Brevet FR2498368A1 — publié le 19820723

La présente invention concerne un câble élec- trique imprégné d'un fluide isolant, et plus particulièrement un câble électrique sous-marin imprégné d'un fluide isolant, convenant pour la pose à de grandes profondeurs. L'invention concerne en outre un fluide iso- lant pour câbles électriques et en particulier pour câbles électriques sous-marins spécialement adapté pour des câbles électriques sous-marins posés à grande profondeur. Un fluide isolant pour câbles électriques, et plus particulièrement pour cables électriques sous-marins, doit en effet posséder au moins les propriétés suivantes: - Sa densité doit être pratiquement égale à celle de l'eau de la mer pour éviter que n'apparaissent des différences de pression hydrostatique entre l'intérieur et l'extérieur du câble qui, si elles existaient, conduiraient à l'appari- tion de sollicitations dans l'armature et dans la gaine de revêtement du câble lui-même. Ce problème est d'autant plus ressenti que la profondeur à laquelle le câble électrique est posé devient plus importante. - La viscosité du fluide isolant à toute température à laquelle le câble peut se trouver soumis et dans n'importe quelle position du câble, doit être telle qu'elle permette le mou- venant de ce fluide isolant le long du câble. - Le facteur de perte électrique, tg & du fluide isolant doit être faible et stable dans le temps pour permettre la trans- mission d'énergie avec un bon rendement. - La capacité d'absorption de gaz par le fluide isolant, connue chez les techniciens du domaine des câbles électriques sous le nom de "Gassing", doit être bonne pour éviter des risques de perforation. Il est très difficile de trouver réunies toutes ces propriétés dans un fluide isolant unique, parce que dans l'état actuel de la technique, très rares sont les fluides isolants pour câbles électriques connus et utilisés, et plus rares encore les fluides isolants pour câbles élec- triques sous-marins, en particulier pour cables sous-marins pour grandes profondeurs, étant donné que dans ces derniers, la densité du fluide isolant, qui doit être la plus voisine pos- sible de celle de l'eau de mer pour permettre la plus grande réduction possible des sollicitations mécaniques dans le câble et le facteur de perte diélectrique, dont la valeur doit être telle qu'elle permette la production de tronçons de cables de grandes longueurs, jouent un rôle fondamental. En définitive, par conséquent, les fluides iso- lants connus pour cables électriques, et en particulier pour cables électriques sous-marins imprégnés de fluides isolants se réduisent aux huiles minérales et aux alkylbenzènes à chaîne aliphatique en C à C12 tels que le décylbenzène. Les fluides isolants connus indiqués ci-dessus se sont imposés parce qu'ils sont ceux qui se rapprochent le plus des caractéristiques idéales qui doit posséder un fluide isolant pour cables et en particulier pour câbles électriques sous-marins, mais en réalité les fluides isolants connus n'ont pas les caractéristiques requises à un niveau satisfaisant. Le but de la présente invention est un cable électrique imprégné d'un fluide isolant, et en particulier un câble électrique sous-marin imprégné d'un fluide isolant qui est meilleur que ceux connus; par conséquent, le but de la pré- sente invention est également un fluide isolant pour cables électriques et en particulier pour cables électriques sous- marins qui possède les caractéristiques nécessaires pour le rendre apte à l'emploi dans des câbles et en particulier dans des cables sous-marins, notamment pour la pose à de grandes profondeurs, à un degré plus voisin des caractéristiques jugées optimales. L'invention concerne un cable électrique impré- gné de fluide isolant comprenant un conducteur entouré d'un isolant solide stratifié et muni d'au moins un conducteur lon- gitudinal permettant la circulation d'un fluide isolant, carac- térisé en ce que ce fluide comprend une substance répondant à la formule R dans laquelle R est un radical choisi parmi les deux suivants: -CH C CH3 3 1- CH3 CH CH3 Un autre but de l'invention est un fluide iso- lant d'imprégnation de cables électriques comprenant une substance répondant à la formule dans laquelle R est un radical choisi parmi les deux suivants: /CH3 -CH CH3 3 CH CH La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée ci-après, donnée à titre d'exemple et par conséquent non limitative, se référant à la figure du dessin annexé représentant en coupe longitudinale un câble électrique convenant particulièrement comme câble sous-marin. Un câble électrique du type imprégné de fluide isolant convenant particulièrement à l'emploi comme câble sous- marin possède u.ne structure connue en soi qui a été représentée schématiquement sur la figure. Comme on le voit sur la figure, en allant de l'extérieur vers l'intérieur, le câble présente une armature 1 recouvrant une gaine 2 de matière élastomère. Sous la gaine 2 de matière élastomère se trouve une gaine métallique tubulaire 3 qui, dans le cas de câbles sous-marins, est une gaine de plomb. Coaxialement à la gaine métallique 3 et contenu dans celle-ci, se trouve un conducteur électrique 4 en cuivre à l'intérieur duquel est prévue une conduite 5 complètement rem- plie d'un fluide isolant et plus précisément d'un liquide isolant. En outre, entre le conducteur 4 et la gaine 3 est interposée une couche isolante solide stratifiée 6 consti- tuée de plusieurs rubans de matière isolante, par exemnle de papier isolant, imprégnés du même fluide isolant que celui qui remplit la conduite 5. L'idée de l'invention consiste à utiliser comme fluide isolant, et plus particulièrement comme liquide isolant pour câbles électriques, un composé organique répon- dant à la formule: 2R X dans laquelle R est choisi parmi les deux radicaux suivants: -C|H X CH3 CH3 CH3 CH3 CH Ceci signifie que le liquide isolant peut être constitué du seul composé répondant à la formule CH3 X CH3 3 CH3 nommé phényl-xylyl-éthane, ou du seul composé répondant à la formule CH3 CH C nommé monoisopropyldiphényle, ou de mélanges de ces deux substances. En particulier, en ce qui concerne le monoisopro- pyldiphényle, celui-ci se compose du paramonoisopropyldiphé- nyle ou du métamonoisopropyldiphényle ou de mélanges de ces deux isomères. Parmi ces deux composés dont nous donnerons ci-après les caractéristiques physico-chimiques, le mono- isopropyldiphényle, qui possède une résistance très élevée au vieillissement en présence de métaux tels que le cuivre et le plomb, est particulièrement intéressant. On trouvera dans le tableau ci-après les caractéristiques physicochimiques des deux substances faisant l'objet de la présente invention et les caractéristiques physico-chimiques d'un des fluides isolants connus les plus utilisés pour les cables électriques et en particulier pour les cables électriques sous-marins. Caractéristiques Phényl-xylyl Monoisopropyl- Décylben- physico-chimiques éthane diphényvle znne Densité à 20 C en g/cm 0,9874 0, 9841 0,8613 Inflammabilité en vase ouvert à 0 C 153 151 124 Viscosité à 20 C en cP 8,3 9,5 5 Facteur de perte dans le diélectrique à 0,0003 0, 0003 0,0001 C tg En comparant les caractéristiques physico- chimiques des fluides isolants pour cables selon l'invention et celles du fluide isolant connu le plus utilisé pour les cables, on observe avant tout que la densité est plus proche de celle de l'eau de mer. Ceci signifie qu'un caâble électrique sous- marin selon l'invention, utilisant un fluide isolant faisant lui-aussi l'objet de la présente invention, présente des sollicitations mécaniques plus faibles, car la différence entre la pression externe et la pression interne dues à l'immersion du câble est plus faible que celle qui s'exerce dans les câbles connus, et cet avantage est d'autant plus important que la profondeur de pose du cable est plus grande. Ceci se traduit par la possibilité de réduire l'armature d'un câble selon l'invention, à coefficient de sécurité égal, par rapport aux cables de type connu utilisant les fluides isolants de type connu. En comparant les caractéristiques physico- chimiques des fluides isolants pour cables électriques selon l'invention et celles du fluide isolant connu le plus utilisé, on observe une équivalence pratique des valeurs du facteur de perte dans le diélectrique, lesquelles sont bonnes, et ceci est évidemment une caractéristique nécessaire dans un câble électrique. Un avantage que présente le câble selon l'in- vention, dû aux fluides isolants particuliers qui font eux- aussi l'objet de la présente invention, est sa capacité élevée d'absorption des gaz qui apporte une sécurité supérieure vis- à-vis du risque de perforation. On note enfin que la caractéristique d'inin- f lanmmabilité est meilleure pour un fluide isolant pour câbles électriques selon l'invention que pour les fluides isolants pour câbles connus. Ceci se traduit par une possibilité de sim- plification du procédé de fabrication des câbles électriques en général et aussi des câbles sous-marins, et par une plus grande sécurité vis-à- vis des effets de l'incendie au moins pendant la fabrication des câbles eux-mêmes. REVENDICATIONS l.- Cable électrique imprégné de fluide iso- lant comprenant un conducteur entouré d'un isolant solide stra- tifié et équipé d'au moins un conducteur longitudinal permet- tant la circulation d'un fluide isolant, cet isolant solide stratifié étant imprégné de ce fluide isolant, caractérisé en ce que ce fluide isolant comprend une substance répondant à la formule dans laquelle R est un radical choisi parmi les deux suivants: -CH3 -CH CH CH3 CH3 CH3 2.- Câble électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide isolant est constitué d'un mélange des composés répondant à la formule suivante CH CH CH3 C3 CH CHrrCH3 3.- Fluide isolant d'imprégnation de câbles électriques comprenant une substance répondant à la formule suivante R dans laquelle R est un radical choisi parmi les deux suivants -K CH3 -CH 3 I CH3 CH3 / CH K CH _ CH3