Brevet FR2514189A1 — publié le 19830408

Procédé de fabrication de câble moyenne tension sous gaine élastomère et câble obtenu par ce procédé La présente invention concerne un procédé de fabrication de cable moyenne tension sous gaine élastomère et un cable obtenu par ce procédé notanment un câble à écran de cuivre cannelé, utilisé pour le transport d'énergie électrique moyenne tension (jusqu'à 60 kilovolts) et pouvant âtre posé dans des galeries enterrées. On sait que les câbles d'énergie doivent comprendre une gaine d'étanchéité pour éviter que les matières plastiques utilisées comme isolant du câble soient dégradées par une pénétration d'humidité. Ces gaines d'étanchéité sont réalisées à l'aide d'un ruban métallique de mâme longueur que le câble, cuivre, aluminium ou acier posé en long et replié sur le câble. Il est connu d'après le brevet français 7732437 d'utiliser de telles gaines sous forme d'un feuillard ondulé longitudinalement, le feuillard étant replié parallelement à l'axe du câble sur une couche de polyéthylène recevant préalablement des joncs en un compound en fibre de cellulose placés longitudinalement avec un pas d'hélice long autour de l'axe du câble et permettant de réaliser ainsi lesdites ondulations. Le but de ces ondulations est de provoquer une élasticité radiale du câble.En effet, le polyéthylène a un fort coefficient de dilatation et il faut que la gaine d'étanchéité puisse supporter une dilatation importante entre la température ambiante minimale et la température de fonctionnement maximale sans que l'étanchéité en souffre, autrement dit, la gaine d'étanchéité avec ondulations longitudinales permet de suivre les déformations radiales de l'isolation. Cependant les câbles tels que décrits ne présentent pas de souplesse longitudinale nécessaire pour assurer la pose du câble selon des courbes parce que les ondulations longitudinales ne permettent pas une élasticité longitudinale mais uniquement une élasticité radiale. De plus les câbles antérieurs à isolant polyéthylène pouvaient comporter une gaine extérieure non élasta mère tel que du PVC (chlorure de polyvinyle). En effet l'appt tion du PVC extrudé à température relativement élevée est suivie d'un refroidissement provoqué, lequel permet. d'empêcher la dila talon des isolants tels que le polyéthylène et autorise par conséquent l'emploi de feuillards mêmes non ondulés.Il s1 ensuit que l'emploi de gaine extérieure élastomère tel que du caoutchouc, qui comporte lors de la fabrication, une étape de vulcanisation provoquant une dilatation importante du polyéthylène, n' est pas possible dans le cas des feuillards non ondulés. Cependant les gaines élastomères sont d'un intérêt certain étant donné qu'elles sont plus résistantes à l'usure et à l'allongement et sont plus souples que les gaines PVC. Le câble selon la présente invention remédie aux inconvénients des câbles antérieurs. Celui-ci en effet permet d'augmenter la souplesse longitudinale du câble tout en maintenant la souplesse radiale de la gaine et permet d'utiliser des gaines extérieures en élastomère en liaison avec les isolants habituellement employés. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de câble moyenne tension sous gaine élastomère comportant à partir d'une première étape au cours de laquelle un conducteur à brins formant axe du câble est revêtu successivement d'un premier écran semi-conducteur extrudé, d'une isolation en polyéthylène réticulé compoundé et d'un second écran semi-conducteur extrud une deuxième étape au cours de laquelle ledit câble est enveloppé d'un matelas de papier crêpé, une troisième étape au cours de laquelle la câble recouvert de papier est recouvert d'un feuillard métallique, une quatrième étape au cours de laquelle on recouvre l'ensemble d'un ruban textile selon une hélice, une cinquième étape au cours de laquelle on enrobe d'une première gaine extérieure et éventuellement une sixième étape de revêtement d'une tresse en acier et éventuellement une septième étape au cours de laquelle on enrobe d'une deuxième gaine extérieure teraMnale, caractérisé par le fait qu'au cours de la troisième étape ledit feuillard est un ruban auquel on imprime préalablement des cannelures transversales et qu'on enroule ledit ruban en hélice à pas très court autour de l'axe du câble et qu'au cours de la cinquième étape et éventuellement de la septième étape lesdites gaines en élastomère sont vulcanisées sur le câble même. La présente invention a également pour objet un câble comportant du centre vers la périphérie une âme conductrice à brins en hélice, enrobée d'une première couche -semi-conductrice puis d'un isolant à polyéthylène réticulé extrudé puis d'une deuxième couche semi-conductrice puis d'un matelas de papiers crêpés puis d'un feuillard métallique puis d'un ruban textile enroulé en hélice puis d'une première gaine extérieure puis éventuellement d'une tresse en acier puis éventuellement d'une deuxième gaine terminale, caractérisé par le fait que ledit feuillard métallique est réalisé sous forme d'un ruban à cannelures transversales enroulé en hélice à pas très court autour del'axe du câble de sorte que les rubans sont à faible recouvrement et que lesdites première et deuxième gaines extérieures sont en élastomère. En se reférant aux figures schématiques 1 et 2 ci-jointes on va décrire ci-après un exemple de mise en oeuvre de la présente invention exemple donné à titre purement illustratif et nullement limitatif. Les mêmes éléments portent sur les deux figures les mêmes références. La figure 1 représente une vue en perspeetive d'un câble selon l'invention dont les différentes couches ont été dénudées successivement. La figure 2 représente un ruban métallique cannelé utilisé comme écran électrique ainsi que pour l'étanchéité du câble. Dans la figure 1 l'âme eonductrice 1 faite de brins de cuivre ou analogue enroulés en hélice est disposée dans l'axe ou au centre du câble. L'âme 1 est entourée dtune première couche 2 de semi-conducteur intérieur obtenu par extrusion d'un mélange de polyéthylène et de noir de carbone dans le but de mieux répartir les surfaces équipotentielles électriques perpendiculàires aux lignes de champ radial électrique du câble. La première couche 2 est enrobée d'un isolant 3 tel que du polyéthylène réticulé compoundé (PRC) qui est du polyéthylène reticulé comportant diverses variétés de polyéthylène et des additifs plastifiants. Le PRC a un coefficient de dilatation environ dix fois supérieur à celui du cuivre et risque lors d'un échauffement de déchirer l'écran de cuivre disposé par dessus à moins que des mesures ne soient prises qui seront explicitées plus loin. Le câble préformé ainsi réalisé est enroulé sur une bobine lors de la fabrication afin de permettre les étapes de fabrications ultérieures, la machine due fabrication fonctionnant avec ledit câble déroulé. Autour du PRC est enroulé un matelas 5 de papiers crêpés nécessaire pour amortir les cannelures d'un écran 6 tel que décrit ci-après. L'écran métallique 6 généralement en cuivre est réalisé sous forme d'un ruban ou clinquant muni préalablement de cannelures 7 transversales (figure 2). Le ruban de 25 millimètres de large par exemple est enroulé suivant une hélice à pas très court de telle sorte que les rubans aient un faible recouvrement bord à bord (environ 10%). L'écran 6 est enveloppé d'un ruban textile 8 enroulé en hélice également. Une première gaine 9 élas- tomère telle que du caoutchouc est extrudée autour du câble et est vulcanisée in situ.La température de vulcanisation peut être d'environ 140 C. Eventuellement le câble comporte une tresse en acier 10 pour renforcer la protection et une deuxième gaine terminale élastomère 11 extrudée et vulcanisée de la même façon que la gaine 9. 0 On peut remarquer que les clinquants cuivre 6 du fait de leurs cannelures 7 autorisent la libre dilatation des isolants 2, 3, 4 lors de la vulcanisation de la gaine élastomère 9 et/ou 11 et permettent et d'éviter à la fois, la rupture des clinquants 6 causée par la dilatation importante du polyéthylène (coefficient de dilatation environ dix fois supérieur à celui du cuivre) lors de la montée en température et la formation de plis du clinquant dans le cas où les cannelures 7 n' existent pas. Ces plis pénétrent dans l'isolant au cours du refroidissement du câble et affaiblissent de façon rédhibitoire la qualité du diélectrique. L'intérêt des cannelures existe donc pour contrecarrer la dilatation de l'isolant aussi bien au cours de vulcanisation des gaines 9 et 11 qu'en fonctionnement normal parce que le câble en service comporte une température de fonctionnement assez élevée du fait des pertes thermiques. De plus l'enroulement du clinquant sous forme de rubans jointifs autorise l'élasticité longitudinale du câble Le câble selon l'invention permet une souplesse longitudinale et radiale du fait de la structure cannelée et en hélice de l'écran. Les applications sont du domaine des câbles moyenne tension utilisées principalement dans l'équipement des établissements industriels. REVENDICATIONS 1/ Procédé de fabrication de câble moyenne tension sous gaine élastomère comportant à partir d'une première étape au cours de laquelle un conducteur (1) à brins formant axe du câble est revêtu successivement d'un premier écran (2) semi-conducteur extrudé, d'une isolation (3) en polyéthylène réticulé compoundé et d'un second écran (4) semi-conducteur-extrudé une deuxième étape au cours de laquelle ledit câble est enveloppé d'un matelas (5) de papier crêpé, une troisième étape au cours de laquelle le câble recouvert de papier est recouvert d'un feuillard métallique (6), une quatrième étape au cours de laquelle on recouvre l'ensemble d'un ruban (8) textile selon une hélice, une cinquième étape au cours de laquelle on enrobe d'une première gaine extérieure (9) et éventuellement une sixième étape de revêtement d'une tresse en acier (10) et éventuellement une septième étape au cours de laquelle on enrobe d'une deuxième gaine extérieure (11) terminale, caractérisé par le fait qu'au cours de la troisième étape ledit feuillard (6) est un ruban auquel on imprime préalablement des cannelures (7) transversales et qu'on enroule ledit ruban en hélice à pas très court autour de l'axe du câble et qu'au cours de la cinquième étape et éventuellement de la septième étape lesdites gaines (9, 11) en élastomère sont vulcanisées sur le câble même. 2/ Câble obtenu par le procédé de la revendication 1, comportant du centre vers la périphérie une âme conductrice (1) à brins en hélice, enrobée d'une première couche semi-conductrice (2) puis d'un isolant à polyéthylène réticulé (3) compoundé puis d'une deuxième couche semi-conductrice (4) puis d'un matelas (5) de papiers crêpés puis d'un feuillard métallique (6) puis d'un ruban textile (8) enroulé en hélice puis d'une première gaine extérieure (9) puis éventuellement d'une tresse en acier (1O)puis éventuellement d'une deuxième gaine (11) terminale, caractérisé par le fait que ledit feuillard métallique (6) est réalisé sous forme d'un ruban à cannelures (7) transversales enroulé en hélice à pas très court autour de l'axe du câble de sorte que les rubans sont à faible recouvrement et que lesdites première et deuxième gaines (9, 11) extérieures sont en élastomère.