Brevet FR2242796A1 — publié le 19750328

La présente invention concerne les jonctions pour câbles électriques et notamment pour cibles "moyenne tension" à àme conductrice unique entourée d'une enveloppe isolante ,- d'un écran équipotentiel et éventuellement d'une gaine extérieure de protection. -La technique actuelle de raccordement de câble à âme conductrice unique consiste à relier par un manchon de raccordement les extrémités dénudées et alignées des deux câbles, à reconstituer ensuite l'enveloppe isolante au niveau du raccord par un rubanage manuel et à protéger enfin ensemble ainsi réalisé par coulée à chaud d'une matière isolante dans un-bol- tier formant moule, généralement en plomb, assurant avantageu sement la continuité des écrans des câbles. Cette technique nécessite un temps de-confection important et une main d'oeuvre qualifiée utilisant un métériel spécial. La jonction objet de l'invention est conçue pour remédier à ces inconvénients. A cette fin, l'ensemble de jonction selon l'in ve-ntion e-st-caractéris-é-en ce -que le - boîtier exterieur --es-t -cons titube d'une enveloppe métallique tubulaire de section droite supérieure à celles des câbles et de deux couverclés annulaires agencés de manière sensiblement étanche entre les câbles et les extrémités correspondantes de l'enveloppe, et en ce que la liai son électrique entre cette dernière et chacun des écrans équipo tentiels des deux câbles est assuree par l'intermédiaire d'un .élément conducteur élastique de forme générale annulaire qui, relié électriquement à l'enveloppe, enserre une zone annulaire dénudée de l'écran équipotentiel du câble correspondant0 Avec un tel ensemble de jonction, on comprend que le raccordement des câbles est de confection rapide puisqu'il ne nécessite aucun rubanage et qu'il suffit pour réaliser les différentes liaisons électriques, d'enfiler l'extrémité convena blement dénudée de chaque câble dans le manchon de raccordement dune part et dans l'élément conducteur annulaire d'autre part. Par ailleurs les qualités diélectriques de la Jonction obtenue avec l'ensemble ci-dessus sont supérieures à celles des jonctions rubanées antérieures dont la tenue est souvent fonction de l'exécutant et du matériel utilisé (type de ruban pour l'isolement). La protection mécanique, l'isolement et l'étanchéité obtenues avec l'introduction de la matière de remplissage dans le boîtier ainsi formé par l'enveloppe et les deux couvercles d'extrémité permettent de poser ou d'enterrer la jonction réalisée en pleine terre ou sur un chemin de câble, une telle jonction étant insensible aux chocs (chute de pierres, outils à main) et totalement insensible à l'humidité même permanente. De préférence, chaque câble est équipé, à son extrémité, entre la partie dénudée de son âme qui est reliée au manchon de raccordement et la zone dénudée précitée de son écran équipotentiel, d'une couche semi-conductrice maintenue en place par un gainage thermorétractable et apte à uniformiser la dis tri bution du potentiel à cette extrémité de câble. Avec des extrémités de câble ainsi équipées, on évite la disposition des déflecteurs de champ utilisées pour de telles jonctions, dans la technique antérieure en vue d'éliminer le risque de formation d'effluvés. Ces systèmes à déflecteurs sont de confection déli- cate et d'un encombrement important. Selon une disposition préférée, la matière de remplissage est constituée d'un mélange polymérisable à froid d'une résine et d'un agent de polymérisation. En plus de l'avantage évident d'éviter le chauffage pour l'introduction de la matière de remplissage dans le boîtier moule (le mélange et la coulée s'effectuant à la température ambiante), on peut remarquer que la mise ou la remise sous tension des câbles peut être rapide, le mélange coulé conservant les mêmes qualités diélectriques à l'état liquide qu'à l'état polymérisé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre e-t qui se réfère aux dessins ci-an nexés et dans lesquels La Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une réalisation d'un ensemble de jonction selon l'invention, la Fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de l'ensemble de jonction représenté à la Fig 1, et, la Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'une autre réalisation d'un ensemble de Jonction selon l'invention. Sur les Fig. 1 et 2 des dessins, les ref. iOa,et lOb désignent respectivement les extrémités de deux câbles électriques t2a et 12b du type "moyenne tension" à âme conductrices unique qu'il s'agit de raccorder. Chacun des câbles 12a et 12b comporte successivement autour de son âme conductrice désignée par la ref 14 et constituée de un ou plusieurs torons en cuivre ou en aluminium, une enveloppe isolante 16 formée d'un-isolant sec convenable ou d'un papier imprégné, d'un écran équipotentiel 18 constitué par exemple d'un ruban textile conducteur ou d'une gaine extrudée conductrice, d'un écran métallique externe 20 constitué, dans la réalisation représentée, de deux cliquants de cuivre, et d'une gaine extérieure de protection en matière synthétique isolante 22. Chacune des extrémités-10a ou 10b des câbles 12a et 12b est convenablement dénudée et confectionnée selon le procédé décrit et revendiqué dans le brevet franwcais 72 13669déposé par la Demanderesse le 17 Avril 1972 pour : "Extrémité de câble électrique moyenne tension, et procédé pour sa confec tion". Selon ce procédé, ltextrémité de la surface dénudée de l'écran équipotentiel 18 et une certaine longueur de la surface dénudée de l'enveloppe isolante 16 sont'revêtues d'une couche semi-conductrice relativement dense sous forme de pâte 24 qui est maintenue en contact étroit avec les portions de surfaces précitées de l'écran équipotentiel et de l'enveloppe isolante par une gaine thermo-rétractable 26 de manière à uniformiser le gradient de potentiel-le long de la surface de l'enveloppe isolante 16 et d'éviter ainsi des concentrations de champ indésirable. Les avantages résultant de la confection aux extrémités de câble d'un tel répartiteur de champ 24-26 sont largement exposés dans le brevet ci-dessus mentionné. Ils se résument essentiellement dans la grande simplicité d'exécution de ce répartiteur, dans sa bonne efficacité et dans son encombrement minimum, en comparaison des déflecteurs de-champ précédemment atilisés dans ce but. Le raccordement des âmes 14 des extrémités lOa et tOb est réalisé par un manchon 28 qui est fixé sur les extré- mités dénudées et alignées des âmes 14, par sertissage ou poin çonnage, selon la nature de ces dernières. L'ensemble des extrémités de câble 10a et 10b est entouré par un bottier extérieur métallique désigné par la référence 30, qui est destiné à assurer d'une part la continuité des écrans 18, 20 d'un câble à lsau- tre et d'autre part la protection de la jonction entre ces extrémités de câble contre les agents extérieurs (chocs et humidité). Selon l'invention, le bottier 30. sè compose pour l'essentiel d'une enveloppe tubulaire 32, réalisée en métal amagnétique tel que l'aluminium et dont la surface extérieure peut être protégée par tout moyen convenable, par rubanage par exemple, contre la corrosion. L'enveloppe 32 qui comporte une section droite bien supérieure à celle des câbles, est pourvue d'une épaisseur largement suffisante pour assurer ses fonctions électriques. Les extrémités opposées de ltenveloppe 32 sont fermées de manière grossièrement étanche par deux couvercles annulaires 34a et 34b enfilés de façon également étanche, sur les câbles 12a et 12b, de manière à compléter le boitier 30. Comme représenté, chacun des couvercles 34a ou 34b se compose d'un cornet de forme générale tronconique, réalisé en polyéthylène ou en tout autre matériau plastique convenable, cornet qui est ajusté au diamètre du câble correspondant et qui est emboîté sur l'extrémité en regard de l'enveloppe 32.Le boîtier 30 ainsi défini par l'enveloppe 32 et les deux couvercles 34a et 34b forme ainsi un moule dont le remplissage par coulée d'une matière isolante convenable 38 peut être- effectué grâce à deux orifices de remplissage 36a et 36b convenablement disposés sur les couvercles en forme de cornet 34a et'34b. La liaison électrique entre l'enveloppe métallique tubulaire 32 et chacun des écrans 20 des extrémités de câbles 10a et 10b est réalisée par le moyen d'un élément conducteur élastique 40 de forme générale annulaire, qui, dans la réalisation de la Fig. 1, est disposé et comprimé entre une zone annulaire dénudée de l'écran 20 et l'extrémité correspondante de l'enveloppe 32. Cet élément 40 peut être constitué, comme représenté, par un ressort cylindrique ou analogue enroulé autour de la zone dé nudée de l'écran 20, les spires du ressort ainsi écrasées entre l'écran 20 et la paroi interne de l'enveloppe 32 se couchant plus ou moins selon le diamètre de la zone dénudée de l'écran 20 de l'extrémité de câble 10a ou 10b correspondante.Il faut remarquer qu'un tel élément conducteur 40 permet, de par sa forme annulaire et son élasticité dans toute direction radiale, d'établir automatiquement la liaison électrique entre l'envefoppe 32 et l'écran 20 de l'extrémité de câble concernée, une fois celle-ci eonvenablement dénudée, lors de l'enfilage de cette extrémité ainsi équipée de l'élément 40 dans l'extrémité correspondante de l'enveloppe 32. Le centrage des extrémités 10a et 10b des câbles 12a et 12b dans l'enveloppe 32 est réalisé par des éléments de centrage en forme de tirette 42 (au nombre de 4 dans la réalisation représentée) réalisés en un matériau isolant approprié. Chaque élément de centrage 42, si l'on considère en particulier la Fig. 2, présente une extrémité 44 en forme de V destinée à pénétrer radialement dans l'intérieur de l'enveloppe 32 pour définir dans cette dernière une butée radiale isolante de posi- tionnement pour i'extremitë de cabale 10a ou 10b Correspondante et en particulier pour la partie terminale-dénudée de l'enveloppe isolante 16 de cette extrémité. La. surface extérieure des élé- ments de centrage 42 est pourvue, par collage par exemple, d'une plaquette métallique 46 qui est destinée à assurer la continuité électrique de l'enveloppe 32 au droit de l'ouverture prévue dans cette dernière pour le passage de la tirette 42.Le maintien en position des éléments 42 une fois les différents éléments de la jonction correctement mis en place peut se faire par un simple rubanage sur la surface extérieure de l'enveloppe 32. Pour des raisons qui apparaitront plus loin, la matière constitutive des éléments 42 est avantageusement -la même que la matière de remplissage 38 du boftier 30. Comme dit plus haut, le boîtier 30 forme autour des extrémités de câble 10a etl0b, un moule qu'il est possible de remplir avec la matière de remplissage isolante appropriée 38, une fois mis en place d'une part les différents éléments de raccordement électrique 28 et 40 et d'autre part les éléments de centrage 42.De préférence, cette matière 38 est constituée d'un mélange polymérisable à froid d'une résine de base, telle qu'une résine epoxy convenablement chargée, et d'un agent de polymérisation tel qu'un durcisseur polyamide, les proportions des produits mélangés étant choisies minutieusement de manière à former après polymérisation un matériau homogène et suffisamment élastique aux températures de fonctionnement pour éviter toute fissuration à la suite de contraintes thermiques importantes. Il faut remarquer que les opérations de mélangeage des produits et de coulée du mélange obtenu par les orifices 36a et 36b, sont effectuées à la température ambiante ce qui permet d'éviter le chauffage préalable du mélange avant coulée avec les avantages que cela comporte. De plus, la coopération du bottier 30 et de la matière de rempli-ssage 38 assure, avec l'isolement électrique des âmes 14 et du manchon de raccordement 28, la protection mécanique et ltétanchéIte de l'ensemble des parties dénudées des extrémités de câble 10a et 10b. La réalisation particulière de l'ensemble de jonction représentée à la Fig. 3 est du même type général que celle représentée à la Fig. 1. On utilisera d'ailleurs les mêmes référence s numériques pour désigner les éléments de cette réalisa- tion identiques ou similaires à ceux décrits plus haut, en référence à la réalisation des Fig. 1 et 2. Une première originalité de l'ensemble de jonction représenté à la Fig. 3 consiste en ce que les couvercles 34a et 34b qui ferment l'enveloppe métallique 32 autour des câbles 12a et 12b se composent de deux flasques annulaires 30a et 50bréalisés en matière isolante telle qu'une matière plastique ou en métal amagnetique et maintenus chacun de fagon étanche sur l'ex- trémité de câble respective 10a ou 10b par un dispositif presseétoupe classique 52a ou 52b, chacun des flasques 50a et 50b étant susceptible par ailleurs d'assurer le centrage sur l'extrémité de câble correspondante 10a ou 10b de l'extrémité attenante de l'enveloppe 32 qui leur est fixée. Une autre originalité du mode de réalisation de la Fig. 3 consiste dans la firme particulière des éléments conducteurs 40 assurant la liaison électrique entre les écrans 20 des extrémités de câble lOa et 10b et l'enveloppe métallique 32. Dans cettexéalisation, chaque élément 40 se compose d'un ressort annulaire 54 et d'une rondelle 56 qui, enserrant la zone dénudée correspondante de l'écran 20, est reliée par un câble souple 58 à l'enveloppe 32. Il est bien entendu que la présente invention ntest pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté. De nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre de la présente demande. REVENDICATIONS 1) Ensemble de Jonction de deux câbles électriques à âme conductrice unique entourée d'une enveloppe isolante, d'un écran équipotentiel et éventuellement d'une gaine extérieure de protection, l'ensemble étant du type comportant - un manchon de raccordement reliant électriquement les extrémités dénudées et alignées des âmes de deux câbles, - un boîtier extérieur métallique entourant lès deux extré- mités de câble et reliant électriquement entre eux les écrans de ces derniers, et, - une matière de remplissage isolante convenablement introduite dans le volume ménagé entre les extrémités des câbles et le botier, caractérisé en ce que le botier est constitué d'une enveloppe métallique tubulaire de section droite supérieure à celle des câbles et de deux couvercles annulaires agencées de manière sensible- ment étanche entre les câbles et les extrémités correspondantes de l'enveloppe, et en ce que la liaison électrique entre cette derniere et chacun des écrans équipotentiels des deux câbles est assurée par l'intermédiaire d'un élément conducteur élastique de forme générale annulaire qui, relié électriquement à l'enveloppe, enserre une zone annulaire dénudée de l'écran équipotentiel du câble correspondant. 2) Ensemble de jonction selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément conducteur élastique est-constitué d'un ressort cylindrique enroulé autour de la zone dénudée de l'écran équipotentiel du câble correspondant. 3) Ensemble de jonction selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque crible est équipé, à son extrémité, entre la partie dénudée de son âme qui est reliée au manchon de raccordement et la zone dénudée précitée de son écran équipoten tiel* d'une couche semi-conductrice maintenue en place par un gainage thermorétractable et apte à uniformiser la distribution du potentiel à cette extrémité de câble. 4) Ensemble de jonction selon liune des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque élément conducteur élastique est pourvu diune dimension radiale suffisante pour être comprimé entre la zone dénudée précitée de ltécran équipotentiel et l'extrémité correspondante de l'enveloppe tubulaire de manière à assurer, avec la liaison électrique entre écrans et enveloppe, un centrage de cette dernière sur l'ensemble des extrémités alignées des câbles. 5) Ensemble de jonction selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des éléments de centrage en forme de ti reste; réalisés en matériauisolant, sont fixés à l'enveloppe pour pénétrer radialement dans l'intérieur de cette dernière et former ainsi des butées isolantes de centrage pour les extrémités de câble. 6) Ensemble de jonction selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments de centrage en forme de tirette ont leur surface extérieure revêtue d'une plaquette métallique de manière à assurer la continuité de l'enveloppe. 7) Ensemble de jonction selon Itune des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière de remplissage est constituée d'un mélange polymérisable à froid d'une résine et d'un agent de polymérisation.