Brevet FR2710204A1 — publié le 19950324

Equipement accessoire de raccordement d'un câble d'énergie et câble d'éneraie ainsi équipé. La présente invention concerne les câbles d'énergie moyenne, haute ou très haute tension. Elle porte plus particulièrement sur un équipement accessoire de raccordement d'un tel câble et le câble d'énergie ainsi équipé. Les câbles d'énergie comportent une âme conductrice, un écran semi- conducteur interne recouvrant l'âme, une couche diélectrique d'isolation sur l'écran semi-conducteur interne, un écran semi- conducteur externe sur la couche diélectrique et une gaine de protection extérieure. Cette couche diélectrique est notamment un isolant polymérique rubané ou extrudé. La gaine de protection peut être métallique, en particulier en plomb pour les câbles d'énergie enterrés, et alors jouer également le rôle d'écran métallique de masse, ou peut être isolante et alors en général associée à un écran métallique sous- jacent de masse. Les équipements de raccordement montés sur les câbles d'énergie sont des terminaisons de raccordement au réseau ou à un appareillage, des dérivations entre câbles ou de raccordement en dérivation d'un appareillage, ou encore des jonctions de deux câbles. Ils comportent une pièce de connexion qui est électriquement et mécaniquement raccordée25 à l'extrémité de l'âme dénudée de la partie terminale du ou des câbles concernés. Il leur est associé un équipement accessoire de raccordement, assurant la reconstitution des couches successives dénudées sur une longueur suffisante et l'arrêt de ces couches. Cet équipement accessoire de30 raccordement recouvre tout ou partie de la pièce de connexion ou prolonge simplement la pièce de connexion, en lui étant alors jointive ou non et constituant un adaptateur ou réducteur en amont de la pièce de connexion sur le câble. Il peut éventuellement assurer directement la protection de35 l'équipement de raccordement mais est plus souvent recouvert par un manchon associé de protection extérieure recouvrant également tout ou partie de la pièce de connexion. De manière habituelle, les couches de la partie terminale du câble sont dénudées en dégradé, pour l'accès à chacune d'elles et à l'âme et le montage de l'équipement de raccordement et de l'équipement accessoire associé. Les équipements accessoires doivent en outre assurer une tenue diélectrique, en particulier au droit de l'arrêt de l'écran semi-conducteur externe. A cet effet, ils peuvent10 être réalisés en matière isolante et être sous forme d'un rubanage ou d'un manchon et portent ou sont montés sur une couche semi-conductrice prévue aux endroits convenables. Ils sont de préférence formés, de manière largement connue, par un simple manchon isolant dont la face externe et/ou la face interne sont semi-conductrices sur au moins une partie de la longueur du manchon. Ce manchon vient recouvrir au moins les parties dénudées de l'écran semi- conducteur externe et de la couche diélectrique. Il est relativement rigide et alors de section interne adaptée aux20 sections des parties à recouvrir, ou est rétractable sur ces parties à recouvrir. Un tel manchon rigide ou rétractable doit assurer un contact radial uniforme entre l'écran semi-conducteur externe et la partie semiconductrice de sa face externe,25 pour une répartition homogène du champ électrique. A cet effet, la partie terminale du manchon, autour de l'écran semi-conducteur externe, est souvent semi-conductrice dans toute son épaisseur rendue relativement réduite, et la face externe semi-conductrice part de cette partie terminale30 semi-conductrice en présentant une forme conique, pour former un déflecteur intégré au manchon et ainsi assurer la répartition homogène du champ électrique au droit de l'arrêt de l'écran semi-conducteur externe du câble. La réalisation de tels manchons est relativement longue et coûteuse. Leur mise en place, en incluant l'opération préléminaire de dénudage de la partie terminale du câble, est également longue. Elle est en outre délicate pour un positionnement correct des manchons de grande longueur notamment sur les jonctions de câbles et peut entraîner une dégradation des fonctions à assurer.5 La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, en simplifiant l'obtention des fonctions assurées par ces équipements accessoires de raccordement et en réduisant le temps et les difficultés pour leur mise en place correcte, et en outre d'améliorer la tenue10 diélectrique obtenue. Elle a pour objet un équipement accessoire de raccordement de câble d'énergie, monté sur une partie terminale dénudée dudit câble et destiné à assurer la tenue diélectrique autour de ladite terminale dénudée, ledit câble15 comportant une âme conductrice et successivement, autour de ladite âme, un écran semi-conducteur interne, une couche diélectrique, un écran semi-conducteur externe et une gaine de protection extérieure et ledit équipement accessoire comportant une partie principale en matière isolante et au20 moins une partie dite secondaire et associée en matière semi-conductrice, caractérisé en ce que les différentes parties dudit élément accessoire de raccordement sont réalisées identiquement et simultanément en une matrice polymérique isolante incorporant de 0,1 à 20 % en masse25 d'un polymère conducteur choisi parmi des polymères dopés et non dopés. Cet équipement accessoire peut avantageusement présenter en outre au moins l'une des caractéristiques additionnelles suivantes:30 - il forme un manchon, à alésage épaulé intérieurement, entourant au moins l'écran semi-conducteur externe et la couche diélectrique sous-jacente dudit câble, et ayant sur une première portion terminale dudit alésage une section interne sensiblement identique à la section35 externe de l'une des couches périphériques du câble, définies par ledit écran semi-conducteur externe et ladite gaine de protection extérieure dudit câble, pour recouvrir cette couche périphérique, caractérisé en ce que ledit manchon présente, sur une deuxième portion dudit alésage ayant une section interne sensiblement identique à la5 section de l'âme du câble et un épaulement unique entre lesdites première et deuxième portions dudit alésage. - ledit épaulement unique entre lesdites première et deuxième portions dudit alésage est droit ou est tronconique.10 L'invention a également pour objet un câble d'énergie, équipé d'un tel équipement, caractérisé en ce que ladite partie terminale dudit câble est dénudée en continu à travers simultanément au moins ledit écran semi- conducteur externe, ladite couche diélectrique et ledit écran semi-15 conducteur interne, jusqu'à ladite âme, et porte ledit équipement de section intérieure adaptée à ladite partie terminale ainsi dénudée. Avantageusement ce câble raccordé par un élément de connexion à un autre câble d'énergie à partie terminale également dénudée, est caractérisé en ce que ledit équipement est surmoulé directement sur ledit élément de connexion et de part et d'autre sur les parties terminales dénudées desdits câbles. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'exemples de réalisation illustrés dans les dessins ci-annexés. Dans ces dessins: - la figure 1 est une vue en élévation et en coupe partielle montrant un équipement accesoire de raccordement selon l'inventionn, dit adaptateur, monté sur un câble d'énergie. - les figures 2 et 3 sont des vues analogues à la figure 1 pour des variantes de réalisation données par rapport à cette figure 1, - la figure 4 est une vue en élévation et coupe partielle illustrant une jonction de câbles d'énergie et son équipement accessoire de raccordement selon l'invention. Dans ces figures 1 à 4, les différentes parties constitutives de chaque câble d'énergie représenté sont identiques d'une figure à l'autre et sont désignées par les mêmes références numériques, ces références numériques étant simplement accompagnées de la lettre A ou B supplémentaire dans la figure 4. Le ou les câbles sont eux-mêmes désignés10 sous la référence globale 10, accompagnée de la lettre A pour l'un des câbles et de la lettre B pour l'autre, dans la figure 4. Chaque câble comporte une âme conductrice 1 et successivement un écran semi-conducteur interne 2, un couche diélectrique d'isolation 3, un écran semi-conducteur externe 4 et une gaine de protection extérieure 5. Cette gaine de protection est métallique et notamment en plomb ou en alliage de plomb, ou peut être isolante et est alors en général associée à un écran métallique directement sous-20 jacent, non représenté. Dans la figure 1, on voit que les parties constitutives du câble 10 ont été dénudées successivement en dégradé sur la partie terminale du câble et que cette partie terminale ainsi préparée porte un adaptateur 7, dit25 également réducteur, entourant l'écran semi-conducteur externe dénudé et la couche diélectrique dénudée. Cet adaptateur 7 est en matériau constitué par une matrice polymérique isolante contenant un polymère conducteur dédopé ou non dopé, incorporé avec un taux30 relativement réduit, qui est compris entre 0,1 et 20 % en masse dans ladite matrice. Cet adaptateur 7 forme un manchon recouvrant les parties dénudées de l'écran semi-conducteur externe 4 et de la couche diélectrique 3. Il est directement moulé sur ces35 seules parties à recouvrir et éventuellement sur l'extrémité de la gaine, ou est prémoulé et positionné sur ces parties puis éventuellement alors solidarisé mécaniquement au bout ou sur la gaine externe de protection 5, en particulier par chauffage de l'extrémité correspondante du manchon en place et/ou celle de la gaine. Il présente un alésage central 17 5 dont la longueur et la section étagée correspondent aux longueurs respectives et aux sections respectives des parties qu'il recouvre. En variante cet adaptateur est constitué à partir d'une bande extrudée, ayant la même composition que le manchon précité, qui est enroulée autour des parties à recouvrir et leur est solidarisée mécaniquement. Dans la figure 2, la partie terminale du câble est préparée par une coupe droite de l'ensemble des couches autour de l'âme 1, seule mise à nu, et porte un adaptateur15 8. Cet adaptateur 8 est de même composition que l'adaptateur 7 de la figure 1. Il recouvre sur une courte longueur l'âme dénudée et sur une longueur substantiellement plus grande la gaine de protection. Il constitue un manchon20 qui est directement moulé en place ou est prémoulé, positionné en place sur la partie terminale préparée du câble et est rendu avantageusement adhérant sur la section droite de coupe pour un bon contact du manchon sur celle-ci. L'alésage 18 de cet adaptateur 8 présente un épaulement unique à angle droit. Sa section de part et d'autre de cet épaulement correspond aux sections respectives de la gaine de protection 5 et de l'âme 1. En variante, l'écran semi-conducteur externe est dénudé, puis cet écran externe, la couche diélectrique et l'écran semi-conducteur interne sont sectionnés en même temps par une coupe droite pour laisser l'âme à nu. L'alésage présente deux épaulements à angle droit, l'un venant au bout de la gaine et l'autre sur les bouts au même niveau de l'écran semiconducteur externe, de la couche35 diélectrique et de l'écran semiconducteur interne. Dans la figure 3, la partie terminale du câble est préparée, non pas par une coupe droite comme dans la figure 2 mais par une coupe biaise continue de la gaine 5, l'écran semi-conducteur externe 4 et la couche diélectrique 3 et une coupe droite, à la suite, de l'écran semi- conducteur interne 2, pour la mise à nu de l'âme 1 uniquement. Elle porte un adaptateur 9, analogue à l'adaptateur 8, dont l'alésage 19 présente des portions terminales opposées dont les sections respectives correspondent à celles de la gaine et de l'âme,10 respectivement, mais un épaulement intermédiaire tronconique correspondant à la coupe biaise de dénudage de l'âme. Cette coupe biaise de dénudage permet un meilleur contact de l'adaptateur 8 ainsi qu'une meilleure adhésion sur la section tronconique de coupe.15 Dans la figure 4 illustrant une jonction des câbles 1OA et O10B, les parties terminales des câbles à raccorder sont dénudées successivement en dégradé ou en variante peuvent être dénudées par une coupe biaise. Un élément connexion 20 raccorde les extrémités des âmes 1A et lB20 dénudées. Un manchon 21, de même composition que les manchons des figures 1 à 3, est moulé sur l'élément de connexion et de part et d'autre sur les parties dénudées et les portions terminales des gaines 5A et 5B des deux câbles. Il renforce la tenue mécanique du raccordement des âmes, de25 sorte que l'élément de connexion peut être constitué par une pièce de connexion de raccordement mécanique et électrique ou peut être constitué par une simple soudure de raccordement électrique mais de relativement faible tenue mécanique.30 En variante ce manchon surmoulé directement en place peut être remplacé par un rubanage de même composition mis en place sur les parties à recouvrir. Bien entendu, la jonction peut comporter en outre, de manière connue et non représentée, un dissipateur thermique, monté autour de la pièce de connexion et s'étendant de part et d'autre de ce dernier sur les âmes dénudées, ainsi que deux réducteurs, montés d'un côté et de l'autre du dissipateur sur les couches diélectriques 3A et 3B dénudées des deux câbles. Avantageusement, le manchon 21 assure simultanément les fonctions d'un tel dissipateur thermique et des deux réducteurs dans cette jonction, ainsi rendus non nécessaires dans la jonction. On précise ci-après la composition de l'équipement accessoire de raccordement selon l'invention et sa fonction principale résultant de cette composition. La matrice polymérique isolante et le polymère conducteur de cet équipement accessoire sont constitués par des polymères qui sont identiques à ceux utilisés dans la réalisation de l'écran semi-conducteur décrit dans le15 document EP-A- 0507676. Ainsi, la matrice polymérique de l'équipement accessoire comprend au moins un polymère thermoplastique, choisi parmi les résines acryliques, styréniques vinyliques et cellulosiques, les polyoléfines, les polymères fluorés,20 les polyéthers, les polyimides, les polycarbonates, les polyuréthannes, les silicones, leurs copolymères, et les mélanges entre homopolymères et entre homopolymères et copolymères. En particulier, ce polymère thermoplastique est choisi parmi le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE), le copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), l'éthylène-proprylène-diène-monomère (EPDM), le polyvinylidène fluoré (PVDF), l'éthylène-butylacrylate (EBA), seuls ou en mélange. En variante, cette matrice polymérique comprend au moins un polymère thermodurcissable choisi parmi les polyesters, les résines époxydes et les résines phénoliques. Le ou les polymères non dopés ou dopés et alors dédopés incorporés dans cette matrice polymérique sont choisis dans le groupe comprenant la polyaniline, le polythiophène, le polypyrrole, le polyacétylène, le polyparaphénylène, les polyalkyltiophènes, leurs dérivés et leurs mélanges. Ces polymères non dopés et dédopés ne contiennent pas de groupements ioniques. Leur conductivité électrique intrinsèque est très faible et de l'ordre de 10-7 à 10- 8 S/cm. La conductivité de l'équipement accessoire, constitué par cette matrice polymérique contenant de 0,1 à 20 % en masse de polymère non dopé ou dédopé, est de l'ordre de 10-16 S/cm aux bas champs électriques. Elle peut être localement de l'ordre10 de 10-9 S/cm aux champs électriques élevés à répartir. Un tel équipement accessoire de raccordement en cette composition est fondamentalement diélectrique, sauf localement le cas échéant lorsqu'il est soumis à un champ électrique élevé et devient alors substantiellement conducteur pour jouer le rôle de déflecteur intégré qui est de plus adapté au champ électrique existant ainsi réparti. Parmi les autres avantages que procure l'équipement accessoire de raccordement selon la présente invention, on cite notamment:20 - la simplicité et la rapidité possible de l'opération préliminaire de dénudage de la partie terminale du ou des câbles, - la réalisation aisée et rapide du manchon ou du ruban et la possible mise en oeuvre directe de l'équipement accessoire par surmoulage de la partie terminale préparée du ou des câbles, - la fiabilité accrue de l'équipement accessoire, - les fonctions de dissipateur thermique et de réducteurs assurées simultanément dans une jonction, ainsi elle-même simplifiée. REVENDICATIONS 1) Equipement accessoire de raccordement de câble d'énergie, monté sur une partie terminale dénudée dudit câble et destiné à assurer la tenue diélectrique autour de5 ladite portion terminale dénudée, ledit câble comportant une âme conductrice centrale et successivement, autour de ladite âme, un écran semi-conducteur interne, une couche diélectrique, un écran semi-conducteur externe et une gaine de protection extérieure, et ledit équipement accessoire10 comportant une partie principale en matière isolante et au moins une partie dite secondaire et associée en matière semi-conductrice, caractérisé en ce que les différentes parties dudit élément accessoire de raccordement (7, 8, 9, 21) sont réalisées identiquement et simultanément en une matrice polymérique isolante incorporant de O,1 à 20 % en masse d'un polymère conducteur choisi parmi des polymères dopés et non dopés. 2) Equipement selon la revendication 1 et constituant un manchon, à alésage épaulé intérieurement, entourant au moins l'écran semi-conducteur externe et la couche diélectrique sousjacente dudit câble, et ayant sur une première portion terminale dudit alésage (17, 18, 19) une section interne sensiblement identique à la section externe de l'une des deux couches périphériques définies par ledit25 écran semi-conducteur externe et la gaine de protection extérieure dudit câble, caractérisé en ce que ledit manchon (8, 9) présente sur une deuxième portion dudit alésage (18, 19) une section interne sensiblement identique à la section de ladite âme et un épaulement unique entre lesdites première et deuxième portion de cet alésage (18, 19). 3) Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente un épaulement unique et droit, entre lesdites première et deuxième portions dudit alésage (18). 4) Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente un épaulement unique et tronconique entre lesdites première et deuxième portions dudit alésage (19). ) Câble d'énergie équipé de l'équipement selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite partie terminale dudit câble est dénudée en continu simultanément depuis au moins ledit écran semi-conducteur5 externe (4) jusqu'à ladite âme (1), et porte ledit équipement (8, 9, 21) de section intérieure adaptée et en contact sur la partie terminale ainsi dénudée. 6) Câble d'énergie selon la revendication 5 et raccordé par un élément de connexion à un autre câble d'énergie à partie terminale également dénudée, caractérisé en ce que ledit équipement est surmoulé directement sur ledit élément de connexion (20) et de part et d'autre sur les parties terminales dénudées desdits câbles (10A, 10B) et constitue avec ledit élément de connexion une jonction15 desdits câbles.