Brevet FR2549279A1 — publié le 19850118

La présente invention se rapporte à un câble multipolaire à huile fluide et plus particulièrement à un câble multipolaire à huile fluide particulièrement bien adapté pour être utilisé comme câble sous-marin. Les câbles multipolaires à huile fluide déjà connus sont constitués par plusieurs âmes réunies entre elles, enfermées à l'intérieur d'une gaine métallique, tandis que des remplissages, imprégnés d'une huile fluide isolante, sont interposés dans les espaces en étoile 10 qui subsistent entre les âmes du câble et entre ces âmes et la gaine métallique. Chaque âme comprend un conducteur revêtu d'un isolant constitué lui-même par au moins un enroulement d'un ruban d'une matière choisie parmi les matières cel15 lulosiques, synthétiques et mixtes, et imprégné d'huile fluide isolante. Pour permettre à l'huile fluide isolante qui imprègne tous les éléments du câble logés à l'intérieur de la gaine de se déplacer le long du câble, on doit pré20 voir dans ce dernier des canaux pour le déplacement longitudinal de l'huile. On connaît déjà divers types de câbles multipolaires à huile fluide. Dans un premier type de câbles multipolaires à 25 huile fluide déjà connu, les canaux prévus pour le mouvement de l'huile fluide isolante le long du câble sont constitués par des hélicoides cylindriques de rubans métalliques dont les spires sont espacées les unes des autres, et qui sont englobées dans les espaces en étoile 30 subsistant entre la gaine métallique et les âmes du câble. Ce premier type connu de câbles multipolaires à huile fluide présente des inconvénients lorsqu'il est utilisé comme câble sous-marin, surtout en raison de la 35 structure particulière des canaux prévus dans ces câbles pour le déplacement de l'huile fluide le long du câble. En effet, lorsque ce premier type de câble mul- tipolaire à huile fluide est utilisé comme câble sous-marin, cas o il existe toujours un risque de rupture de la gaine du câble, par suite de chocs dûs, par exemple, aux ancres ou aux filets de pêche, les pertes d'huile 5 fluide isolante de câble sont beaucoup plus importantes et, de même, le risque d'entrée et de migration de l'eau à l'intérieur du câble est également grand Ceci est d I à la structure particulière et à la position particulière des canaux prévus pour le déplacement de l'huile flui10 de isolante le long du câble, canaux qui, en premier lieu, sont voisins de la gaine du câble et, en deuxième lieu, sont constitués par des hélices ouvertes de ruban métallique et n'opposent donc aucune résistance à la sortie de l'huile fluide isolante qui circule dans ces ca15 naux ni à la pénétration de l'eau dans le câble et ne permettent donc pas d'utiliser des moyens capables d'éviter la propagation de l'eau le long du câble. Dans un deuxième type de câbles multipolaires à huile fluide déjà connus, les canaux prévus pour le mou20 vement de l'huile fluide isolante le long du câble consistent en conduits tubulaires ménagés en position centrale dans chacun des conducteurs des âmes du câble. Si, dans ce deuxième type de câbles multipolaires à huile fluide déjà connus, les risques de grandes 25 pertes d'huile fluide isolante en cas de rupture de la gaine du câble sont réduites, il existe un inconvénient consistant en ce que, à égalité de puissance transmissible avec les câbles multipolaires à huile fluide déjà connus du premier type, le poids de ceux du deuxième ty30 pe est supérieur En effet, pour réaliser les canaux pour le mouvement de l'huile fluide isolante le long du câble à l'intérieur des conducteurs, il est nécessaire d'augmenter les dimensions diamètrales de ces conducteurs et, par conséquent, d'augmenter les dimensions dia35 mètrales du câble, ce qui entratne évidemment une augmentation du poids de ce câble. Le but de la présente invention est de suppri- mer les inconvénients existant dans les câbles multipolaires à huile fluide déjà connus, c'est-à-dire de réaliser un câble multipolaire à huile fluide qui, en cas de rupture de la gaine du câble, ne subisse que des pertes 5 d'huile fluide isolante du câble relativement petites et qui, en même temps, soit d'une constitution qui permette de réduire son poids. -La présente invention a pour objet un câbie multipolaire à huile fluide comprenant une gaine métallique 10 qui renferme une pluralité d'âmes réunies les unes aux autres, dont chacune comprend un conducteur revêtu d'un isolement constitué par au moins un enroulement d'un ruban d'une matière choisie parmi les matières cellulosiques, synthétiques et mixtes, et imprégné d'huile fluide 15 isolante, caractérisé en ce que le conducteur d'au moins une âme du câble est fait d'une matière métallique ayant une conductibilité électrique supérieure à celle de la matière métallique qui forme les conducteurs des autres âmes du câble, ledit conducteur en matière métallique à 20 conductibilité électrique plus élevée renfermant un canal prévu pour le mouvement de l'huile fluide isolante le long du câble tandis que les conducteurs faits d'une matière à plus faible conductibilité électrique sont des câbles compacts. En particulier, dans un câble multipolaire à huile fluide selon l'invention, les conducteurs en matière métallique ayant une conductibilité électrique plus élevée sont des câbles tubulaires formés de claveaux accolés, de manière à définir dans leur section un canal 30 pour le mouvement de l'huile fluide isolante tandis que les conducteurs faits d'une matière métallique ayant une conductibilité électrique plus faible sont des câbles compacts, par exemple composés de fils ou de claveaux réunis entre eux. En outre, le rapport entre l'aire de la section normale des conducteurs faits d'une matière à plus grande conductibilité électrique, qui est occupée par ladite matière métallique à plus grande conductibilité électrique et l'aire de la section occupée par la matière métallique à plus faible conductibilité électrique dont sont formés les autres conducteurs, est sensiblement égale à 5 l'inverse du rapport entre les conductibilités électriques desdites matières. Finalement, dans un câble multipolaire à huile fluide selon l'invention, il est prévu des moyens insérés dans le canal prévu pour le déplacement de l'huile 10 fluide isolante le long du cable qui est ménagé dans les conducteurs faits d'une matière métallique à plus grande conductibilité électrique, et destinés à réduire l'aire de la section du canal en des points espacés les uns des autres et lesdits moyens sont de préférence constitués 15 par de petits cylindres percés d'une ouverture centrale. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée Sur ce dessin, la figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un câble multipolaire à huile fluide selon l'invention, dont on a enlevé les parties qui sont extérieures à la gaine métallique; la figure 2 montre une vue en coupe longitudina25 le faite selon la trace I-I de la figure 1. Sur les figures, on a représenté les coupes d'un cable tripolaire à huile fluide selon l'invention qui est le cas le plus simple d'un cable multipolaire à huile fluide auquel la présente invention se rapporte, 30 mais ceci ne doit pas être considéré dans un sens limitatif. En outre, dans les sections représentées sur les figures, on n'a pas figuré les habituels revêtements, blindages et armatures longitudinales qui sont ha35 bituellement placés autour de la gaine d'un câble, puisque ces éléments sont d'un type connu en sol. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 1 et 2, dans une gaine métallique 1, par exemple en plomb ou en aluminium, sont logées trois âmes 2, 3 et 4, qui seront décrites en détail dans la suite et qui sont toutes sensiblement de mêmes dimensions diamètrales extérieu5 res. Outre qu'elles sont en contact entre elles, les âmes du câble sont en contact direct avec la gaine 1 du câble Il se forme donc entre les âmes du câble ainsi qu'entre ces âmes et la gaine 1 des espaces en étoile 5, 10 6, 7 et 8 dans lesquels sont insérés des remplissages non représentés faits d'une matière isolante, de préférence de papier. Dans tout l'espace enfermé à l'intérieur de la gaine 1, se trouve l'huile fluide isolante d'un type con15 nu en soi comme, par exemple, un alkylbenzène, qui imprègne aussi bien les âmes 2, 3 et 4 du câble que les remplissages présents dans les espaces en étoile 5, 6, 7 et 8. Ainsi qu'on l'a déjà dit plus haut, les âmes 2, 20 3 et 4 du cable sont logées à l'intérieur de la gaine 1. Les âmes 3 et 4 sont identiques entre elles et possèdent la constitution suivante. Chacune desdites âmes 3 et 4 comprend un conducteur compact 9 formé d'une pluralité de fils d'aluminium 25 réunis entre eux Autour du conducteur 9 est prévue une première couche semi-conductrice 10 formée d'enroulements de rubans de papier semi-conducteur. Autour de la première couche semi-conductrice , est prévue une couche isolante 11 formée de plu30 sieurs enroulements de rubans de matière isolante, en particulier, de rubans de papier imprégnés d'une huile fluide isolante. La couche de matière isolante 11 est revêtue extérieurement par une deuxième couche semi-conductrice 12 35 formée d'enroulements de rubans de matière semi-conductrice. L'âme 2 du câble se différencie des âmes 3 et 4 décrites précédemment par le conducteur qui y est présent. En effet, le conducteur 13 de l'âme 2, dont le diamètre extérieur est égal à celui des conducteurs 9, 5 est formé par un câble tubulaire en cuivre, c'est-à-dire fait d'une matière qui possède une conductibilité supérieure à celle qui forme les conducteurs 9 des âmes 3 et 4, qui sont en aluminium. En outre, le rapport entre l'aire occupée -par 10 le cuivre dans la section droite du conducteur 13 et l'aire occupée par l'aluminium dans la section droite de l'un des conducteurs 9 est sensiblement égal à l'inverse du rapport entre la conductiblité électrique du cuivre, qui est de 1000/17,241 m/ohm mm 2 et celle de l'alumi15 nium, qui est de 1000/28, 264 m/ohm mm 2, c'est-à-dire que la conductibilité électrique de l'aluminium ne représente sensiblement 61 % que de celle du cuivre. Par exemple, pour un câble tripolaire, l'aire nominale occupée par le cuivre dans la section droite du 20 conducteur 13 est de 240 mm 2 tandis que celle qui est occupée par l'aluminium dans la section droite de l'un des conducteurs 9 est de 400 mm 2. En particulier, le conducteur 13 est constitué par un câble formé par la réunion d'une pluralité de cla25 veaux 14 accolés les uns aux autres de manière à définir au centre du conducteur 13 un canal 15 qui constitue le canal prévu pour le déplacement de l'huile fluide isolante le long du câble. Autour du conducteur 13, est prévue une premiè30 re couche semiconductrice 16, identique aux couches semi-conductrices 10 des âmes 3 et 4 et, sur la couche semi-conductrice 16, est prévue une couche isolante 17, formée par l'enroulement de plusieurs rubans de matière isolante, par exemple, de rubans de matière cellulosi35 que, et imprégnée d'huile fluide isolante. Finalement, il est prévu sur la couche isolante 17 une couche semi-conductrice 18 constituée par des en- roulements de rubans de matière semi-conductrice. Ainsi qu'on l'a déjà dit plus haut, les âmes du câble selon l'invention se différencient les unes des autres par les conducteurs qui y sont incorporés et, d'une 5 façon générale, et selon le principe général de l'invention, dans un câble multipolaire à huile fluide selon l'invention, au moins l'un des conducteurs des âmes du câble est fait d'une matière métallique ayant une conductibilité électrique supérieure à celle de la matière mé10 tallique qui forme les conducteurs des autres âmes du câble et, si l'on compare les sections droites des deux types de conducteurs présents dans un câble selon l'invention, le rapport entre l'aire de la matière métallique à plus grande conductibilité électrique qui forme un con15 ducteur et celle de la matière à plus faible conductibilité électrique de l'un des autres conducteurs est égal à l'inverse du rapport des conductibilités électriques. En outre, la structure du conducteur fait d'une matière métallique ayant une plus grande conductibilité électri20 que est de nature à former un canal à l'intérieur du conducteur, pour permettre le déplacement, éventuellement forcé, de l'huile fluide isolante, le long du câble lorsqu'on désire que la température maximale pouvant être atteinte par ce conducteur n'excède pas une valeur prédé25 terminée pendant le fonctionnement du câble. De préférence, dans un câble multipolaire à huile fluide selon la présente invention, il est prévu des moyens pour réduire, en des points espacés les uns des autres le long du câble, l'aire de la section du canal 30 ou des canaux ménagé(s) dans les conducteurs constitués par une matière métallique ayant une conductibilité électrique supérieure à celle des autres conducteurs des âmes du câble. Sur la figure 2, on a représenté une forme par35 ticulière de réalisation des moyens qui viennent d'être cités. Comme on le voit sur la figure 2, le moyen pré- vu pour réduire l'aire de la section d'un canal affecté au déplacement longitudinal de l'huile fluide à l'intérieur du câble, qui est ménagé à l'intérieur du conducteur 13, est constitué par un diaphragme ayant la forme 5 d'un petit cylindre 19 muni d'une ouverture traversante qui possède des dimensions diamètrales inférieures à celles du canal 15 formé en position centrale dans le conducteur 13 de l'âme 2 du câble. Il est facile de comprendre à la lecture de la 10 description donnée cidessus que les buts visés sont atteints avec un câble multipolaire à huile fluide selon l'invention. En effet, avec un câble multipolaire à huile fluide selon la présente invention, en cas de rupture de 15 la gaine du câble, on réussit à maintenir les pertes d'huile fluide isolante du câble à un niveau très inférieur à celui que l'on observe dans le cas de câbles multipolaires à huile fluide connus du premier type. En effet, alors que, dans les câbles multipolai20 res à huile fluide connus du premier type, dans lesquels les canaux prévus pour le mouvement de l'huile fluide isolante le long du câble sont constitués par des hélices ouvertes en ruban métallique qui sont logées dans les espaces en étoile du-câble, il n'existe ni ne peut 25 exister aucune barrière qui s'oppose à la sortie de l'huile du câble ainsi qu'à la pénétration de l'eau dans le câble et à la migration de l'eau le long du câble Au contraire, dans le cas d'un câble multipolaire à huile fluide selon l'invention, la présence de l'isolant au30 tour des conducteurs du câble dans lesquels se trouve le canal d'huile constitue une barrière efficace qui s'oppose aux fuites d'huile du câble et à la pénétration de l'eau dans ce câble. En outre, dans le cas d'un câble multipolaire à 35 huile fluide selon l'invention, on réussit à obtenir une réduction de poids comparativement aux câbles multipolaires à huile fluide déjà connus du deuxième type puis- qu'on peut recourir à des matières métalliques différentes pour la formation des conducteurs des câbles En mettant ainsi à profit la possibilité apportée par l'utilisation de matières métalliques différentes pour la for5 mation des conducteurs du câble, on réussit à tirer avantage des différences de poids spécifique entre lesdites matières métalliques différentes En effet, par exemple, dans le cas de l'utilisation de l'aluminium en qualité de matière à plus faible conductibilité et de l'utilisa10 tion de cuivre comme matière à plus grande conductibilité, on comprend immédiatement qu'on obtient une réduction de poids pour le câble dès qu'on se représente que l'aluminium possède un poids spécifique qui est environ le tiers de celui du cuivre. Il va de soi que diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple non limitatif, notamment par substitution des moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de l'in20 vention. R E V E N D I C A T I O N S 1 Câble multipolaire à huile fluide comprenant une gaine métallique qui renferme une pluralité d'âmes réunies les unes aux autres, dont chacune comprend un conducteur revêtu d'un isolement constitué par au 5 moins un enroulement d'un ruban d'une matière choisie parmi les matières cellulosiques, synthétiques et mixtes, et imprégnée d'huile fluide isolante, caractérisé en ce que le conducteur ( 13) d'au moins une âme ( 2) du câble est fait d'une matière métallique ayant une conduc10 tibilité électrique supérieure à celle de la matière métallique qui forme le conducteur ( 9) des autres âmes ( 3, 4) du câble, lesdits conducteurs ( 13) faits d'une matière métallique à conductibilité électrique plus élevée renfermant un canal ( 15) prévu pour le déplacement de 15 l'huile fluide isolante le long du câble, tandis que les conducteurs ( 9) faits d'une matière métallique à plus faible conductibilité électrique sont des câbles compacts. 2 Câble multipolaire à huile fluide selon la 20 revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs ( 13) faits d'une matière métallique à conductibilité électrique plus élevée sont des câbles tubulaires formés de claveaux ( 14) accolés. 3 Câble multipolaire à huile fluide selon la 25 revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs ( 9) faits d'une matière métallique à conductibilité électrique plus faible sont des câbles compacts composés de fils ou claveaux réunis entre eux. 4 Câble multipolaire -à huile fluide selon 30 l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans les sections droites des différents conducteurs ( 9, 13) du câble, le rapport entre l'aire occupée par la matière métallique à plus grande conductibilité électrique et celle qui est occupée par la matière mé35 tallique à plus faible conductibilité électrique est égal à l'inverse du rapport des conductibilités électriques. Câble multipolaire à huile fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens ( 19) 5 destinés à réduire l'aire de la section du canal sont insérés en des points espacés dans le canal prévu pour le déplacement de l'huile fluide isolante le long du câble, qui est présent dans les conducteurs ( 13) faits d'une matière métallique à plus grande conductibilité 10 électrique. 6 Câble multipolaire à huile fluide selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens ( 19) destinés à réduire l'aire de la section du canal ( 15) sont des petits cylindres ( 19) percés d'une ouverture 15 traversante ( 20) et qui sont insérés dans le canal ( 15). 7 Câble multipolaire à huile fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant trois âmes ( 2, 3, 4) de dimensions diamètrales exté20 rieures identiques, enfermées dans une gaine métallique ( 1), lesdites âmes, qui sont tangentes entre elles et tangentes à la gaine, possédant des conducteurs ( 13, 9, 9) de dimensions diamètrales extérieures identiques, caractérisé en ce que le conducteur ( 13) de l'une ( 2) des 25 trois âmes est un câble tubulaire formé de claveaux en cuivre ( 14) et dont la cavité tubulaire constitue le canal prévu pour le déplacement de l'huile fluide isolante le long du câble tandis que les conducteurs des deux autres âmes ( 3, 4) sont des câblés compacts formés de fils 30 ou claveaux en aluminium, le rapport entre l'aire occupée par le cuivre et l'aire occupée par l'aluminium dans les sections droites des différents conducteurs ( 13, 9, 9) étant égal à l'inverse du rapport entre les conducti-5 bilités électriques desdites matières.