Brevet FR2707810A1 — publié le 19950120

L'invention a pour objet de proposer un nouveau type d'enveloppe de protection pour câble électrique présentant une partie dénudée, ainsi qu'une pince pour établir un contact électrique avec un câble recouvert d'une telle enveloppe, permettant en particulier d'améliorer les prises de mesures électriques pouvant être effectuées sur ces câbles. L'invention trouve tout particulièrement son application dans le domaine gazier, pétrolier, ou de l'alimentation en eau, où l'on effectue périodiquement des mesures de potentiels électriques de conduites métalliques enterrées ou immergées. En particulier, dans les techniques gazières, on protège en effet couramment les conduites souvent métalliques, de l'attaque corrosive qu'exerce le sol environnant (qui se comporte comme un milieu électrolytique), en appliquant un courant électrique continu entre ces conduites et des pièces anodiques en contact avec le sol. Or, le contrôle périodique de l'efficacité de cette protection dite "cathodique", par circulation imposée de courant, nécessite la mesure d'une différence de potentiel entre l'ouvrage métallique et le sol. Dans la pratique, ces ouvrages électriquement conducteurs n'étant généralement pas accessibles directement à l'opérateur, la mesure électrique se fait à partir de l'extrémité d'un câble conducteur relié par ailleurs à l'ouvrage. L'opérateur, pour réaliser la mesure, doit alors dégarnir l'extrémité du câble protégée par un matériau isolant, puis remettre en place une protection isolante une fois les mesures terminées. Bien entendu, on connaît déjà différents systèmes de protection de câbles électriques, pouvant consister, par exemple, en un capuchon amovible, électriquement isolant et rigide, que l'on place à force sur l'extrémité du câble pour l'isoler du milieu extérieur et que l'on retire au moment des mesures. Un autre système utilisé sur le terrain consiste à entourer l'extrémité du conducteur électrique par un ruban adhésif isolant que l'on retire le moment venu. Ces systèmes présentent toutefois des inconvénients, puisqu'ils nécessitent au moment de la mesure de retirer la protection, le câble étant alors mis à nu localement. Cela impose, pour les agents intervenants, des précautions importantes et contraignantes, comme la pose de tapis isolants sur le sol, le port de gants isolants, de lunettes... Cela rend les opérations plus longues, et moins confortables. Il est à noter que le non respect de ces règles de sécurité peut présenter un certain danger pour les agents, notamment par temps humide ou encore, lorsqu'il existe des risques de montée en potentiel électrique des conduites dûes à la proximité, par exemple, de lignes aériennes de transport d'électricité. L'invention a pour objet de résoudre les inconvénients des systèmes existants en proposant une solution nouvelle permettant de réaliser des mesures électriques sans avoir à mettre le câble à nu, cela éliminant ainsi les risques de contact direct entre l'opérateur et le câble. La solution proposée, facile d'emploi, rend donc les opérations à la fois plus sûres, plus rapides et moins contraignantes pour les agents. A cet effet l'invention propose tout d'abord d'entourer le câble avec sa partie dénudée d'une enveloppe de protection comprenant un enrobage électriquement isolant, perforable et auto-obturant. Le câble restera ainsi en permanence recouvert par l'enveloppe, offrant à l'opérateur de plus grandes facilités d'action, puisqu'il pourra sans danger manipuler le câble toujours isolé. En pratique, l'enrobage sera constitué en un matériau souple, adapté pour permettre l'établissement temporaire, à travers lui, d'un contact électrique entre le câble et l'extérieur. Les temps d'intervention seront en outre raccourcis puisque l'agent intervenant n'aura pas à retirer, puis à remettre, avec précaution, la protection isolante sur l'extrémité dénudée du câble. Pour accroître encore la sécurité et la fiabilité dans le temps de cette protection, l'enveloppe comportera avantageusement, outre l'enrobage précité, un manchon de protection extérieur perforable mais plus rigide, pouvant être réalisé en un matériau thermorectractable. En complément, l'invention se rapporte également à une pince pour établir un contact électrique avec un câble électrique recouvert d'une enveloppe de protection selon l'invention. Cette pince se caractérise en particulier en ce qu'elle comprend - au moins deux mâchoires, articulées en rotation l'une par rapport à l'autre, pour serrer le câble sensiblement à l'endroit de son enveloppe, - des moyens de contact électrique comprenant au moins une broche, qui s'étend au moins en partie entre lesdites mâchoires et est logée dans un fourreau rétractable, lequel est mobile entre une première position où il recouvre totalement la partie de la broche s'étendant entre les mâchoires et une seconde position rétractée où il découvre cette partie de broche. L'invention concerne encore l'ensemble constitué d'un câble électrique recouvert par l'enveloppe de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique, en coupe partielle, d'une conduite métallique enterrée reliée à la surface par un câble électrique dont l'extrémité libre dénudée est recouverte d'une enveloppe de protection selon l'invention - la figure 2 est une vue, en coupe longitudinale, à plus grande échelle, de l'extrémité dénudée du câble avec son enveloppe de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe transversale, suivant les flèches III-III de la figure 2 - la figure 4 est une vue schématique, en coupe partielle, d'une pince conforme à l'invention - la figure 5 est une vue du dessous, à plus grande échelle, de la mâchoire supérieure de la pince, suivant les flèches V-V de la figure 4 - la figure 6 est une vue en coupe partielle, à plus grande échelle, des mâchoires de la pince en position fermée, représentées à la figure 4, et - la figure 7 est une vue également en coupe partielle de la pince de la figure 4 en position d'action. Si l'on se reporte aux figures 1 à 3, on voit représentée une enveloppe ou gaine de protection 1 comportant un enrobage 2 recouvert d'un manchon extérieur de protection 4. L'enveloppe rapportée 1 protège, avantageusement de manière permanente, l'extrémité 13 d'un câble électrique 8 classique normalement gainé (en 14), relié électriquement par son extrémité opposée 10 à une conduite métallique (de gaz, de pétrole, d'eau, ...) enterrée 12. L'extrémité 13 du câble est ici disposée dans un caisson protecteur 11 dit "bouche à clef", placé juste sous le niveau 17 du sol et fermé par une plaque 15 affleurante. L'enrobage 2, électriquement isolant, entoure entièrement la partie dénudée 6 du câble 8. Il peut également recouvrir une portion de la gaine 14 pour une plus grande sureté d'isolement. Il s'agit d'un enrobage perforable et autoobturant, c'est-à-dire réalisé en une matière perforable propre à être traversée par exemple par un élément rigide conducteur, relativement fin, tel qu'une broche électriquement conductrice, la perforation se refermant d'elle-même après retrait de cet élément, sans lésion irréversible de l'enrobage. L'enrobage 2 conserve ainsi ses propriétés isolantes dans le temps même après de multiples perforations, pourvu que celles-ci ne soient pas trop importantes (diamètre de l'ordre de quelques mm), tout en permettant la circulation temporaire d'un courant électrique entre le câble 8 et un élément extérieur conducteur (par exemple la broche précitée reliée à un appareil de mesure). En pratique, l'enrobage 2 pourra en particulier être constitué en un matériau élastique, reprenant sa forme initiale après déformation et d'une consistance caoutchouteuse. Avantageusement, l'enrobage sera constitué essentiellement d'un matériau à base de mastic ou caoutchouc butyle et pourra se présenter sous la forme d'une bande malléable et auto-adhérente présentant ainsi les propriétés "d'auto-obturation" ou "d'autocicatrisation" recherchées avec un rebouchage spontané des petites perforations temporaires. De telles bandes sont par exemple commercialisées par les sociétés Denso-Chemie Wedekind KG (Allemagne) ou Kendall Company (États-Unis). On peut alors envisager de recouvrir l'extrémité dénudée 6 du câble en l'entourant d'une épaisseur de bande appropriée permettant d'obtenir une bonne adhérence mécanique en particulier sur la partie dénudée. A ce sujet, on notera toutefois que de préférence, l'enrobage sera constitué en un matériau tel qu'il n'y aura pas, ou quasiment pas, d'adhésion chimique entre lui et la partie dénudée 6 (de même qu'entre l'enrobage et le manchon extérieur 4), ni de forces électrostatiques importantes, pour pouvoir éventuellement remplacer le fourreau 1. Le manchon extérieur 4 qui pourra recouvrir cet enrobage 2 sera de préférence sensiblement plus rigide que l'enrobage, assurant ainsi sa protection contre d'éventuels chocs extérieurs. Ce manchon sera constitué en une matière perforable, de préférence électriquement isolante et thermorétractable, tel que du polyéthylène. Ainsi, suivant un mode de réalisation possible, après avoir recouvert l'extrémité dénudée 6 du câble par l'enrobage, on pourra appliquer sur ce dernier un tel manchon tubulaire 4 thermorectractable, de diamètre intérieur sensiblement égal, et de préférence légèrement supérieur, à celui de l'enrobage. Le manchon sera alors chauffé à une température adaptée (en général 200 à 300 C) pour qu'il se rétracte en enserrant étroitement l'enrobage. Il exercera alors une pression sur celui-ci et favorisera ainsi son auto-obturation après retrait des éléments rigides insérés. A titre d'exemple, on pourra protéger un câble de diamètre dC d'environ 5 mm avec une enveloppe de protection d'un diamètre dG d'environ 18 mm ce diamètre pouvant aller en diminuant progressivement vers les extrémités de l'enveloppe. L'épaisseur e de l'enrobage pourra être d'environ 5 mm, de préférence comprise entre 3 et 7 mm, l'épaisseur f du manchon de protection étant alors de l'ordre de 1 à 2 mm environ. Avantageusement, même après perforation, l'enveloppe 1 présentera une tension d'isolement d'au moins 5 kV. On se réfèrera maintenant aux figures 4 à 7 pour décrire une pince à main associée permettant notamment d'établir un contact électrique avec un câble électrique protégé par l'enveloppe 1. La pince, réalisée en matière plastique moulée (par exemple en polyéthylène) est référencée 20. Elle comprend deux mâchoires 22 et 24 prolongées par deux branches de manoeuvre 60, 62, articulées ensemble autour d'un axe de rotation commun 26. La mâchoire supérieure 22 est ici traversée de part en part par une cavité 28, par exemple cylindrique, comportant une saillie annulaire interne 48 située à son extrémité, au niveau de la face intérieure 22a de la machoire 22. La cavité 28, débouchant sur l'espace compris entre les deux mâchoires, renferme les moyens de contact électrique prévus pour assurer le raccordement électrique du câble avec un appareil de mesure. Les moyens de contact électrique formant la borne comprennent au moins une broche 30 et, de préférence, (tel qu'illustré à la figure 5), plusieurs telles broches disposées à proximité les unes des autres et qui s'étendent, sensiblement parallèlement à l'axe 32 de la cavité, en partie entre les deux mâchoires (référence 31) et en partie dans la cavité 28. Ces broches 30, ou aiguilles, (puisqu'elles présentent une extrémité 30a pointue), sont reliées, à l'intérieur de la cavité de la mâchoire, à une borne femelle 36, laquelle est partiellement isolée extérieurement par un élément 34, par des moyens de raccordement de type connu. Ces moyens pourront consister en une pièce métallique conductrice 37, la borne 36 et cette pièce 37 étant inclues dans un bloc de matière, de préférence isolante, 38, lequel est lui-même lié fixement à la mâchoire, par exemple par vissage dans la cavité qui présentera au moins en partie un filetage interne 40. Les broches 30 sont également logées dans un fourreau protecteur 42, lequel est constitué d'un cylindre plein, de diamètre sensiblement égal à celui de la saillie annulaire 48, comportant un épaulement 46 à son extrémité intérieure 50 et percé d'orifices longitudinaux 44 destinés à recevoir les broches 30. Ce fourreau, constitué en un matériau isolant, tel que du polyéthylène est monté mobile en translation dans la cavité 28, suivant la direction 32, entre - une première position, tel qu'illustré aux figures 4 et 6, où il recouvre sensiblement totalement la partie des broches s'étendant entre les mâchoires, son épaulement 46 venant en appui sur la face supérieure 48a de la saillie interne 48 ; et - une seconde position (figure 7) rétractée où il découvre, au moins partiellement, la partie 31 des broches s'étendant entre les mâchoires, le fourreau venant en appui par sa face arrière 50 sur une avancée 52 du bloc 38. La pince comprend également un ressort 54 situé dans la cavité 28 et disposé en appui, d'un côté, contre la paroi intérieur 39 du bloc 38 et, de l'autre côté, contre la face arrière 50 du fourreau rétractable. Ce ressort sollicite naturellement le fourreau de sa position seconde vers sa position première. A l'aide de la figure 7, nous allons à présent décrire le mode de fonctionnement de la pince pour réaliser une mesure de tension entre le câble 8, lequel aura préalablement été extrait de son caisson protecteur 11, et une électrode de référence posée sur la surface 17 du sol. Le serrage du câble 8, sensiblement à l'endroit de son enveloppe de protection 1 par les mâchoires 22, 24 (cette dernière comportant sur sa face intérieure une cuvette 57 pour le logement du câble où de l'extrémité 42a du fourreau), entraîne la rétractation progressive du fourreau 42 dans la cavité 28 avec enfoncement des broches 30 dans l'enveloppe qui perforent alors le manchon 4, puis l'enrobage 2 jusqu'à venir toucher le câble. Le contact électrique est alors établi, permettant de réaliser la mesure grâce à un appareil de mesure alors connecté à la borne 36 de la pince. Une fois la mesure faite, les bras 60, 62 sont écartés l'un de l'autre. Le fourreau isolant revient alors progressivement dans sa position première sous l'action du ressort 54. Les parties des broches s'étendant entre les mâchoires, recouvertes peu à peu par le fourreau, s'extraient alors de l'enveloppe 1. Les perforations de l'enrobage dûes aux broches s'obturent d'elles-mêmes, de telle sorte que la partie du câble protégée par l'enveloppe 1 est à nouveau totalement isolée électriquement du milieu extérieur. REVENDICATIONS 1) Enveloppe de protection (1) pour câble électrique (8) lequel présente une partie dénudée (6), caractérisée en ce qu'elle comprend un enrobage (2) électriquement isolant, perforable et auto-obturant, entourant ladite partie dénudée (6) du câble. 2) Enveloppe de protection selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit enrobage (2) est constitué en un matériau élastique, d'une consistance sensiblement caoutchouteuse. 3) Enveloppe de protection selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit matériau est du caoutchouc butyle. 4) Enveloppe de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit enrobage (2) est recouvert par un manchon de protection (4) perforable. 5) Enveloppe de protection selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit manchon de protection (4) est électriquement isolant et enserre étroitement ledit enrobage (2). 6) Enveloppe de protection selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que ledit manchon de protection (4) est constitué en une matière thermorétractable. 7) Pince (20) pour établir un contact électrique avec un câble électrique (8) recouvert d'une enveloppe de protection (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant: - au moins deux mâchoires (22, 24), articulées en rotation l'une par rapport à l'autre, pour serrer ledit câble (8), sensiblement à l'endroit de son enveloppe (1), - des moyens de contact électrique (30, 36, 37) comprenant au moins une broche (30) qui s'étend au moins en partie entre lesdites mâchoires et est logée dans un fourreau rétractable (42), lequel est mobile entre une première position où il recouvre sensiblement totalement la partie (31) de la broche s'étendant entre les mâchoires et une seconde position rétractée où il découvre ladite partie (31). 8) Pince selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend - quatre dites broches (30) traversant ledit fourreau (42) et reliées, à l'intérieur de la mâchoire (22) qui les porte, à une borne (36) de raccordement électrique avec l'extérieur, - un élément ressort (54) sollicitant naturellement le mouvement dudit fourreau (42) de sa position seconde vers sa position première. 9) Ensemble comprenant - un câble électrique (8) présentant une partie dénudée (6), et - une enveloppe de protection (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 recouvrant au moins ladite partie dénudée du câble.