Brevet FR2501406A1 — publié le 19820910

La présente invention concerne un câble multiple amortisseur de surtensions. On rapelle que dans le brevet français n0 74 01141 au nom de LEDOUX Charles Pierre en date du 14 Janvier 1974 pour Câble amortisseur de surtensions, est décrite une méthode de constitution de câbles réduisant très fortement (jusqu1à l'annuler pratiquement) la transmission des surtensions entre deux éléments locaux d'une installation complexe. De telles surtensions peuvent avoir pour origine soit la chute de la foudre sur un paratonnerre ou sur un élément d'une installation locale ou sur le sol, soit un phénomène dtinduction au voisinage d'une station d'émission H F, soit un défaut à la terre dans une installation d'énergie entraînant le passage dans le sol d'un courant à fréquence industrielle, soit d'une cause quelconque. Une bonne protection est effective lorsque l'amplitude d'une surtension transmise par un câble est pratiquement égale, à son arrivée, au potentiel transitoire de l'ainsi tallation à laquelle aboutit le câble. Ce résultat est effectivement obtenu en transformant le dit câble en un câble amortisseur de surtensions en le munissant d'une armure extérieure de faible résistance en contact avec le sol sur la totalité de son parcours, de manière que le potentiel de cette armure extérieure suive étroitement celui du sol et l'impose par induction aux conducteurs internes du câble. Le mécanisme des phénomènes et les modalités de constitution d'un câble amortisseur de surtensions à partir d'un câble standard ou spécial quelconque sont décrits dans le brevet 74 01141 précité. Dans la pratique courante et plus particulièrement dans celle des équipements complexes (tels que ceux des aérodromes, des stations de radiotélécommunications, des stations de radiodiffusion ou de télévision, des centres d'informatiques, des centres de surveillance et de contrôle de la circulation routière, des postes de transformation télécommandés, etc...) il est fréquent que diverses installations locales soient liées les unes aux autres par plusieurs câbles de nature diverse. Dans ces conditions, il peut devenir onéreux de transformer chacun de ces câbles en câble amortisseur de surtensions et l'on conçoit ltintérêt de pouvoir les grouper en un nombre réduit de câbles multiples équipés en câbles amortisseurs de surtensions. La présente invention est relative à la possibilité de grouper un certain nombre de câbles élémentaires en un câble unique amortisseur de surtensions et aux modalités de réalisation de tels câbles. Il est possible de réunir en un même faisceau plusieurs câbles de nature diverse (standards ou spéciaux) et en nombre quelconque (câbles téléphoniques composés de nombreases paires, câbles de signalisation, de télécommande, câbles coaxiaux, câbles d'énergie, etc...) et de transformer ce faisceau de câbles élémentaires en un: câble amortisseur de surtensions moyennant certaines précautions. Pour éviter toute réaction inductive d'un câble dlémen- taire sur les autres il faut que chaque câble comporte, sauf exception justifiée par la nature des surtensions qui ne peuvent apparaître sur lui, une protection par écran équipotentiel et blindage ferromagnétique. Le faisceau des câbles élémentaires doit lui-même être entouré d'un écran équipotentiel et d'un blindage ferro-magnétique, le tout recouvert d'une enveloppe isolante de protection contre l'humidité et la corrosion qui pourrait en résulter. Le câble ainsi constitué étant recouvert dtune armure de faible résistance en contact avec le sol dans lequel le câble ainsi constitué est enfoui. Chacun des câbles élémentaires peut être recouvert d'un écran équipotentiel placé à l'extérieur de son enveloppe isolante, en contact les uns avec les autres c'est-à-dire interconnectés, cette interconnexion étant complétée par l'enveloppe équipotentielle du faisceau et même accessoirement par un blindage électromagnétique. Les écrans équipotentiels ne présentant aucune particularité importante peuvent être constitués par exemple suivant le procédé classique par deux rubans de cuivre de 0,2 mm dtépaisseur enroulés à recouvrement l'un dans un sens, l'autre en sas opposé.Les blindages ferromagnétiques peuvent également être constitués suivant la technique courante par des couches alternées de ruban de fer de 0,25 mm d'épaisseur bobinées en sens inverse l'une de l'autre. L'enveloppe isolante entourant le faisceau de câbles élémentaires ne présentant pas de particularité en liaison avec l'invention peut être réalisée par exemple suivant le procédé classique par extrusion en PVC. L'armure extérieure d'un câble ainsi constitué peut être réalisée en fils méplats de cuivre, en ruban de cuivre ou en fils de cuivre enroulés en deux couches bobinées à pas allongé en sens inverse lune de l'autre ou par toute autre méthode assurant une faible résistance, c'est-à-dire une impédance de transfert très réduite et conservant au câble un rayon de courbure suffisamment faible pour que sa pose soit facile. L'emploi du cuivre n'est pas cité comme une nécessité mais seulement comme un avantage pratique. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après à titre d'exemple non limitatif, avec référence au dessin annexé dans lequel la figure unique est uné coupe transversale schématique d'un câble multiple amortisseur selon l'invention. Sur cette figure, le câble multiple 1 comprend quatre câbles élémentaires A, B, C, et D pouvant consister en un câble de type standard ou spécial. Ces câbles A, B, C, et D sont recouverts, avec interposition éventuelle d'un écran équipotentiel 2a, 2b, 2c, 2d, par une enveloppe isolante 3a, 3b, 3c, et 3d revêtue d'un écran équipotentiel 4a, 4b, 4c et 4d et d'un blindage ferromagnétique 5a, 5b, 5c et 5d. Ces câbles élémentaires ainsi constitués sont groupés en un faisceau disposé à l'intérieur d'une enveloppe de protection, cet ensemble constituant ainsi un câble unique. Cette enveloppe de protection comprend elle-même, de l'intérieur vers l'extérieur, un écran équipotentiel 6, un blindage ferromagnétique 7, une enveloppe isolante 8 et une armature conductrice 9 qui se trouve en contact avec le sol lorsque le câble se trouve posé en tranchée. Selon cette disposition, les écrans équipotentiels 4a, 4b, 4c et 4d des câbles élémentaires A, B, C, et D se trouvent intèrconnectés entre eux ainsi qu'avec l'écran équipotentiel 6 de l'enveloppe de protection, par l'intermédiaire des blindages ferromagnétiques 5a, 5b, 5c, et 5d. L'exemple de réalisation précédemment décrit correspond à un câble dont la protection est très complète. Toutefois il est évident que le nombre des éléments de protection, en particulier des blindages ferromagnétiques et des écrans équipotentiels,peuvent être réduitssans sortir du cadre de l'invention, notamment, dans le cas où les conditions d'emploi du câble ne l'imposent pas. Par ailleurs, il est possible d'incorporer dans le faisceau de câbles élémentaires un câble d'énergie à 2, 3 ou 4 conducteurs à la condition qu'un défaut à la terre sur l'équipement d'énergie ne risque pas d'entraîner, dans le câble multiple amortisseur de surtensions,le passage d'un fort courant homopolaire qui risquerait de produire, par induction, des perturbations sur les autres câbles éldmentai- res. Lorsqu'un câble multiple amortisseur de surtensions ne peut être enterré sur la totalité de son parcours on peut lui conserver son efficacité en réunissant son armure 9, dans les parties non enfouies dans le sol à des prises de terre échelonnées. Ces conditions particulières d'remploi ntempêchent pas les câbles ainsi employés de demeurer dans le cadre de la présente invention. En milieu radiatif la protection des câbles doit être complétée par un blindage convenable sur 9. Dans les régions fréquemment foudroyées et où la résistivité du sol est élevée il y a intérêt à augmenter la masse de l'armure extérieure 9 des câbles amortisseurs de surtensions afin d'éviter la destruction des câbles par amorçage du courant de foudre dans le sol. Dans les cas les plus difficilesg que ce soit du fait de la foudre ou de l'influence du courant de défaut à la terre d'une puissante installation d'énergie, il est intéressant de placer au-dessus du ou des câbles amortisseurs de surtensions, 2 ou 3 conducteurs nus, distants de 1 ou 2 m l'un de l'autre et enfouis à faible profondeur, formant écran. REVENDICATIONS 1.- Câble multiple amortisseur de surtensions constitué par un ensemble de câbles élémentaires standards ou spéciaux A, B, C, D, pouvant être de natures diverses et en nombre quelconque réunis en un faisceau, ces câbles élémentaires comportant chacun une protection partielle par écran équipotentiel et/ou par blindage ferromagnétique, le faisceau de câbles élémentaires étant entouré d'une protection par écran équipotentiel 6 et/ou éventuellement blindage ferromagnétique 7 et dtune enveloppe isolante de protection 8 autour de laquelle est placée une armure conductrice 9 qui se trouve en contact avec le sol lorsque le câble est posé en tranchée, cette armure 9 assurant, par couplage électrostatique et électromagnétique, l'égalité de son propre potentiel et de celui des conducteurs des divers câbles élémentaires A, B, C et D et assurant par sa forte perditance l'amortissement rapide des surtensions. 2.- Câble multiple amortisseur de surtensions selon la revendication 1 et dans lequel chacun des câbles élémentaires comporte au-dessus de son enveloppe isolante 3a, 3b, 3c, 3d un écran équipotentiel 4a, 4b, 4c, 4d et éventellement un blindage ferromagnétique Sa, 5b, 5c 5d de manière que ces protections se trouvent étroitement interconnectées entre elles par contact dans le faisceau et par contact avec écran équipotentiel 6 et éventuellement le blindage ferromagnétique 7 qui entoure le faisceau de câbles élémentaires. 3.- Câble multiple amortisseur de surtensions selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'épais- seur de l'armure extérieure 9 est augmentée pour éviter les risques de destruction du cable lors d'un amorçage dans le sol sous l'effet d'un coup de foudre I'atteignant à prcmrtnzta 4.- Câble multiple amortisseur de surtensions selon l'une des revendications précédentes et dans lequel ltenfouis- sement en tranché est remplacé sur au moins une partie de son parcours par la jonction de armure extérieure 9 à des prises de terre échelonnées. 5.- Câble multiple amortisseur de surtension selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un blindage spécial sur l'armure extérieure 9 pour protection contre les rayonnements nucléaires.