Brevet FR2298168A1 — publié le 19760813

- La présente invention est relative à une gaine composite de conducteur ou de cible pouvant également être utilisée comme ligne neutre et comme blindage, et présentant une résistance améliorée à la corrosion et à l'eau. La gaine de conducteur ou de cible conforme à l'invention est constituée par une enveloppe d'aluminium formant blindage, qui assure la protection vis-à-vis des chocs électriques et empêche les courts-circuits, et-qui est réalisée sous forme de tube longitudinal, et par une gaine en matière plastique appliquée sur cette enveloppe. L'invention concerne en outre un procédé pour fabriquer cette gaine composite de conducteur ou de cabale. Il est notoirement connu que la gaine métallique est un élément constitutif important du cable. La gaine du cible a pour rôle d'enfermer l'amie du cible de façon étanche à l'air et de la protéger aussi bien des influences extérieures que des modifications intérieures, et en outre d'enfermer le champ électrique du obole et de guider les courants vagabonds qui passent à la surface du conducteur du cabale, La gaine métallique étanche à l'eau peut être réalisée en plomb ou en aluminium. La méthode utilisée depuis près d'un siècle pour la fabrication des gaines de plomb consiste à emmancher directement la gaine par pression ; toutefois, récemment, les gaines de plomb sont également appliquées par extrusion. Les inconvénients de la gaine de plomb consistent en ce qu'elle est extrêmement onéreuse, qu'elle fait courir à ceux qui la manipulent le risque de contracter le saturnisme et que le revêtement métallique mou n assure qu'une faible protection mécanique. Les gaines de plomb sont généralement utilisées pour les isolations en papier ; leur utilisation avec des conducteurs isolés par une matière plastique est rare. La faible résistance mécanique est complétée la plupart du temps par une protection constituée par une matière plastique ou des bandes de fer. Les gaines d'aluminium peuvent être emmanchées par pression ; elles peuvent également être réalisées par soudure ou par pliage, à partir de bandes orientées longitudinalement. La soudure peut être faite à chaud, à froid ou par ultrasons. Dans tous les cas, on utilise comme protection une gaine de matière plastique. -"a méthode la -plus répandue d'application de la gaine d'aluminium constituée par des bandes orientées dans le sens longitudinal est la soudure à froid. La gaine d'aluminium fabriquée de cette façon est étanche aux liquides et aux gaz. Le matériau de départ utilisé pour la fabrication est une bande d'aluminium laminée à la largeur appropriée. Lors de l'application, on fait passer la bande d'aluminium à côté du câble à gainer dans la rangée de cylindres de profilage,qui façonne à partir de la bande, la gaine entourant le ciblez Les côtés de la bande sont ensuite soudés par pression à froid.Pour annuler les tensions internes provoquées par la forte déformation à froid, l'ensemble de la gaine est rapidement chauffé par des moyens électriques au cours d'une opération ultérieure et immédiatement refroidi dans un bain d'eau. L'eau est ensuite éliminée par soufflage. (Kabel Zsebkônyv, volume I, 3ème Edition revue et corrigée, Magyar Kabelmüvek 1974, pages 235-242). L'inconvénient du procédé réside dans le fait qu'il est compliqué et lent, et qu'en outre le câble est rigide et difficile à plier du fait de la surépaisseur formée le long de la soudure. Ce procédé a pour autre inconvénient qu'il ne permet d'utiliser que des bandes d'au moins 1 mm d'épaisseur, car la soudure de bandes plus minces ne peut pas être effectuée dans des conditions industrielles. Pour le revêtement de la tôle d'aluminium, on utilise généralement-du polychlorure de vinyle et plus rarement du polyéthylène, des copolymères de polyéthylène ou des polyamides. Ces polymères sont en général appliqués à l'aide d'une extrudeuse. Le revêtement de matière plastique appliqué par le procédé connu n'adhère toutefois pas à la gaine métallique, mais entoure simplement celle-ci à la façon d'un tube ; pour cette raison, l'étanchéité à l'eau n'est assurée que jusqu'au moment où, soit en raison d'une détérioration de la gaine de matière plastique, soit par diffusion, l'eau pénètre entre la gaine métallique et la gaine de matière plastique. Lorsque l'eau a commencé à pénétrer, la corrosion est alors inévitable. Conformément au Brevet Britannique nO 1 272 482, on applique sur les deux côtés de la feuille métallique un revêtement de matière plastique en amenan-t les côtés de la bande de matière plastique appliquée dans le sens longitudinal à se recouvrir et en les soudant ensemble par action de la chaleur. Mais cette couche de matière plastique n'adhère pas solidement à la gaine métallique, c'est-à-dire que la corrosion de la gaine métallique ne peut pas être empêchée non plus, de cette façon - que l'eau ait pénétré par suite d'une détérioration de la gaine de matière plastique ou par suite de la diffusion à travers la gaine de matière plastique externe. Conformément au Brevet Soviétique nO 205 903, on utilise pour assembler les côtés qui se recouvrent, de la bande de matière plastique appliquée dans le sens longitudinal, un adhésif qui est versé goutte-à-goutte sur la surface à coller. Mais dans cette solution technique, il n'y a pas non plus adhérence entre la gaine métallique et la gaine plastique et le procédé n'assure aucune protection contre la corrosion. En ce qui concerne les câbles conducteurs de courants forts, la gaine de conducteur ou de cible pourvue d'une enveloppe d'aluminium, fabriquée selon les procédés connus, ne satisfait pas aux conditions requises prescrites par les normes internationales concernant le blindage des lignes neutres et la protection mécanique. La présente invention a pour but de pourvoir à un procédé qui répond mieux aux nécessités de la pratique que les procédés antérieurement connus, notamment en ce qu'il permet d'ap pliquer de façon simple et économique sur des conducteurs ou des cibles pour courant faible et pour courant fort, des éléments étanches à l'eau, résistants à la corrosion, qui constituent un blindage et assurent la protection contre les chocs électriques et les courts-circuits. La présente invention a en outre pour but de pourvoir à des gaines composites de conducteurs ou de c bles,qui présentent une résistance améliorée à l'eau et à la corrosion et qui peuvent également être utilisées comme lignes neutres et comme blindages. L'invention repose sur le fait que ces buts peuvent être parfaitement atteints et qu'en même temps on peut utiliser des tôles d'aluminium notablement plus minces que celles utilisées jusqu'à présent, si l'on revêt la gaine d'aluminium sur ses deux faces d'une couche de vernis auto-adhésif de composition spéciale et si on assemble la gaine d'aluminium pratiquement sans intervalle à l'aide de cette couche de vernis,aussi bien à la couche de graphite intérieure qu'à la gaine de matière plastique extérieure. En conséquence, la présente invention a pour objet une gaine composite de conducteur ou de câble présentant une résistance améliorée à la corrosion et à l'eau, et pouvant également être utilisée comme ligne neutre et comme blindage, qui est constituée par une gaine d'aluminium réalisée sous forme de tube longitudinal, qui constitue un blindage et assure une protection contre les chocs électriques et les courts-circuits, et par une gaine de matière plastique adhérente appliquée sur la gaine d'aluminium.La gaine de conducteur ou de cible conforme à l'invention est caractérisée en ce que la gaine d'aluminium est réalisée à partir d'une ou de plusieurs bandes d'aluminium ayant au plus 0,6 mm, de préférence 0,1-0,3 mm d'épaisseur, avec un chevauchement de 0,1 d - 1 d (d étant le diamètre intérieur de la gaine), lesquelles bandes sont pourvues sur leurs deux faces d'une couche de vernis constituée par 55-85 % en poids, et de préférence 70-80 % en poids, de polychlorure de vinylidène, par 10-35 % en poids, et de préférence 12-16 % en poids, de polychlorure de vinyle, et par 3-20 % en poids, et de préférence 5-8 % en poids, de polyacétate de vinyle, de polypropionate de vinyle, de polybutyrate de vinyle et/ou de polyacrylate de vinyle. A la place des homopolymères indiqués, on peut également utiliser en totalité ou en partie leurs copolymères. La présente invention a en outre pour objet un procédé pour la fabrication de la gaine composite de conducteur ou de cible décrite ci-dessus, dans lequel une gaine réalisée par recouvrement sous forme de tube est obtenue par application dans le sens de la longueur d'une bande d'aluminium qui constitue un blindage et qui assure la protection contre les chocs électriques et les courts-circuits, sur la couche d'isolation du conducteur ou du ciblez et une gaine de matière plastique est appliquée sur la précédente.Le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'on réalise la gaine protectrice en aluminium à partir d'une ou de plusieurs bandes d'aluminium ayant au plus 0,6 mm, et de préférence de 0,1 à 0,3 mm d'épaisseur, avec un chevauchement de 0,1 d - 1 d, de préférence 0,4 d - 0,6 d (d étant le diamètre intérieur de la gaine), lesdites bandes d'aluminium étant revêtues des deux côtés d'une couche de vernis constituée par 55-85 % en poids, et de préférence 70-80 % en poids, de polychlorure de vinylidène, par 10-35 % en poids, et de préférence 12-16 % en poids, de polychlorure de vinyle et par 3-20 % en poids, et de préférence 5-8 % en poids, de polyacétate de vinyle, de polypropionate de vinyle, de polybutyrate de vinyle et/ou de polyacrylate de vinyle. Le vernis auto-adhésif utilisé conformément à l'invention est en général liquide à la température ambiante. Pour cette raison, il peut être appliqué aussi bien sans dilution que sous forme de solution ou de dispersion préparée avec un solvant. Le vernis peut être appliqué en une ou en plusieurs couches sur la feuille d'aluminium. L'application peut s'effectuer par immersion, pulvérisation ou enduction. La couche de vernis peut également être réalisée par frittage de poudre de vernis sur la surface de la feuille d'aluminium. La couche de vernis appliquée de la façon qui vient d'être décrite constitue, lorsqu'elle a durci, une couche adhérente sur les deux côtés de la feuille d'aluminium. Des marques distinctives peuvent être appliquées par marquage coloré ou à l'aide de lettres, sur la surface de la bande d'aluminium traitée. Pour gainer les conducteurs ou les câbles enveloppés dans l'aluminium, on peut utiliser toute matière plastique mise en oeuvre jusqu'à présent dans ce but, et notamment le polychlorure de vinyle. Les principaux avantages de la gaine composite de conducteur ou de cible conforme à l'invention et du procédé servant à sa fabrication sont les suivants a) cette structure de gaine assure une protection parfaite contre la corrosion de l'enveloppe d'aluminium, car il y a une bonne adhérence de la feuille d'aluminium et de la gaine de matière plastique sur toute la surface de contact.Pour cette raison, il ne se produit pas de corrosion sur la surface de l'enveloppe d'aluminium même lorsque la gaine de matière plastique présente des fissures ou d'autres détériorations ou lorsque l'eau pénètre à l'intérieur de la gaine par diffusion à travers la gaine de matière plastique b) grace à la protection parfaite contre la corrosion de la feuille ou de la bande d'aluminium, la gaine de cable conforme à l'invention peut être utilisée non seulement pour des cables pour courant faible et pour des cables de transmission d'informations, mais également pour des câbles pour courant fort.Il est ainsi possible d'utiliser de l'aluminium comme protection contre les chocs électriques, à la place de matériaux onéreux tels que le cuivre, par exemple c) la résistance mécanique de la gaine réalisée par le procédé conforme à l'invention est tout aussi élevée que celle ne la gaine réalisée par soudure d) an mettant en oeuvre le procédé conforme à la présente invention, on peut travailler des feuiiles d'aluminium extrêmement mincies, n'ayant que quelques microns d'épaisseur, e qui représente t'une part une économie de matériau et permet d'autre part de fabriquer des câbles plus souples e) les feuilles d'aluminium minces utilisées conformément à l'invention peuvent être colorées et pourvues du texte souait comportant les données de fabrication du câble f) le procédé conforme à l'invention permet d'appliquer la gaine d'aluminium beaucoup plus rapidement que précédemment g) le procédé conforme à l'invention convient également pour la réalisation de câbles à un et à plusieurs conducteurs étanches à l'eau et résistants à la corrosion. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera décrite de façon plus détaillée dans le complément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples de mise en oeuvre du nouveau procédé conforme à la présente invention il doit être bien entendu, toutefois, que ces exemples sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Exemple 1 : Fabrication d'un câble pour courant fort pour une tension de 20 kV et une section du conducteur de 70 mm2 Sur les conducteurs de la ligne toronnée 1 du câble représenté à la figure 1,sont appliquées successivement à la manière usuelle, la couche 2 semi-conductrice en polyéthylène additionne de noir de fumée actif, puis la couche d'isolation du conducteur 3 en polyéthylène et finalement sur cette derniere le revêtement de graphite 4. Après l'application du revêtement de graphite, le câble est pourvu de la gaine d'aluminium 5 qui est réalisée à partir d'une bande d'aluminium de 0,2 mm d'épaisseur et de 30 mm de largeur. Les bandes de cette largeur sont découpées dans une tôle d'aluminium de 400 mm de long, 800 mm de large et 0,2 mm d'épaisseur, dont les deux côtés ont été au préalable revêtus d'une couche de vernis présentant la composition suivante 70 % en poids de polychlorure de vinylidène, 22 % en poids de polychlorure de vinyle, 8 % en poids de polyacétate de vinyle. L'application du revêtement de vernis s'opère dans un bain de vernis liquide chauffé à 50-600C, de composition uniforme dans lequel on fait passer les tôles La tôle sortant du bain est guidée à travers une batterie de cylindres chauffés à 120-1300C, constituée par 8 paires de cylindres, opération pendant laquelle le revêtement de matière plastique appliqué sur la tsle d'aluminium durcit. On réalise de la façon qui vient d'être décrite, une couche de vernis de 8-10 microns. Des bandes de 50 mm de large sont découpées dans la tôle d'aluminium revêtue de chaque côté d'un revêtement de matière plastique et sont appliquées sur les conducteurs dans le sens longitudinal, à une vitesse de 12-16 m/min. Le dispositif utilisé dans ce but chauffe la bande à 15016O0C pendant son façonnage sous forme de tuyau, et après formation du tuyau, il l'applique à l'aide d'un gabarit approprié, sur le câble revêtu de graphite. Il en résulte une adhérence permanente entre la couche de graphite et la couche de vernis recouvrant la surface de la feuille d'aluminium. En même temps, les couches de vernis qui se trouvent sur les parties de la bande d'aluminium qui se chevauchent, se soudent en fondant ensemble sous l'action de la chaleur, ce qui rend la gaine d'aluminium étanche à l'eau. La bande d'aluminium se chevauche sur une largeur de 6 mm. Le conducteur revêtu de la bande d'aluminium est recouvert,dans une extrudeuse, d'une gaine 6 de polychlorure de vinyle de 2-3 mm d'épaisseur. Entre la gaine extérieure de matière plastique et la couche de vernis extérieure de la gaine d'aluminium s'établit une adhérence, en l'absence d'air, qui rend le câble totalement étanche à l'eau, même dans le cas d'une détérioration de la gaine de matière plastique extérieure. Le cible gainé est ébavuré à l'aide d'une ébarbeuse après refroidissement à l'eau. Le crible fabriqué de la façon qui vient d'être décrite peut supporter une charge de 18-20 % plus élevée qu'un câble absolument identique mais fabriqué avec une bande d'aluminium non vernie. Exemple 2 : Fabrication d'un cable pour courant fort, pour une tension de 20 kV et une section de conducteur de 2 3 x 120 mm Pour fabriquer le câble à trois conducteurs représenté à la figure 2, on fabrique d'abord les trois conducteurs : sur le conducteur 1 entièrement en aluminium, de section transversale circulaire est d'abord appliquée à la manière usuelle, une isolation 2 en polyéthylène, qui comporte sur sa surface un revêtement de graphite.Ensuite, l'enveloppe d'aluminium 3 est réalisée de la façon décrite à l'Exemple 1 à partir d'une bande d'aluminium de 0,20 mm d'épaisseur et de 80 mm de large, qui est revêtue des deux côtés d'une couche de vernis de 8 à 10 microns d'épaisseur appliquée par pulvérisation, dont la composition est la suivante 80 % en poids de polychlorure de vinylidène, 15 % en poids de polychlorure de vinyle, 5 % en poids de polybutyrate de vinyle. Les conducteurs gainés d'aluminium sont disposés symétriquement autour d'un fil de terre 4 en aluminium, puis trois profilés 5 en polychlorure de vinyle servant de remplissage sont placés le long des lignes de contact des trois conducteurs. Sur l'ensemble obtenu de cette façon, on applique alors avec un chevauchement de 12 mm, une bande d'aluminium 6 de 150 mm de large et de 0,2 mm d'épaisseur, revêtue sur ses deux côtés d'une couche de vernis présentant la composition ci-dessus ; la feuille d'aluminium est ensuite façonnée pour donner lieu à un tube fermé le long du chevauchement, par action de la chaleur. L'enveloppe extérieure 7 en polychlorure de vinyle est ensuite appliquée sur le câble à l'aide d'une extrudeuse. L'enveloppe extérieure adhère fortement à la couche de vernis extérieure de la bande d'aluminium et constitue de cette façon une enveloppe étanche à l'eau et résistante à la corrosion. Exemple 3 : Fabrication d'un cible pour courant fort présentant une tension de 1 kV et une section de conducteur de 3 x 70 mm2 Les conducteurs de section transversale polygonale 1 en tièrement en aluminium du câble représenté à la figure 3 sont pourvus simultanément d'une isolation 2 en polychlorure de viny ie et de marques distinctives colorées, dans une extrudeuse. Trois de ces conducteurs sont assemblés de la façon représentée à la figure 3 ; la ligne neutre 3 en aluminium, divisée en trois parties, est introduite, de la façon représentée, entre les condocteurs, et le cabale est ensuite toronné. L'enveloppe d'aluminium 4 de 110 mm de large et de 0,2 mm d'épaisseur revêtue sur ses deux faces d'une couche de vernis dont la composition est donnée ci-dessous, est appliquée à la manière décrite à l'Exemple 1 sur le câble qui présente alors une section circulaire. Composition de la couche de vernis 55 k en poids de polychlorure de vinylidène, 30 % en poids de polychlorure de vinyle, 15 % en poids de polyacrylate de vinyle. Les coucnes de vernis qui se trouvent sur les côtés se chevauchant sur 8 mm, de la bande d'aluminium sont ensuite soudées par fusion conjointe sous l'action de la chaleur. La bande d'aluminium forme alors un tube fermé. L'on applique ensuite la gaine de polychlorure de vinyle 5 qui adhère fortement à la couche de vernis extérieure, sur le cible pourvu de la gaine d'aluminium, à l'aide d'une extrudeuse. Le cible ébavuré à l'aide d'une ébarbeuse, après refroidissement, est totalement étanche à l'eau et résistant à la corrosion. il résulte de la description qui précède que, quels que scient les modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application adoptés, l'on obtient une gaine composite de conducteur ou de câble présentant une résistance améliorée à la corrosion et à l'eau et pouvant également être utilisée comme ligne neutre et comme blindage, qui présente par rapport aux gaines composites visant au même but antérieurement connues, des avantages importants nunt certains cnt été mentionnés dans ce qui précède et dont d'autres avantages ressortiront de l'utilisation desdites gaines composites. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre, de réalisaticn et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite , elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes qui pouvant venir à l'esprit du technicien en la matière sans s 'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1 - Gaine composite de conducteur ou de câble présentant une résistance améliorée à la corrosion et une meilleure étanchéité à l'eau, et pouvant également être utilisée comme ligne neutre et comme blindage, constituée par une gaine d'aluminium réalise sous forme de tube dans le sens longitudinal, constituant un blindage et assurant une protection contre les chocs électriques et les courts-circuits, et par une gaine en matière plastique adhérente appliquée sur celle-ci, caractérisée en ce que la gaine d'aluminium est réalisée à partir d'une ou de plusieurs bandes d'aluminium ayant au plus 0,6 mm d'épaisseur, et de préférence de 0,1 à 0,3 mm d'épaisseur, avec un chevauchement de 0,1 d - 1 d (d étant le diamètre intérieur de la gaine), lesquelles bandes sont pourvues sur leurs deux faces d'une couche de vernis constituée par 55-85 % en poids, et de préférence 70-80 % en poids, de polychlorure de vinylidène, par 10-35 S en poids, et de préférence 12-16 % en poids, de polychlorure de vinyle, et par 3-20 % en poids, et de préférence 5-8 % en poids, de polyacétate de vinyle, de polypropionate de vinyle, de polybutyrate de vinyle et/ou de polyacrylate de vinyle. 2 - Procédé de fabrication de la gaine composite de conducteur ou de cible selon la Revendication 1, dans lequel une gaine obtenue par chevauchement est réalisée sous forme de tube par application dans le sens longitudinal d'une bande d'aluminium constituant un blindage et assurant une protection contre les chocs électriques et les courts-circuits, sur la couche d'isolation du conducteur ou du câble, et une gaine de matière plastique est appliquée sur la gaine qui vient d'être décrite, lequel procédé est caractérisé en ce qu'on réalise la gaine protectrice en aluminium à partir d'une ou de plusieurs bandes d'aluminium ayant au plus 0,6 mm, et de préférence de 0,1 à 0,3 mm d'épaisseur, avec un chevauchement de 0,1 d à 1 d, et de prétérence 0,4 d - 0,6 d (d étant le diamètre intérieur de la gaine), lesquelles bandes sont revêtues sur leurs deux faces d'une coucne de vernis constituée par 55-85 /0 en poids, et de préférence 70-80 % en poids,de polychlorure de vinylidène,par RG-35oFo en poids,et de préférence 12-16% en poids,de polychlorure de vinyle, et par 3-20 % en poids, et de préférence 5-8 % en poids, de polyacétate de vinyle, de polypropionate de vinyle, de polybutyrate de vinyle et/ou de polyacrylate de vinyle.