Brevet FR2359488A1 — publié le 19780217

La présente invention concerne un ctble électrique isolé destiné au transport d'énergie moyenne ou haute tension et son procédé de fabrication. Un tel ctble se compose d'une âme métallique habituellement entoure de plusieurs couches superposées participant à la tenue électrique de l'ensemble. Une premiere couche dite interne formée d'une composition semi-conductrice réticulable ou de rubans textiles semi-conducteurs est appliquée directement sur î' & e du cible. Une couche isolante à base de polyethylène ou de copolymère susceptible de reticulation est ensuite déposée sur la couche interne. Une couche extérieure, enfin, à base d'une composition semiconductrice également réticulable recouvre l'ensemble. Afin de réduire d'une part le nombre dss opérations pour la fabrication d'un tel cible et d'autre part d'éviter la formation de cavités gazeuses à l'interface entre couches, il est d'usage de déposer ces couches successivement et en continu à l'aide de plusieurs extrudeuses. L'ensemble de ces couches est-ensuite immédla- tombent réticulé dans un tube de vulcanisation en continu. Un tel procédé de mise en oeuvre, lorsqu'il est bien appliqué, pennet d'éliminer toute poche ou vacuole génératrice d'ionisation qui conduit généralement à la rupture diélectrique de l'isolant. Cependant un tel procédé présente un inconvénient : la ret culation simultanée de deux couches juxtaposdes peut provoquer la formation de liaisons de réticulation à l'interface desdites couches. Lors de la réalisation de Jonctions ou de dérivation, la séparation des couches isolante et semi-conductrice est très difficile et mEme impossible. En effet, dans les techniques actuelles pour réaliser les raccordements de tels types, il est nécessaire de retirer la couche semi-conductrice extérieure sur une certaine longueur à partir de l'extrémité et de la détacher soit partiellement soit complètement afin de libérer la partie destinée à servir de borne à l'extrémité de cable sans aucun endommagement ni perte de matière de la surface sous-Jacente isolante. Des procédés de réalisation des épis- sures ou de terminaison de râbles isolés utilisent ensuite des accessoires adaptés à la forme du Joint qui sont montés sur le contour du cible sans permettre de défauts électriques. L'opération de dénudation du cible doit s1 exécuter facilement, dans un temps court et sans blesser la couche isolante sous-Jacente.La couche isolante ainsi dénudée doit présenter une surface nette, exempte de toute blessure et de tout résidu provenant de la couche semiconductrice externe. En outre, les cibles moyenne et haute tension à isolant polyéthylène réticulé ou copolymère d'éthylène réticulé doivent habituellement fonctionner à des températures de service de 850 à 9000. Les matériaux constituant les différentes couches doivent répondre à ces exigences. Ainsi une bonne tenue à la chaleur de 168 h à 135 C est demandé pour l'isolant et il est souhaitable que les couches semi-conductrices puissent supporter la même température afin de ne pas affaiblir les performances globales du cible. Diverses solutions ont été proposées pour pallier le défaut d'adhdrence entre couches. Le brevet français 2 245 Q58 décrit des compositions semi-conductrices comprenant essentiellement du polyéthylène chlorosulfoné réticulable. De telles compositions évitent très bien l'adhérence, mais ne résistent pas à des températures aussi élevées que le permet la couche sous-jacente do PRC. Un autre brevet français 2 2t9 004 propose des compositions comprenant essentiellement des polymères réticulés c'est-à-dire à base d'élastomè- -res renfermant environ 20 à 45 parties en poids de caoutchouc d'éthylène propylène mélangés à environ 55 à 80 parties en poids d'au moins un élastomère contenant du chlore et choisi dans le groupe comprenant le polychloroprene et le polyéthylène chlorosul- foné. De telles compositions utilisées pour former la couche semiconductrice externe diminuent l'adhérence entre la couche isolante et la couche semi-conductrice cependant la tenue en température de ces couches semiwconductrices est inférieure à celle de la composition isolante. L'invention se propose de réaliser une couche semi-conductrice présentant une faible adhérence sur - la couche isolante et une bonne tenue en température. Le cible électrique de l'invention comporte une couche semiconductrice externe extrudée sur la couche isolante, essentiellement formée d'un mélange de 70 à 90 parties en poids de copolymère éthylène acétate de vinyle dont la teneur en acétate de vinyle est coeIrise entre 15 et 55% et de 30 à 10 parties en poids de polyéthylène chlorosulfoné, l'ensemble des couches étant soumis à l'opté ration de réticulation après l'extrusion de cette couche externe semi-conductrice. Le cible isolé obtenu selon l'invention peut être facilement préparé. La couche semi-conductrice externe ainsi définie peut titre détachée à la main de l'enveloppe isolante, sans laisser de trace de sa propre substance sur la surface de l'isolant, ni blesser ce dernier au moment de la préparation des extrémités de cibles pour les raccordements et les essais. En outre, la couche semi-conductrice externe ainsi formée conserve des caractéristiques mécaniques satisfaisantes dans les memes conditions de vieillissement que la couche isolante sous-Jacente. D'autres avantages et simplifications apparaitront à la lecture de la description suivante illustrée par un dessin. En se référant à la figure ltffime métallique 1 du cible électri que est recouverte d'une couche 2 interne réalisée soit par des rubans textiles semi-conducteurs, poses directement sur l'me métallique 1 soit par une composition semi-conductrice appliquée par extrusion. Une gaine isolante 3 en polyéthylène réticulable ou en copolymère d'éthylène réticulable est appliquée ensuite au moyen d'une seconde extrudeuse. On recouvre ensuite la couche 3 isolante au moyen d'une couche 4 semi-conductrice estrude.-La composition de la couche 4 semi-conductrice comporte essentiellement du polyéthylène chlorosulfoné et un copolymère éthylène acétate de vinyle. Un exemple de réalisation explicite les proportions de ces deux composants intervenant dans la formation de la couche semi-conductrice extérieure. - copolymère d1 éthylène acétate de vinyle 80 à 45% de teneur en acétate de vinyle - polyéthylène chlorosnlfoné 20 - antioxydant 1,5 - sel de plomb 6 - acide stéarique 1 - huile type naphténique 5 - noir de carbone conducteur 55 - péroxyde organique 3 Le cible électrique est recouvert successivement dans une mtme opération par les trois couches extrudées au moyen de trois boudineuses puis introduit dans un tube de vulcanisation continu rempli de vapeur d'eau saturée sous une pression de l'ordre de 20 à 23 bars et disposé à la suite de la dernière extrudeuse afin dty subir l'opération de réticulation simultanée des trois couches. D'une façon plus générale la composition de la couche semiconductrice externe 4 se compose essentiellement d'un ou des agents do réticulation, d'un agent conférant la conductibilité et de divers additifs classiques ajoutés aux deux composants de base - 70 à 90 parties de copolymère éthylène acétate de vinyle (15 à 55% do teneur en acétate de vinyle) - tO à 30 parties polyéthylène chlorosulfoné --15 à 60 parties de noir de carbone - 1 à 10 parties huile plastifiante et de lubrifiant - 0,5 à 5 parties stabilisant et antioxydant - 1 à 5 parties d'agent de réticulation péroxydique Après un dosage approprié et l'opération de réticulation, la couche extérieure semi-conductrice conserve 80 à 85% de ses caractéristiques de l'état initial après un vieillissement de 168 h à 135oC. La très bonne tenue en température de la couche extérieure lui confère une utilisation compatible avec les températures de service. En effet des courts-circuits peuvent causer d'importantes élévations en température dans les couches, par exemple de l'ordre do 250il. Parmi les additifs classiques utilisés dans la composition de la couche semi-conductrice extérieure, on trouve des stabilisants, des antioxydants, des charges, des plastifiants, des lubrifiants. Ces additifs sont introduits dans la composition afin de renforcer certaines propriétés du mélange. Une telle couche est alors facilement dénudable et particuliè- rement applicable à la réalisation d'épissurages et à la préparation d'extrémités de cibles. REVENDICATIONS 1 - Cible électrique isolé comportant une couche extérieure semi-conductrice extrudée sur sa couche isolante caractérisé par le fait que la couche semi-conductrice est essentiellement formée d'un mélange de 70 à 90 parties en poids do copolymère éthylène acétate de vinyle dont la teneur en acétate de vinyle est comprise entre 15 et 55% et de 30 à 10 parties en poids de polyéthylène chlorosulfoné. 2 - Cible électrique selon la revendication 1 caractérise par le fait que la couche semi-conductrice à base de copolymère éthylène acétate de vinyle et de polyéthylène chlorosulfoné est extrudée sur la couche isolante en polyéthylène, puis réticulée. 3 - Procédé de fabrication selon la revendication 1 d'une couche semi-conductrice extérieure sur une couche de matière isolante caractérisé par le fait que la couche extérieure semi-conductrice est extrudée sur la couche isolante puis e ce que les couches sont réticulées simultanément dans un tube de vulcanisation continu, la couche extérieure semi-conductrice étant remarquable par sa tenue à la température aussi bonne que celle de l'isolant et par sa non adhérence à l'isolant.