Brevet FR2555372A1 — publié le 19850524

Jonction souple de raccordement de deux câbles d'énergie à haute tension La présente invention porte sur une jonction souple de raccordement de deux câbles d'énergie à haute tension, en particulier à gaine de plomb ou d'aluminium de protection des conducteurs isolés et maintenus sous pression d'huile. Les câbles d'énergie à haute tension sont fréquemment constitués par des conducteurs isolés par rubans de papier imprégné d'huile sous pression et protégés par une gaine étanche, en général, en plomb ou en aluminium. Cette pression interne d'huile est de l'ordre d'une quinzaine de bars, pour des câbles destinés à la pose en mer à des profondeurs de l'ordre d'une centaine de mètres, de manière à venir équilibrer la pression du fond à laquelle sera soumise le câble. Il est connu de réaliser une jonction entre deux de ces câbles par un boîtier métallique rigide soudé à la gaine de chacun des câbles, venant entourer les conducteurs de ces câbles, reliés par brasure, sur lesquels a été reconstituée l'isolation au papier imprégné d'huile. Une telle jonction ne permet évidemment pas l'enroulement ultérieur, à faible rayon de courbure, sur des tourets existants ou dans la cale d'un bateau, du câble unique résultant. Il est connu par ailleurs, par le brevet français n 1 002 522 notamment, de réaliser une jonction souple entre câbles téléphoniques, par une enveloppe cylindrique à parois ondulées dont les ondulations peuvent s'appuyer sur des anneaux résistants. Une telle jonction est destinée à protéger des appareillages électriques, tels que amplifica- teurs, répéteurs-régénérateurs, nécessaires au fonctionnement conve- nable d'une liaison sous-marine, qui sont interposés entre deux tronçons de câbles et leur sont raccordés. Les extrémités de cette enveloppe sont liées mécaniquement et de manière étanche sur les extrémités correspondantes des deux tronçons de câble chacune équipée d'une pièce terminale portant une borne isolante de traversée sur laquelle est arrêté le conducteur interne du câble relié aux appareil- lages. Compte-tenu des conditions d'utilisation, l'enveloppe est remplie d'un liquide isolant incompressible susceptible de mettre -2- l'intérieur de cette enveloppe en équilibre de pression avec celle du fond à laquelle sera soumise la liaison sous-marine. Dans cette appli- cation, cependant, les tronçons de câbles téléphonique étaient à isolation sèche, par du polyéthylène par exemple, pour laquelle ne se posait aucun problème particulier de pression interne, la jonction souple devant simplement assurer une protection des appareillages électriques tout en permettant d'établir sensiblement un équilibre de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la jonction. La présente invention a pour but de réaliser une jonction souple de raccordement de deux câbles d'énergie à haute tension, à conducteurs isolés et maintenus sous pression d'huile dans une gaine étanche, utilisant une enveloppe à parois ondulées du type précédent et conciliant les problèmes dûs à la pression d'huile à laquelle sont soumis les conducteurs et à la liaison mécanique sur les tronçons de câble dont les conducteurs sont reliés par brasure ou serre-fils sertis. La présente invention a pour objet une jonction souple de raccordement de deux câbles d'énergie à haute tension, chacun à conducteurs montés dans une gaine étanche recouverte d'une armure externe, isolés et maintenus sous pression d'huile, réalisée à l'aide d'une enveloppe à parois ondulées, caractérisée par le fait que ladite enveloppe est montée autour des conducteurs des câbles et s'étend de part et d'autre de leur zone de raccordement individuel en se substi- tuant aux portions terminales sectionnées des gaines étanches de l'un et l'autre des câbles et qu'elle comporte, pour le raccordement de chacune des extrémités de ladite enveloppe sur le câble entrant correspondant, une fourrure auxiliaire, en matériau soudable sur lesdites gaines, raccordée, d'une part, par au moins une bague traversée par des raccords à soupape, à ladite enveloppe qu'elle prolonge autour de la gaine étanche du câble entrant correspondant et, d'autre part, par un cordon de soudure de raccordement à la gaine étanche de ce câble entrant. Dans un mode de réalisation particulier, la jonction comporte, en outre, une fourrure intermédiaire en matériau soudable sur lesdites gaines étanches, montée sur l'extrémité de la gaine étanche de chacun -3 - des câbles et solidarisée, par un cordon de soudure d'accrochage non débordant sur sa périphérie, à cette gaine étanche, recevant sur sa périphérie au moins ladite fourrure auxiliaire avec laquelle ledit cordon de soudure de raccordement l'assemble sur ladite gaine étanche. Un exemple de réalisation d'une jonction souple de raccordement de deux câbles d'énergie à haute tension, selon l'invention, est donné dans le dessin ci-annexé et décrit ci-après en regard des figures de ce dessin. Dans ce dessin: - les figures 1A et lB schématisent deux câbles d'énergie raccordés par une jonction, selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe, montrant le raccordement de la jonction, selon l'invention, sur l'un des câbles représenté non coupé, - la figure 3 représente un mode de raccordement entre les armures des câbles venant recouvrir ladite jonction selon l'invention. Dans les figures 1A et lB, on a illustré très schématiquement deux câbles d'énergie à haute tension 1 et 2 raccordés par une jonction souple selon l'invention. Les câbles représentés sont tripolaires et comportent chacun trois conducteurs isolés par rubans de papier imprégné d'huile sous pression, 10, 11 et 12 ou 20, 21 et 22, maintenus dans une gaine étanche 13 ou 23, en plomb ou en variante en aluminium. Chacun des câbles 1 et 2 comporte, en outre, une armure externe de renforcement mécanique, 14 ou 24, formée de fils d'acier montés à pas d'enroulement large sur une gaine auxiliaire 15 ou 25, ou matelas, interposée entre l'armure de fils d'acier et la gaine étanche en plomb, pour la protection de cette dernière. La jonction proprement dite est essentiellement formée par une enveloppe cylindrique à parois ondulées, 3, qui sera raccordée aux gaines en plomb 13 et 23 des deux câbles, auxquelles elle se substitue autour des conducteurs en formant un soufflet étanche transversalement rempli d'huile sous pression; cette enveloppe 3 est recouverte par les fils des armures externes 14 et 24 des câbles 1 et 2. Pour la description de cette jonction, on a repéré en 30 une zone centrale, au niveau de laquelle les conducteurs sont reliés et en 31 et 32 deux zones dites de raccordement de la jonction à l'un et l'autre des câbles - 4_ 1 et 2 respectivement. On a, en outre, repéré de part et d'autre des zones de raccordement deux zones 33 et 34 d'adaptation de profil des câbles, coopérant avec la jonction de raccordement proprement dite. Dans chacune des zones d'adaptation du profil des câbles, 33 et 34, des manchons tronconiques tels que 16 et 26 sont montés sur les câbles 1 et 2 respectivement et jusque dans la zone de raccordement 31 ou 32 correspondante, pour renforcer progressivement le diamètre extérieur de chacun des câbles et ainsi l'adapter doucement à celui de la jonction elle-même. Pour la constitution de ces zones d'adaptation de profil, les armures externes 14 et 24 ont été dégagées sur une longueur suffisante, soit que les fils d'acier aient été rabattus sur le câble au-delà de cette longueur ou qu'ils foisonnent simplement sur cette longueur, puis reconstituées sur ces manchons et la jonction. Dans la zone centrale 30, les conducteurs de chaque câble débar- rassés de leur gaine étanche, 13 ou 23 selon le câble, sont reliés individuellement à ceux de l'autre câble, par brasure; pour cette opération les rubans d'isolation qui recouvraient les conducteurs individuellement ont été dégagés pour la brasure puis reconstitués sur la brasure. Les armures 14 et 24 des deux câbles sont également raccordées l'une à l'autre dans cette zone centrale 30, à l'aide de dispositifs 35; un exemple de raccordement entre ces armures à l'aide de ces dispositifs 35 sera décrit ci-après en regard de la figure 3. La jonction et son raccordement sur l'un ou l'autre des câbles sont décrits en regard de la figure 2, dans laquelle on a illustré la zone de raccordement 31 de la jonction sur le câble 1 et les parties adjacentes de part et d'autre de cette zone 31. Le raccordement de la jonction est réalisé sur la gaine étanche 13 du câble 1, qui a été sectionnée juste au-delà de la zone 31, pour permettre le raccordement individuel des conducteurs dénudés de ce câble à ceux de l'autre câble puis la reconstitution de leur isolation individuelle. La gaine auxiliaire 15 a également été sectionnée laissant ainsi à nu la gaine étanche en plomb 13, pratiquement sur la longueur de cette zone de raccordement. L'enveloppe cylindrique à parois ondulées 3, en acier inoxydable par -5exemple, qui s'étend au moins sur la longueur des conducteurs débarrassés de leur gaine de plomb est équipée d'une bague métal- lique 40 soudée, par exemple à l'arc, ou brasée, sur l'extrémité de l'enveloppe 3 à raccorder à la gaine 13. Cette bague 40 est équipée d'au moins un raccord 41, à soupape, la traversant et débouchant dans une rainure circulaire 42 formée au bout de la bague, du côté de l'enveloppe 3. Cette bague 40 est de diamètre intérieur supérieur au diamètre de la gaine 13 de manière à pouvoir être glissée le plus loin possible avee l'enveloppe 3 sur la gaine 13 (ou la gaine 23 du i0 8âble 2), préalablement au raccordement entre les conducteurs des deux câbles, pour dégager le champ opératoire pour ce raccordement. Une fourrure mince, métallique, 43 soudée sur la bague 40 est associée à l'enveloppe 3 pour renforcer la soudure de la bague 40 sur l'enveloppe 3, tandis qu'une tresse métallique 44 est montée autour de l'enveloppe 3, sur sa longueur pour augmenter la résistance qu'elle doit présenter à la pression interne d'huile, alors que le câble final n'est pas encore immergé. La bague 40 d'extrémité de l'enveloppe 3, présente en outre, sur sa face extérieure à l'enveloppe, une gorge circulaire destinée à recevoir un joint toroidal 45 en caoutchouc. Pour le raccordement de l'ensemble enveloppe 3 et bague terminale 40, une fourrure intermédiaire 50, soudable à l'étain sur la gaine étanche 13 est glissée sur l'extrémité de cette gaine 13. Cette fourrure intermédiaire 50 est par exemple en bronze, ou carobronze, et est soudée sur la gaine 13 par un premier cordon de soudure d'accrochage 51. Ce cordon de soudure 51 est réalisé sur l'extrémité de cette fourrure opposée à l'extrémité de la gaine 13, et ne fait pas saillie sur la fourrure 50. Cette fourrure intermédiaire 50 est prévue d'épaisseur compensant sensiblement la différence entre le diamètre de la gaine et celui intérieur de la bague 40 qui peut coulisser pratiquement sans frottement sur elle. Une fourrure auxiliaire 55 et une bride 56 sont utilisées pour permettre le raccordement de l'enveloppe ondulée 3 équipée de sabague terminale 40 sur la gaine étanche 13, en plomb, elle-même équipée de la fourrure intermédiaire 50 qui vient d'y être soudée. - 6 - Cette fourrure auxiliaire 55, en bronze, est partiellement insérée dans un décrochement circulaire formé intérieurement à une extrémité de la bride 56, choisie en cuivre nickelé et chromé; elle s'étend largement d'un côté de la bride et y est solidarisée par un cordon extérieur de soudure circulaire 57 réalisé entre elle et l'extrémité correspondante de la bride. Cet ensemble fourrure auxiliaire 55 et bride 56 est solidarisé sur la bague 40, par des boulons 59 vissés dans la bague 40, à travers des logements prévus à leur effet dans la bride 56 et formant butée pour leur tête, la fourrure auxiliaire 55 s'étendant alors à l'opposé de l'enveloppe ondulée 3, sur la bride 56 et la bague 40 qui les relient mécani- quement, l'assemblage étant rendu étanche par le joint toroidal 45 alors prisonnier dans la bague 40. - L'ensemble fourrure auxiliaire 55 et bride 56 est, comme la bague 40 d'extrémité de l'enveloppe ondulée 3, de diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur de la fourrure intermé- diaire 50, pour être glissé sur la gaine de plomb 13 préalablement au raccordement entre les conducteurs des câbles, et être ramené, avec la bague 40 sur laquelle il est ou non préalablement fixé, sur la fourrure intermédiaire 50. La bague 40, la bride 56 et la fourrure auxiliaire 55 sont ainsi positionnées le long de la fourrure intermé- diaire 50, assemblées entre elles, ces trois pièces laissent dégagés le premier cordon de soudure 51 et l'extrémité correspondante de la fourrure intermédiaire 50, du côté de la fourrure auxiliaire 55. Un second cordon de soudure de raccordement à l'étain 60, est réalisé entre la gaine de plomb 13 et la fourrure auxiliaire 55, pour solidariser ensemble la fourrure intermédiaire 50 et la fourrure auxi- liaire 55 sur cette gaine 13. Ce second cordon de soudure assure une excellente liaison de la fourrure auxiliaire 55 sur la gaine 13, il est en outre recouvert par une frette 61 venant le renforcer. Cette frette, formée de fils de cuivre enroulés en hélice à spires serrées, s'étend de l'extrémité de la gaine auxiliaire 15 du câble 1 à la fourrure auxiliaire 55 sur lesquelles elle est maintenue; un bourrage 62, de soie vernie par exemple, comble l'intervalle libre de soudure sur la gaine de plomb, entre la gaine auxiliaire 15 et le - 7 - cordon de soudure 60. Une gaine thermorétractable 63, montée sur la frette 61 et débordant de part et d'autre sur la gaine auxiliaire 15 et sur la partie libre de la fourrure auxiliaire 55, assure le maintien de la frette 61 et la protection du cordon de soudure 61 contre la corrosion. Après dégazage de la jonction raccordée identiquement sur les deux câbles et son remplissage d'huile, à pression convenable, à l'aide du raccord à soupape 41, on constitue sur chacun des câbles les zones d'adaptation de profil à la jonction telles illustrées dans les figures 1A et lB et ainsi qu'amorcée dans la figure 2 pour la zone d'adaptation de profil correspondante. Cette zone d'adaptation de profil est réalise à l'aide de manchons tronconiques 16 mis bout à bout, montés sur la gaine auxi- liaire 15 et la gaine thermorétractable 63 au niveau du cordon de soudure de raccordement 60. Ils viennent adapter progressivement le diamètre extérieur du câble 1 à celui de l'enveloppe ondulée 3 recouverte de sa tresse 44 de renforcement mécanique. Ces manchons sont constitués par deux demi-manchons réunis et maintenus sur la gaine auxiliaire 15 par des frettes telles que 66, ou en variante, réunis par des vis latérales et le cas échéant sur la gaine 15 par des frettes, pour pouvoir être mis en place une fois la jonction raccordée au câble 1. Le manchon terminal, côté jonction, qui s'étend sur la zone de raccordement de la jonction sur le câble 1 est de profil intérieur adapté en conséquence. Ce manchon terminal monté en butée contre la bride 56, a les-extrémités de son alésage qui prennent appui d'un côté sur l'extrémité correspondante de la gaine thermorétractable 63, et de l'autre sur la gaine auxiliaire 15, au delà de la gaine thermorétrac- table 63. Ses parois intérieures sont usinées, entre ses extrémités d'appui, pour définir un décrochement suffisant au niveau du cordon de soudure de raccordement 60, elles laissent un espace 67, maintenu libre ou en variante comblé par un matelas, autour des éléments de protection 61, 63 de ce cordon de soudure de raccordement. L'armure externe 14 du câble 1 est raccordée à l'armure externe de l'autre câble, toutes deux ramenées sur la jonction réalisée entre ces deux câbles après que l'adaptation de leur profil à celui de la - 8 - jonction ait été réalisée, pour compléter cette Jonction, en assurant son renforcement mécanique. Un mode de raccordement de ces armures, réalisée par les dispo- sitifs 35 dans la zone centrale 30 de la Jonction (figure 1A) est montré dans la figure 3. Dans cette figure 3, les armures 14 et 24 des câbles sont ramenées sur la tresse métallique 44 recouvrant l'enveloppe ondulée 3. On a désigné par 18 et 28 les fils d'acier enroulés hélicoldalement, qui composent ces armures. Le dispositif 35 de raccordement est constitué par un manchon taraudé à pas inverse de part et d'autre de sa partie médiane, recevant les extrémités d'un fil 18 de l'armure 14 et d'un fil 28 de l'armure 24 filetées à pas inverse l'une de l'autre sur une longueur convenable. Des orifices tels que l'orifice 38 dans la partie médiane de chaque manchon 35 permettent l'introduction d'un outil pour le vissage du manchon sur les deux fils d'acier à raccorder. Dans cette figure 3, les manchons 35 de raccordement de chaque paire de fils sont inclinés pour respecter l'angle de commettage des fils d'armure. Ils seront agencés selon une seule disposition annu- laire, ils pourront en variante être agencés différemment. La présente invention a été décrite au regard de l'exemple de réalisation illustré; en pratique on pourra apporter des modifi- cations de détail et/ou remplacer certains moyens par d'autres moyens équivalents sans sortir du cadre de l'invention. Cette jonction selon l'invention s'applique également au raccordement de deux câbles d'énergie monopolaires. - 9 - REVENDICATIONS 1/ Jonction souple de raccordement de deux câbles d'énergie à haute tension, chacun à conducteurs montés dans une gaine étanche recouverte d'une armure externe, isolés et maintenus sous pression d'huile, réalisée à l'aide d'une enveloppe à parois ondulées, caractérisée par le fait que ladite enveloppe (3) est montée autour des conducteurs (10-12, 20-22) des câbles (1, 2) et s'étend de part et d'autre de leur zone de raccordement individuel en se substituant aux portions terminales sectionnées des gaines étanches (13, 23) del'un et l'autre des câbles et qu'elle comporte, pour le raccordement de chacune des extrémités de ladite enveloppe (3) sur le câble entrant corrrespondant (1), une fourrure auxiliaire (55), en matériau soudable sur lesdites gaines, raccordée, d'une part, par au moins une bague (40, 56) traversée par des raccords à soupape (41), à ladite enveloppe (3) qu'elle prolonge autour de la gaine étanche du câble entrant coreespondant (1) et, d'autre part, par un cordon de soudure de raccordement (60) à la gaine étanche (13) de ce câble entrant. 2/ Jonction souple de raccordement selon la revendication 1, caracté- risée par le fait qu'elle comporte, en outre, une fourrure intermé- diaire (50) en matériau soudable sur lesdites gaines étanches, montée sur l'extrémité de la gaine étanche de chacun des câbles et solidarisée, par un cordon de soudure d'accrochage (51) non débordant sur sa périphérie, à cette gaine étanche, recevant sur sa périphérie au moins ladite fourrure auxiliaire avec laquelle ledit cordon de soudure de raccordement (60) l'assemble sur ladite gaine étanche (13). 3/ Jonction souple de raccordement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte une pluralité de manchons tronconiques (16, 26) montés bout à bout autour de chaque cordon de soudure de raccordement (60) et de la gaine étanche (13) du câble correspondant (1), adaptant progressivement le diamètre du câble concerné à celui de ladite enveloppe. 4/ Jonction souple de raccordement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle est recouverte par les armures externes (14, 24) desdits câbles, raccordées l'une à l'autre par des - 10 - dispositifs de raccordement individuel (35) entre fils desdites armures. / Jonction souple de raccordement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte une frette de renforcement mécanique (61) montée sur chaque cordon de soudure de raccordement (60). 6/ Jonction souple de raccordement selon la revendication 5, caracté- risée par le fait qu'elle comporte un manchon thermorétractable (63) recouvrant ladite frette de renforcement mécanique (61). 7/ Jonction souple de raccordement selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite fourrure auxiliaire (55) est raccordée à l'enveloppe ondulée (3) par ladite bague (40) traversée par les raccords à soupape (41) et présoudée à l'extrémité correspon- dante de ladite enveloppe, et par une bride (56) présoudée à ladite fourrure auxiliaire 55) et fixée sur ladite bague en enserrant entre elle et la bague un joint d'étanchéité (45). 8/ Jonction souple de raccordement selon la revendication 7, caractérisée par le fait qu'elle comporte une tresse de renforcement mécanique (44) entourant ladite enveloppe et, sur chaque extrémités de ladite enveloppe, une fourrure (43) de renforcement mécanique de la soudure de ladite bague (40) sur ladite enveloppe. 9/ Jonction souple de raccordement selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée par le fait que ladite bague (40) comporte une rainure circulaire (42) ouverte sur l'intérieur de ladite enveloppe (3), dans laquelle débouchent lesdits raccords à soupape (41).