Brevet FR2414808A1 — publié le 19790810

La présente invention concerne des pièces d'extrémités destinées à des câbles électriques pour tensions élevées en élastomères vario-résistants. Dans tout ce qui suit, on entend par tensions élevées, des tensions électriques de 1 à 30 kilovolts entre phases (domaine des "moyennes tensions) ou même supérieures à 30 kilovolts entre phases (domaine des "hautes tensions. Il est connu que les extrémités de câbles électriques pour tensions élevées le plus souvent installés dans les zones urbaines plus ou moins pol luées, ont une forme permettant d'allonger la ligne extérieure de cheminement d'un arc électrique, tout en conservant un encombrement total réduit. Ce résultat est obtenu au moyen d'isolateurs à ailettes, ou à jupes, généralement fabriques en matériaux rigides ou semi-élastiques, nécessitant des montages mécaniques et plusieurs calibres différents pour s'adapter aux différents diamètres de câbles. Une autre solution consiste à dilater au préalable une pièce en matériau élastique, à la maintenir dilatée par un système à ressort, puis à retirer le ressort pendant la mise en palce sur le câble. Par ailleurs, il est connu qu'à l'extrémité d'un câble électrique pour tensions élevées, il apparaît une distorsion des lignes du champ électrique radial, qui se concentrent à la limite ou l'écran semi-conducteur est interrompu, jusqu'à atteindre et même dépasser, en certains points, la tension disruptive. Pour éviter cet inconvénient, on a proposé, d'utiliser l'effet "variorésistant" de certaines substances et notamment du carbure de silicium cristallisé,dont on sait que sa résistivité électrique varie en fonction inverse de la tension qui lui est appliquée. Les brevets allemands 227 273, de 1909, au nos d'Oerlikon, 10 79 182 (1960) au nom de Siemens-Schuckert,et anglais 503 218, de 1937, au nom de British Thomson Houston, ainsi que le brevet fran çais 1.260.453, du 1960, au nom d'A.S.E.A., décrivent des revêtements variorésistants pour extrémités de câbles, constitués par des vernis incorporant du carbure de silicium à grain très fin. L'objet de l'invention est une pièce d'extrémité, destinée à des câbles électriques pour tensions élevées, qui résout à la fois par sa forme et par sa composition, le probleme de la protection des extrémités de câbles. Elle est caractérisée par un corps cylindrique, ouvert à une extrémité, et prolongé à l'autre extrémité, par une partie évasée renforcée, moulée en une composition élastomère dans laquelle on a incorporé du carbure de sili cium cristallisé. La figure 1 représente une pièce d'extrémité conforme à l'invention. Les figures 2, 3 et 4, représentent des extrémités de câbles électriques pour tensions élevées, utilisant des pièces d'extrémités conformes à l'invention. Sur la figure 1, la partie cylindrique (1) a un diamètre intérieur 'd' égal ou un peu inférieur au diamètre externe du plus petit câble sur lequel elle sera utilisée. Les câbles isolés pour moyennes tensions ayant des diamètres extérieurs généralement compris entre 19 et 38 mm, le diamètre in térieur 'd' de la pièce peut être de l'ordre de 16 à 19 mm. L'extrémité 2 est ouverte. L'extrémité oppose 3 se prolonge par une partie évasée conique 4 qui permet d'assurer une bonne préhension manuelle pour enfiler la pièce sur l'ex- trémité du câble, et allonge la ligne de cheminement d'un arc,électrique qui s' amorcerait accidentellement à partir du conducteur du câble. La première partie 5 du cône 4, a une épaisseur sensiblement égale à celle de la partie cylindrique, c'est-à-dire environ 1,5 à 3 mm. Elle peut ainsi se dilater, du fait de son élasticité, lors de l'enfilage sur un câble de diamètre extérieur plus grand que 'd'. La partie finale 6 du cône peut avantageusement être renforcée, de façon à conserver la raideur nécessaire à une bonne tenue mécanique. Il est, en outre, préférable que l'angle d'ouverture du cône soit tel qu'il compense la diminution de longueur de la partie cylindrique due à son extension lorsqu'on l'enfile sur un câble de diamètre supérieur au diamètre interne de ladite partie cylindrique. En pratique, un angle de 100 à 110 permet d'obtenir ce résultat. Deux ou plusieurs de ces pièces d'extrémités peuvent être enfilées sur l'extrémité du câble de façon à renforcer la protection, en allongeant les lignes de cheminement de l'arc. Ces pièces sont obtenues aisément par les techniques connues du moulage, par exemple, en polymères tels que l'EPD & (éthylène, propylène, diène, monomère), auxquels on a conféré la propriété vario-résistante (résistivité électrique décroissante en fonction de la tension appliquée), par incorporation, lors du moulage, de 100 à 500 parties en poids de carbure de silicium cristallisé, à fine granulométrie, pour 100 parties d'élastomère. On obtient ainsi une égalisation du champ radial. il est egalement possible de conférer à la pièce d'extrémité la résistance à l'arc, de façon connue, par exemple par incorporation d'alumine dans l'élastomère, à raison de 100 à 200 parties en poids pour 100 parties d'élastomère. La figure 2 montre une extrémité de câble destiné à un montage intérieur, non soumis aux intempéries et à la pollution. il comporte, en allant de l'amont à l'extrémité aval - une pièce élastique 7 en EPDM résistant à l'arc (par incorporation d'alumine recouvrant la prise de terre, - une pièce d'extrémité constituée par un isolateur élastique 8 en EPDM vario-résistant, conforme à l'invention, et également résistant à l'arc par incorporation d'alumine, - puis deux isolateurs, élastiques 9 et 10, en EPDM résistant à l'arc. Le diamètre externe de la partie conique des différents isolateurs a été fixé à 56 nm, cette valeur étant amplement suffisante dans le cas d'un montage intérieur. La figure 3 montre une extrémité de câble destiné à un montage extérieur dans une zone peu polluée. Elle comporte successivement - une pièce élastique 7 en EPDM résistant à l'arc, recouvrant la prise de terre, - un isolateur 8 en EPDM vario-résistant, et résistant à l'arc, conforme à l'invention, recouvert de deux isolateurs 11 et 12 en EPDM résistant à l'arc, dont le diamètre de la partie conique a été porté à 85 mm, - puis 2 isolateurs 9 et 10 en EPDM, identiques à ceux de la figure 2. La figure 4 montre une extrémité de câble destiné à un montage extérieur dans une zone polluée. On y retrouve les mêmes éléments que dans les figures précédentes, mais les deux isolateurs aval 13 et 14 ont un diamètre de partie conique porté à 85 nnn pour améliorer la protection, en allongeant les lignes de fuite. Dans ces différents cas, la pièce d'extrémité 8 conforme à l'invention, a un diamètre intérieur d = 19 mm, une longueur totale de 175 mm, un diamètre extérieur à l'extrémité de la partie conique de 56 niai, et une épaisseur de 2 imi dans la partie cylindrique et au raccordement de celle-ci avec le cAne. Elle a été moulée à partir d'éthylène propylène diène monomère dans lequel on a incorporé du carbure de silicium cristallisé à grain fin (grain inférieur à 50p), à raison de 220 parties en poids, et de l'alumine à raison de 100 parties én poids pour 100 parties d'EPDM. Elle a une élasticité suffisante pour s'adapter sans difficulté à des câbles de 19 à 38 mm de diamètre. REVENDICATIONS 1. Pièce isolante d'extrémité, en élastomère, adaptable sur des câbles pour tensions élevées, dont le diamètre peut se situer dans un rapport au moins égal à 2/1, caractérisé en ce qu'elle est formée par une partie cylindrique, ouverte à une extrémité, et prolongée, à l'autre extrémité, par une partie conique évasée dont l'angle d'ouverture est compris entre 100 et 110 , et en ce quille comporte de 100 à 200 parties en poids d'alumine pour la0 parties d'élastomère. 2. Pièce isolante d'extrémité, en élastomère, selon revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une partie de la partie conique évasée a une épaisseur supérieure à celle de la partie cylindrique. 3. Pièce isolante d'extrémité, en élastomère, selon revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, de 100 à 500 parties en poids de carbure de silicium cristallise pour 100 parties d'élastomère.