Brevet FR2229984A1 — publié le 19741213

La présente invention, due à monsieur Yves DELAMARRE, agent de I'ELECTRICITE DE FRANCE, et à Monsieur François FORT, agent de la société dite LES EDITIONS FILMEES FORT, a pour objet des perfectionnements apportés aux conduits de lumière à fibres optiques, notamment en vue de permettre à ces conduits de lumière d'assurer la liaison optique entre deux points portés à des potentiels électriques très différents, notamment pour échanger des indications de commande ou de contrôle avec un dispositif porté à un potentiel électrique très élevé par rapport au sol. On connatt des conduits de lumière constitués par un faisceau de fibres optiques enrobé dans une enveloppe en une matière plastique isolante telle que le polytétrafluoréthylène. Ces conduits servent en particulier à la transmission dtindications de télécommande ou de télécontrôle lorsqu'il s'agit d'assurer une séparation électrique entre le récepteur et ltémetteur de télécommande ou de télécontrole, respectivement. Toutefois, lorsque la différence de potentiel entre les deux extrémités d'un conduit de lumière de ce type connu est importante, des claquages électriques peuvent se produire. Par exemple, pour un conduit de lumière de type connu constitué par un faisceau de fibres optiques, dont le diamètre (pour le faisceau) est de l'ordre de 5 mm et la longueur de 6 m, enrobé dans une enveloppe de polytétrafluoréthylène, on a constaté que la valeur de la tension de tenue diélectrique est de l'ordre de 380 kV à la fréquence industrielle et de 970 kV sous une tension de choc. L'invention a pour but d'augmenter considérablement ces valeurs limites de tension de tenue diélectrique sans accroStre le diamètre de la section ou la longueur du conduit. Ce but est atteint en réalisant un conduit de lumière au moyen d'un faisceau de fibres optiques, enrobé dans une enveloppe en matière plastique isolante, caractérisé par le fait qu'entre ledit faisceau de fibres et ladite enveloppe on dispose un liquide à haut pouvoir diélectrique, des moyens étant prévus pour assurer l'étanchéité du conduit en évitant tout contact dudit liquide avec l'extérieur de l'enveloppe. De préférence, ce liquide est constitué par une huile de silicone visqueuse de très grande pureté. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. Sur la figure unique, on a représenté, en section longitudinale axiale, un conduit de lumière doté des perfectionnements selon l'invention. Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant de réaliser un con-duit de lumière à fibres optiques, on s'y prend comme suit ou d'une manière analogue. Le conduit selon l'invention, tel que représenté sur la figure, comporte d'abord un faisceau 1 de fibres de verre, ayant chacune un diamètre de l'ordre de 50 microns par exemple, dont les extrémités 2 sont surfacées, polies et collées (notamment au moyen d'une colle du type époxy) à la manière connue et serties dans un manchon métallique de raccordement 3. Ce manchon 3 porte, vissé sur lui, un capuchon 4 serrant contre le manchon 3 une enveloppe 5 en une matière plastique isolante, telle que le polytétrafluoréthylène.L'espace 6 entre l'enveloppe 5 et le faisceau 1 de fibres optiques est rempli d'un liquide à haut pouvoir diélectrique, tel qu'une huile de silicone En particulier, on utilise avantageusement une huile de silicone ayant une viscosité de l'ordre de 1000 centistokes à 250C et un indice de réfraction de l'ordre de 1,46 -(inférieur à l'indice de réfraction le plus bas, soit 1,49, du verre d'enrobage des fibres optiques, afin que le faisceau de fibres optiques, dans lequel doit s'effectuer la transmission lumineuse, présente bien l'indice le plus élevé, ce qui évite toute déperdition de iumière). Les autres caractéristiques de l'huile de silicone utilisée à titre d'exemple sont une rigidité diélectrique de l'ordre de 120 à 140.105V/m pour 2 mm et une permitivité relative comprise entre 2,6 et 2,7. Une huile de silicone convenant parfaitement est par exemple celle désignée dans le commerce sous la référence "Si 200 RHONE-POULENC" vendue par la Société RHONE-POULENC. Le diamètre externe du faisceau de fibres peut être de 6 mm, tandis que le diamètre interne de l'enveloppe 5 peut etre égal à 8 mm, ce qui détermine le volume 6 rempli par l'huile de silicone. Enfin on prévoit, dans chaque manchon 3, un clapet 7 disposé dans un ajutage 8 pour les fluides, de manière à pouvoir d'abord évacuer l'espace 6, puis le remplir complètement de l'huile de silicone, en évitant la présence de bulles ou autres impuretés dans cette huile une fois qu'elle se trouve dans l'espace 6. Il y a intérêt à dégraisser aussi parfaitement que possible, au moyen d'un solvant approprié, le faisceau 1 de fibres de verre et la surface intérieure de l'enveloppe 5 avant de procéder à ltévacuation et au remplissage de l'espace 6 entre le faisceau et l'enveloppe. Un tel conduit ayant une longueur de 6 m présente une tension de tenue diélectrique à fréquence industrielle égale à 680 kV (valeur efficace), pour une durée de une minute à sec, et de + 1550 kV sous une tension de choc (en onde de choc normalisée, 122/50tsX à raison de 5 chocs de polarités alternativement positives et négatives); enfin, ce conduit de 6 m a résisté, sous tension continue, à une différence de tension de + 700 kV pendant une minute à sec (le nombre des essais étant supérieur à 100 pour les deux polarités). On n'a pas observé une variation sensible du taux de transmission du conduit de lumière selon l'invention par rapport à un conduit de lumière de mômes dimensions, de type connu, sans huile de silicone Si on le désire, on peut fixer une lentille optique sur chaque extrémité 2, en utilisant une colle optique, ce qui supprime l'interface en 2 et réduit les risques de fuite de l'huile de silicone. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Conduit de lumière à fibres optiques constitué au moyen d'un faisceau de fibres optiques, enrobé dans une enveloppe en matière plastique isolante, et caractérisé par le fait qu'entre ledit faisceau de fibres et ladite enveloppe on dispose un -liquide à haut pouvoir diélectrique, des moyens étant prévus pouras- surer l'étanchéité du conduit en évitant tout contact dudit liquide avec l'extérieur de l'enveloppe. 2. Conduit de lumière selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le liquide est constitué par une huile de silicone visqueuse de très grande pureté. 3. Conduit de lumière selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'huile de silicone a une viscosité de l'ordre de 1000 centistokes. 4. Conduit de lumière selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'huile de silicone a une rigidité diélec 5 trique de l'ordre de 120 à 140.10 V/m. 5. Conduit de lumière selon les revendications 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que l'huile de silicone a une permitivité relative comprise entre 2,6 et 2,7. 6. Conduit de lumière selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé par le fait que la matière plastique constituant l'enveloppe est du polytétrafluoréthylène. 7. Conduit selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé par le fait qu > à chaque extrémité du conduit est prévu un manchon sur lequel est vissé un capuchon, l'extrémi- té de l'enveloppe en matière plastique isolante étant insérée entre ledit capuchon et ledit manchon. 8. Conduit selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'au moins un desdits manchons comporte un ajutage pour les fluides, doté d'un clapet.