les rubans 32 sont éliminés par frottement de manière que ces mâchoires établissent la continuité électrique entre les conducteurs centraux 14 et le bottier conducteur 24. les manchons 124 et les bagues 126 sont remis en place à la main pour compenser les mouvements des cibles susceptibles de entre produits pendant l'explosion. tes tubes 134 d'évent sont tirés vers l'extérieur, de même que les fils 102 qui se rompent aux emplacements 158. tes manchons 124 et les bagues 126, préalablement comprimés par ces tubes et ces fils, se déploient et portent suivant une surface totalement annulaire sur les câbles 12 et 11 enveloppe extérieure 106. le connecteur est ainsi hermétiquement fermé et peut entre enterré sans recevoir'd'autres éléments de protection. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au connecteur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVEKDICATIONS 1. Connecteur électrique destiné à relier deux cibles qui comprennent chacun un conducteur intérieur espacé dgun conducteur extérieur par un élément isolant, le connecteur comportant une enveloppe extérieure et tubulaire, en matière conductrice du courant électrique, ouverte à ses extrémités et renfermant un boftier également en matière conductrice du courant électrique et ouvert à ses extrémités, un organe isolant, placé entre le bottier et la surface intérieure de l'enveloppe extérieure, comportant deux trous axiaux qui établissent chacun une communication entre une extrémité ouverte du bottier et une extrémité ouverte et correspondante de ltenveloppe extérieure, une extrémité préparée d'un cule étant logée dans chaque trou de manIère qu'un tronçon dénudé du conducteur intérieur du cible passe dans le bottier, le connecteur, qui comporte également deux groupes de mâchoires coniques qui entourent chacun un tronçon dénudé du conducteur intérieur et qui sont déplaçables axialement dans le bottier par une charge explosive étant caractérisé en ce qu'il comporte deux adaptateurs métalliques et conducteurs qui entourent chacun un tronçon dénudé dtun conducteur intérieur et qui comprennent chacun un manchon intérieur et perforé portant sur ce tronçon dénudé et plusieurs parties espacées suivant un anneau et portant sur la surface extérieure du manchon perforé, le déplacement axial des mâchoires dans le boftier provoquant le sertissage de chacun des adaptateurs sur le tronçon dénudé dtun conducteur intérieur. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ltenveloppe extérieure et tubulaire est en matière semi-conductrice. 3. Connecteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux manchons isolants et moulés disposés chacun entre ltun des cibles et ltorgane isolant. 4. Connecteur selon l'une quelccnque des revend5ca- tions 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte deux bagues moulées et semi-conductrices, dispcsées chacune entre ltenvelop- pe extérieure et tubulaire de l'un des cibles et le conducteur extérieur de blindage de ce câble, pour assurer la continuité électrique entre ltenveloppe extérieure et le conducteur extérieur du cible. 5. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des tubes d'évent aboutis.- sant au bottier et à l'extérieur du connecteur.