Brevet FR2487567A1 — publié le 19820129

La présente invention est relative un câble d'énergie électrique comprenant un noyau central renfermant un conducteur électrique, une feuille de blindage enroulée autour du noyau et dont les bords longitudinaux se recouvrent et sont réunis par un joint d'étanchéite, et une gaine isolante enveloppant la feuille de blindage. On sait que, pour le transport de l'énergie électrique, notamment sous moyenne tension, il est de pratique courante d'utiliser des câbles de ce type. Dans de tels câbles, la feuille ou écran de blindage a pour rôle, d'une part,de de conduire les courants de court-c-ircuit et, d'autre part, de protéger le noyau du câble contre ltenvironnement extérieur, et plus particulièrement, contre des infiltrations d'eau pouvant notamment apparaître a la suite d'une destruction accidentelle de la gaine isolante enveloppant la feuille de blin dage. Dans les câbles d'énergie actuellement fabriqués, le joint d'étan chiite reliant les deux bords longitudinaux de la feuille de blindage est constitué par un filet de "hot-melt". Or-, comme on le sait, le noyau du câble est tres souvent porté, en cours d'utilisation, 9 des températures élevées de l'ordre de 800C, qui peuvent même être augmentees pendant quelques secondes sous l'effet des courants de court-circuit. Cela a pour consequence, non seu lement une dilatation globale du câble , mais aussi un ramollissement du filet de "hot-melt" qui de ce fait n'assure plus l'adhérence des deux bords longitu dinaux de la feuille de blindage.Ceux-ci étant soumis t des forces de cisail lement opposées causées par la dilatation globale du câble, se désolidarisent, et ltétanchéité au niveau de leur recouvrement n'est plus du tout garantie. Une premiere solution a éte apportee ce problème. Elle consiste réaliser des cannelures longitudinales sur la face extérieure du noyau du câble, située juste en dessous de la feuille de blindage. Ces cannelures sont remplies en partie d'une poudre, telle que la carboxymethylcellulose, qui a la propriéte de gonfler au contact de l'eau. Ainsi, en cas de destruction du filet de "hot-melt" et d'une infiltration d'eau à travers la feuille de blin dage, la poudre se gonfle et se répartit dans l'étroit intervalle existant entre le noyau du câble et la feuille de blindage pour former-une couche d'étanchéité. Outre le fait qu'elle ne donne pas entierement satisfaction, cette solution présente l'inconvénient de nécessiter la réalisation de cannelures sur la couche de matériau semi-conducteur, ce qui bien évidemment la rend peu economique, et augmente le diamètre extérieur du câble. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients cidessus et, pour ce faire, elle a pour objet un câble d'énergie électrique du type précite qui se caractérise en ce que le joint d'étanchéité est constitué par une bandelette pliée longitudinalement et dont les bords longitudinaux sont respectivement fixés aux bords longitudinaux de la feuille de blindage sur toute la longueur du câble. Cette forme particulåère donnée à la bandelette qui sert de joint d'étanchéité, lui permet, lorsque ltensemble du câble sous contrainte thermique se dilate, d'une part de suivre le glissement l'un par rapport à l'autre des deux bords longitudinaux de la feuille de blindage soumis a des forces de cisaillement, et d'autre part, d'absorber en grande partie l'augmentation de la largeur de leur zone de recouvrement, et ce, sans qu'il y ait sollicitation des moyens de fixation de la bandelette sur les bords longitudinaux. En conséquence, les deux bords longitudinaux de la feuille de blindage ne peuvent en aucun cas se désolidariser et ltétanchéité de cette dernière est totalement assurée quelle que soit la température du noyau du cable. Plus précisément, la bandelette est pliée le long de son axe longitudinal médian. De préférence, la bandelette est fixée sur les faces intérieures des bords longitudinaux de la feuille de blindage. Ce mode de fixation s'avère être le plus aisé à réaliser et le plus efficace. En outre, au cas où un traitement des bords longitudinaux de la feuille de blindage serait nécessaire avant la fixation de la bandelette, celui-ci ne serait à effectuer que sur une seule face de la feuille avec des avantages évidents sur le plan de la durée de l'opération. La bandelette selon l'invention peut être constituée par un ruban d'aluminium revêtu sur ses deux faces d'une couche de copolymère éthylène acide acrylique, ou peut être réalisée en un complexe a base de polyester ou de polypropylène, tous ces matériaux étant choisis de préférence parce qu'ils présentent en commun une faible aptitude a la dilatation et une excellente résistance à la rupture. Il est bien évident qu'un autre matériau possédant ces propriétés physiques peut être choisi pour la réalisation de la bandelette. I1 convient encore d'ajouter que la bandelette peut être fixée aux bords longitudinaux de la feuille de blindage par thermosoudage ou par ultrasons, l'un ou l'autre de ces procédés de fixation étant préféré suivant le type du matériau constituant la bandelette. Un mode de réalisation de la présente invention sera décrit ciaprès a titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure I est une vue en coupe transversale d'un câble d'énergie selon l'invention, à température ambiante ; et - la figure 2 est une vue agrandie de la zone de recouvrement du câble de la figure I lorsque le noyau de ce dernier est soumis à des contraintes thermiques importantes. Comme on peut le voir sur la figure 1, le câble d'énergie selon l'invention comprend,d'une manière connue en soi, un conducteur électrique central I constitué d'une multitude de brins dont seuls quelques uns sont représentés. Autour de ce conducteur est disposée une première couche de matériau semi-conducteur 2 elle-même recouverte d'une première gaine isolante 3, constituée par du P.R.C. (Polyéthylène réticulé chimiquement) extrudé autour de la couche 2. Une deuxième couche de matériau semi-conducteur 4 enveloppe la gaine isolante 3. Cet ensemble constitue le noyau central du câble autour duquel est enroulée une feuille ou écran de blindage 5 protégé extérieurement par une deuxième gaine isolante 6 de P.V.C. Comme on le sait, la feuille de blindage 5 est destinée à véhiculer les courants de cout-circuit apparaissant lors du transport de l'énergie électrique par le conducteur central 1. Elle est d'une épaisseur variable suivant la quantité d'énergie à transporter, et remplit en outre une fonction de protection du noyau central du câble contre l'environnement extérieur et notamment contre des infiltrations d'eau. La face intérieure 7 de la feuille de blindage n'adhère pas sur la couche de semi-conducteur 4 sous-jacente pour que le branchement des connecteurs en bout de câble puisse être réalisé facilement. Par contre, la deuxième gaine isolante 6 adhère parfaitement sur la face extérieure 8 de l'écran de blindage 5. Pour ce faire, cette dernière est recouverte d'une pellicule de vernis thermocollant. Comme on peut le voir sur la figure 1, la feuille de blindage 5, qui est de préférence en aluminium, est enroulée autour du noyau central du câble de telle manière que ses deux bords longitudinaux 9 et 10 se recouvrent. Ces derniers sont réunis par une bandelette Il pliée longitudinalement et dont les bords longitudinaux 12 et 13 sont respectivement fixés aux bords longitudinaux 9 et 10 de la feuille de blindage 5, sur toute la longueur du câble. La bandelette 11 a la forme générale d'un rectangle de petite largeur et d'une longueur égale à celle du câble. Elle est en outre pliée le long de son axe longitudinal médian et est plus précisément fixée sur les faces intérieures des bords longitudinaux de la feuille de blindage 5. La bandelette est réalisée à partir de matériaux ayant une très faible aptitude à la dilatation et une excellente résistance à la rupture. Parmi ces matériaux, on peut citer l'aluminium que l'on met sous la forme d'un ruban revêtu sur ses deux faces d'une couche de copolymère éthylène acide acrylique ou d'un polymère connu sous la marque tpolypropvlene. "Lupolen BASF", un complexe à base de polyester ou encore un complexe b-ase de La bandelette ainsi définie peut être fixée aux bords longitudinaux 9 et 10 de la feuille de blindage par thermosoudage ou par ultra-sons suivant le type de son matériau constitutif. Le comportement de la bandelette Il lorsque le câble est mis sous tension et par suite soumis a des contraintes thermiques importantes, est décrit ci-après en référence à la figure 2. A la suite de l'échauffement du noyau, les différentes parties du câble, et notamment la gaine isolante extérieure 6 et la feuille de blindage 5, se dilatent. Au niveau de cette dernière, cela se traduit par l'apparition de forces de cisaillement C opposées qui s'appliquent sur ses bords longitudinaux 9,10 en provoquant un glissement de l'un par rapport à l'autre. En outre, les bords longitudinaux 9, 10 ont tendance à se séparer dans la direction transversale du câble. Comme on peut le voir sur la figure 2, la bandelette 11, du fait qu'elle est pliée, suit le glissement des deux bords longitudinaux 9, 10 en les maintenant solidarisés l'un à l'autre, la pliure 14 se déplaçant dans la direction opposée-aux bords longitudinaux 12, 13 de la bandelette 11. Comme on peut le voir sur la figure 2, la pliure 14 limite également à une très faible valeur l'augmentation de l'épaisseur de la zone de recouvrement des bords longitudinaux 9, 10 de la feuille de blindage 5. I1 convient de remarquer ici que la bandelette 11 remplit ces deux fonctions sans qu il y ait sollicitation des soudures 15, 16 réalisées entre les bords longitudinaux de la bandelette et ceux de la feuille de blindage 5, ceci étant bien évidemment d'une importance capitale pour ce qui est de la durée de vie du câble. Par ailleurs, lorsque la feuille de blindage se rétracte pour revenir à sa position initiale à la suite du retour du noyau du câble à la température ambiante, la bandelette suit ce mouvement en reprenant également sa position initiale. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté et décrit cidessus, les bords longitudinaux 12, 13 de la bandelette 11 sont fixés sur les faces intérieures des bords longitudinaux 9, 10 de la feuille de blindage 5. On pourrait prévoir une fixation de la bandelette 11 sur les faces extérieures des bords 9, 10 avec une orientation dans l'autre sens de la pliure 14, ou sur les faces en regard de ces bords. Toutefois, comme toute la face extérieure de la feuille de blindage 5 est recouverte d'un vernis thermocollant assurant son adhérence à la gaine isolante extérieure 6, la résistance des soudures 15 et 16 risquerait d'être diminuée par la présence de ce vernis qui lui-même pourrait perdre ses pro priétés d'agent de fixation. I1 en résulte que la fixation de la bandelette 11 sur les faces intérieures des bords longitudinaux 9, 10 de la feuille de blindage 5 présente de plus grandes garanties de solidité. La câble d'énergie selon l'invention peut par exemple être fabriqué de la manière suivante On réalise tout d'abord de façon classique le noyau central du câble. On soude ensuite l'un des bords longitudinaux de la bandelette sur la face intérieure du bord longitudinal de la feuille de blindage, destiné à être recouvert par l'autre bord. On enroule alors la feuille de blindage autour du noyau et on plie la bandelette suivant la configuration voulue, au moyen d'un conformateur adapté.On applique, puis on soude le deuxième bord longitudinal de la feuille de blindage sur le bord correspondant de la bandelette avant d'extruder sur la face extérieure de la feuille de blindage, préalablement revêtue d'une pellicule de vernis thermocollant, une couche de PVC. En conclusion, il convient de rappeler que, grâce aux dispositions de la présente invention, le noyau du câble d'énergie est parfaitement isolé de l'environnement extérieur et ce, quelle que soit sa température. En outre, la mise en oeuvre des principes de la présente invention supprime la nécessité de réaliser, sur la face extérieure du noyau du câble, des cannelures longitudinales remplies d'une poudre apte à gonfler au contact de l'eau, disposition qui était jusqu'a présent obligatoire. Par suite, le câble d'énergie selon l'invention présente un diamètre extérieur inférieur à celui des câbles de type classique, cette réduction de diamètre entrainant bien évidemment de nombreux avantages sur le plan du prix de revient, de la fabrication et du stockage de ces câbles. REVENDICATIONS 1. Câble d'énergie électrique comprenant un noyau central renfermant un conducteur électrique (1), une feuille de blindage (5) enroulée autour du noyau et dont les bords longitudinaux (9, 10) se recouvrent et sont réunis par un joint d'etanchéité, et une gaine isolante (6) enveloppant la feuille de blindage, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est constitué par une bandelette (11) pliée longitudinalement et dont les bords longitudinaux (12, 13) sont respectivement fixés aux bords longitudinaux (9, 10) de la feuille de blindage (5) sur toute la longueur du câble. 2. Câble d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bandelette (11) est pliée le long de son axe longitudinal médian. 3. Câble d'énergie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bandelette (11) est fixée sur les faees intérieures des bords longitudinaux (9, 10) de la feuille de blindage. 4. Câble d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bandelette (11) est constituée par un ruban d'aluminium revêtu sur ses deux faces d'une couche de copolymère éthylène acide acrylique. 5. Câble d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bandelette (11) est constituée par un complexe à base de polyester. 6. Câble d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bandelette (11) est constituée par un complexe à base de polypropylène. 7. Câble d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bandelette (11) est fixée aux bords longitudinaux (9, 10) de la feuille de blindage (5) par thermosoudage. 8. Câble d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bandelette (11) est fixée aux bords longitudinaux (9, 10) de la feuille de blindage (5) par ultra-sons.