Brevet FR2601184A1 — publié le 19880108

La présente invention concerne le domaine des câbles électriques de sécurité qui sont en général réalisés avec une isolation en caoutchouc de silicone dont les propriétés à haute température permettent le fonctionnement -des installations d'urgence pendant un certain laps de temps. La norme NF.C.32070 impose par exemple un fonctionnement des installations d'urgence, supérieur à 65 minutes à une température de 900"C ; la tension maximale entre phases est en général de 500 Volts. De tels câbles sont de préférence armés pour assurer la meilleure protection possible du câble pendant l'incendie. L'emploi d'une armure rubanée évite par ailleurs la pose sous fourreau des câbles non armés. Au-delà de 500"C, c'est-à-dire pendant l'incendie les isolants et gaines en caoutchouc de silicone sont pyrolisés et sont ainsi transformés en silice plus ou moins pulvérulente ou en cendre siliceuse, qui tient lieu d'isolant entre les âmes des conducteurs sous tension. Dans la technique antérieure, la faible cohésion d'un tel ensemble était assurée par les diverses ceintures (soie de verre, amiante, etc.) et plus particulièrement par une armure d'acier rubanée, généralement en double hélice. De telles hélices d'acier se déforment de façon très importante à haute température et engendrent des distorsions mécaniques qui conduisent au claquage prématuré de la liaison par mise en contact des conducteurs situés dans cette cendre siliceuse résultant de la pyrolyse des résines de silicone. Le comportement thermo-mécanique d'une telle armure en double hélice est déjà visible lors de l'essai selon la norme française NF.C.32070. En effet, les câbles ainsi armés font plusieurs tours sur eux-mêmes lors d'un tel essai qui ne porte que sur une longueur droite de conducteur d'environ 1 mètre. Dans la pratique, les câbles sont posés en longueurs beaucoup plus importantes et avec des parcours souvent sinueux. Il en résulte ainsi des déformations extrêmement importantes à chaud (giration, formation de "8", etc.) qui conduisent prématurément à la mise hors service de la liaison. Ceci a pu être mis en évidence par des essais en vraie grandeur. Ces effets mécaniques ont tendance à se reporter à l'entrée des boîtes de jonction, précisément là ou les risques de court-circuit sont encore plus importants. La présente invention a précisément eu pour but d'éviter de tels inconvénients, et a permis d'améliorer le comportement des câbles de sécurité connus ainsi que la fiabilité des liaisons de sécurité dans lesquelles ils interviennent. Le câble de sécurité conforme à la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison, à partir de son axe et vers sa périphérie - au moins une âme conductrice (I ) entourée d'un isolant (2) - une gaine intérieure d'isolation (3) - une armature antigiratoire (4), et - une gaine extérieure d'isolation (5). Selon une caractéristique préférentielle de la présente invention, ladite armure anti giratoire est constituée par un feuillard d'acier spécial, annelé et disposé longitudinalement avec recouvrement circonférentiel de ses bords longitudinaux. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un câble du type précité, selon lequel, après ondulation d'un feuillard d'acier spécial, on enroule ce dernier autour de la gaine intérieure d'isolation, au voisinage immédiat de la tête d'extrusion de la gaine d'isolation extérieure du câble. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée faite ci-après notamment en référence au dessin annexé représentant une vue en élévation d'un câble, dans laquelle les différentes couches ont été enlevées en gradin. Le câble électrique de sécurité selon l'invention comprend au moins une âme conductrice (I) entourée par un isolant (2). Sur le mode de réalisation particulier illustré à la figure annexée, le câble électrique de sécurité comprend deux âmes conductrices (1) enrobées chacune par un isolant (2). Ces âmes conductrices (1) entourées de leur isolant (2) sont noyées dans une gaine intérieure d'isolation (3). L'isolant (2) ainsi que la gaine intérieure d'isolation (3) sont avantageusement constitués par un caoutchouc de silicone au moins partiellement réticulé, notamment par des peroxydes. Pour la réalisation de l'isolant (2) ainsi que de la gaine intérieure d'isolation (3), on évitera de préférence l'utilisation de caoutchouc organique qui donne des cendres conductrices. En revanche, I'utilisation de caoutchouc de silicone conduit, en cas de pyrolise, à une sorte de cendre siliceuse sans véritable cohésion propre, mais continuant d'assurer l'isolation électrique. Autour de la gaine intérieure d'isolation (3) se trouve enroulée une armure (4) mécaniquement inerte lors de l'incendie, et pluç particulièrement antigiratoire. Une telle armure anti giratoire est avantageusement constituée par un feuillard d'acier spécial annelé et disposé le long du câble avec recouvrement circonférentiel (6) de ses bords longitudinaux. Selon un mode de réalisation particulier du câble de la présente invention un tel recouvrement circonférentiel (6) s'étend sur une distance d'au moins environ 3 mm. Lesdits bords longitudinaux de recouvrement circonférentiel de l'armure (4) peuvent éventuellement être solidarisés entre eux par soudure, soit par soudure par points, soit par soudure continue. Lors de la fabrication d'un tel câble selon l'invention, on procède tout d'abord à l'ondulation transversale d'un feuillard d'acier spécial, puis on enroule ce dernier autour de la gaine intérieure d'isolation (3) de manière à donner naissance à l'armure antigiratoire annelée (4). La mise en forme de ce feuillard annelé disposé longitudinalement sur le câble s'effectue au voisinage immédiat de la tête d'extrusion de la gaine d'isolation extérieure (5). En d'autres termes, la mise en forme de l'armure antigiratoire (4) et la pose de la gaine extérieure d'isolation (5) sont deux opérations quasi-simultanées. On a pu ainsi constater dans la pratique que l'utilisation d'une telle armure antigiratoire (4) permettait d'augmenter considérablement la fiabilité des liaisons de sécurité. C'est ainsi qu'avec un câble selon l'invention, la liaison électrique a pu être maintenue pendant environ 60 minutes au-delà du seuil de sécurité de 65 minutes prévues par la norme NF.C.32070, alors qu'un câble traditionnel de sécurité comportant une armure en double hélice ne permet de maintenir la liaison électrique qu'au maximum pendant environ 30 minutes. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la gaine d'isolation extérieure (5) est réalisée en une matière obtenue à partir d'un polymère de base non halogéné incorporant des charges ignifuges notamment des charges hydratées. L'utilisation de telles matières non halogénées, représente une amélioation importante de la sécurité de ce type de câble (ignifugation, faible toxicité et opacité des fumées, faible corrosivité). A titre diexemples de polymères de base, on citera principalement les oléfines, par exemple du polyéthylène haute densité (PEHD), basse densité (PEBD), des poly(éthylène, propylène, diènemonomère) (EPDM), des poly(éthylène, acétate de vinyle) (EVA), des poly(éthylène, propylène) (EPR), des polyesters, des polyuréthanes, seuls ou en mélanges entre eux. il convient d'observer que la réalisation de la gaine extérieure d'isolation (5) en une telle matière non halogénée, améliore considérablement la tenue diélectrique des câbles armés suivant la présente invention. C'est ainsi que l'on a pu observer des performances tout à fait identiques à celles précédemment rapportées en soumettant les conducteurs des câbles selon l'invention à des tensions de 1000 Volts. Une telle amélioration peut s'expliquer par l'absence de corrosion acide sur l'armure métallique pendant l'essai ainsi que par l'absence d'effluents conducteurs qui sont susceptibles de polluer les isolants de silicone pyrolisés au sens de la norme NF.C.32070 $ 2.3. REVENDICATIONS 1/ Câble électrique de sécurité résistant au feu et nonpropagateur de l'incendie caractérisé en ce qu'il comprend en combnaison, à partir de son axe vers sa périphérie - au moins une âme conductrice (1) entourée d'un isolant (2) - une gaine intérieure d'isolation (3) - -une armure antigiratoire (4), et - une gaine extérieure d'isolation (5). 2/ Câble selon la revendication I, caractérisé en ce que l'armure antigiratoire est constituée par un feuillard d'acier spécial, annelé et disposé longitudinalement avec recouvrement circonférentiel (6) de ses bords longitudinaux. 3/ Câble selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit recouvrement circonférentiel (6) s'étend sur une distance d'au moins environ 3 mm. 4/ Câble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que -I'isolant (2) et la gaine intérieure d'isolation (3) est constituée par un caoutchouc de silicone au moins partiellement réticulé, notamment par des peroxydes. 5/ Câble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la gaine d'isolation extérieure (5) est réalisée en une matière thermoplastique obtenue à partir d'un polymère de base non halogéné incorporant des charges ignifuges, notamment des charges hydratées. 6/ Câble selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit polymère de base est de type polyoléfinique. 7/ Procédé de fabrication d'un câble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, après ondulation d'un feuillard d'acier spécial, on enroule ce dernier autour de la gaine intérieure d'isolation (3), au voisinage immédiat de la tête d'extrusion de la gaine d'isolation extérieure (5).