Brevet FR2720199A1 — publié le 19951124

La présente invention concerne une structure de liaison électrique d'un manchon protecteur avec une extrémité d'un écran semi-conducteur d'un câble électrique. On sait que les câbles électriques moyenne ou haute tension comportent généralement une âme conductrice recouverte d'une couche isolante ellemême recouverte d'un écran semi-conducteur en contact avec un blindage métalli- que relié à la terre et recouvert d'une gaine externe. On sait également que lors du raccordement d'un câble électrique à un autre câble électrique ou à un équipement, ou lors de la mise en attente d'une extrémité d'un câble électrique, il est nécessaire de dénuder l'âme conductrice du câble et également de sectionner l'écran semi- conducteur en retrait de l'extrémité de la couche isolante afin d'éviter la formation d'un arc électrique entre l'âme conductrice qui est portée à un potentiel élevé et l'écran semi-conducteur qui est au potentiel de la terre. Afin d'éviter l'apparition de contraintes élec- triques à l'extrémité de l'écran semi-conducteur, il est ensuite nécessaire de disposer sur la jonction ou sur l'extrémité de câble un manchon protecteur comportant une couche conductrice, semi-conductrice ou en matériau conduc- teur de contraintes destinée à venir en contact avec l'extrémité de l'écran semi-conducteur. L'extrémité de l'écran semi-conducteur réalise une marche par rapport à la couche isolante du câble et la solution la plus simple pour mettre la couche conductrice ou semi-conductrice du manchon protecteur en liaison avec l'extrémité de l'écran consisterait à mettre l'extrémité du manchon en appui sur l'extrémité de l'écran. Toutefois, qu'il s'agisse d'une jonction de câble ou d'une extrémité de câble, le manchon protecteur est généralement associé à d'autres éléments qui sont positionnés par rapport à l'extrémité de l'âme conductrice ou l'extrémité de la couche isolante du câble de sorte que la mise en bout du manchon protecteur par rapport à l'écran semi conducteur ne pourrait être obtenue qu'à condition de découper l'écran semi-conducteur à une distance très précise par rapport à l'extrémité de l'âme conductrice ou de la couche isolante. En outre, dans le cas d'une jonction de câbles, le manchon protecteur doit être en contact avec l'extrémité de l'écran semi-conducteur de chacun des deux câbles et il serait donc nécessaire de découper les écrans semi-conduc- teurs des câbles pour que la distance entre les extrémités des écrans semi-conducteurs soit exactement égale à la longueur du manchon protecteur mis en place. Une telle précision dans le découpage de l'écran semi-conducteur ne peut pas être envisagée pour des câbles qui sont préparés sur un chantier. Afin d'assurer une liaison entre le manchon protecteur et l'extrémité de l'écran semi-conducteur, on prévoit donc généralement un recouvrement de l'extrémité de l'écran semi-conducteur par le manchon protecteur sur une distance qui est plusieurs fois l'épaisseur de l'écran semi-conducteur. Cependant, ainsi qu'il a été rappelé ci-dessus, l'extrémité de l'écran semi-conducteur forme une marche par rapport à la couche isolante et le recouvrement de cette marche par un manchon protecteur qui est généralement semi- rigide, qu'il s'agisse d'un manchon protecteur moulé en atelier ou d'un manchon protecteur thermorétractable, ne peut être réalisé sans éviter la formation d'une cavité annulaire immédiatement adjacente à l'extrémité de l'écran semi-conducteur. Si cette cavité est laissée vide, elle est à l'origine de contraintes électriques très importantes qui finissent par provoquer une détérioration de la couche isolante du câble. Pour éviter un tel défaut, on prévoit générale- ment de disposer à l'extrémité de l'écran semi-conducteur un matériau de remplissage tel qu'un mastic semi-conduc- teur. Cependant lorsque le manchon protecteur est mis en place, soit par emmanchement à force d'un manchon moulé soit par rétraction d'un manchon thermorétactable, il est nécessaire de procéder de façon très soigneuse à cette mise en place sinon une bulle d'air risque d'être emprisonnée à l'extrémité de l'écran semi-conducteur et de provoquer un défaut électrique conduisant rapidement à la détérioration de la couche isolante du câble. Un but de l'invention est de proposer une struc- ture de liaison électrique pouvant être mise en place de façon aisée quelle que soit la distance de retrait de l'écran semi-conducteur par rapport à l'extrémité de la couche isolante ou de l'âme conductrice du câble. En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention une structure de liaison électrique d'un manchon protecteur avec une extrémité d'un écran semi- conducteur s'étendant sur une couche isolante cylindrique d'un câble électrique, cette structure de liaison compor- tant une pièce tubulaire ayant une surface interne compre- nant une première portion ayant un diamètre sensiblement égal à un diamètre externe de la couche isolante du câble et reliée par un épaulement à une seconde portion ayant un diamètre sensiblement égal à un diamètre externe de l'écran semi-conducteur, et une surface externe comportant une partie conique à une extrémité recouvrant la couche isolante du câble. Ainsi, lors de la mise en place de la pièce tubulaire, l'épaulement de la surface interne de la pièce tubulaire vient en appui sur l'extrémité de l'écran semi- conducteur et assure une liaison électrique intime avec celui-ci, et lors de la mise en place du manchon protec- teur, celui-ci entre en contact avec la partie conique de la surface externe de la pièce tubulaire avec laquelle il assure également un contact intime de sorte qu'une liaison électrique de haute qualité est obtenue entre l'extrémité de l'écran semi-conducteur et la couche conductrice, semi- conductrice ou en matériau répartiteur linéaire de tension du manchon protecteur. Selon une version avantageuse de l'invention, l'épaulement est perpendiculaire à la surface interne de la pièce tubulaire. Ainsi, une préparation satisfaisante du câble électrique est obtenue en effectuant simplement une coupe droite de l'écran semi-conducteur, ce qui peut être aisément réalisé même sur un chantier. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention en relation avec la figure unique ci-jointe qui est une vue en coupe axiale d'un câble équipé d'un disposi- tif de liaison selon l'invention, en relation avec une prise embrochable. En référence à la figure, le câble électrique comporte d'une façon connue en soi, une âme conductrice 1 recouverte d'une couche isolante 2 qui a été sectionnée en retrait de l'extrémité de l'âme conductrice 1 pour dégager cette extrémité, un écran semi-conducteur 3 qui recouvre la couche isolante 2 et a été sectionnée en retrait de l'extrémité de la couche isolante 2, un blindage métallique 4 et une gaine externe 5 qui ont été sectionnés en retrait de l'extrémité de l'écran semi-conducteur 3. La mise à la terre de l'écran semi-conducteur 3 et du blindage métalli- que 4 est assurée par une bague métallique 6 qui est glissée sous l'extrémité du blindage métallique 4 et est reliée à une tresse métallique 7 convenablement reliée au potentiel de la terre de façon non représentée. De son côté la prise embrochable qui est réalisée de façon préfabriquée moulée monobloc comporte un organe de raccordement conducteur 8 qui est serti sur l'extrémité de l'âme conductrice du câble, une couche interne conductrice 9 qui entoure l'organe de raccordement et recouvre l'extré- mité de la gaine isolante 2 du câble avec laquelle elle est en contact, une couche isolante 10 qui recouvre la gaine interne conductrice 9, et un manchon protecteur 11 qui dans le mode de réalisation illustré, est formé d'une seule couche en caoutchouc conducteur qui recouvre la couche isolante 10 et s'étend au-delà de celle-ci jusqu'à la gaine externe 5 du câble dont elle recouvre l'extrémité. Afin d'assurer un contact électrique entre le manchon conducteur 11 et l'extrémité de l'écran semi- conducteur 3, on prévoit selon l'invention une structure de liaison comportant une pièce tubulaire généralement désignée en 12 ayant une surface interne comprenant une portion 13 ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre externe de la couche isolante 2 du câble et reliée par un épaulement 14 à une seconde portion 15 ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre externe de l'écran semi- conducteur 3. Par ailleurs, la pièce tubulaire 12 a une surface externe comportant une partie conique 16 à l'extré- mité recouvrant la couche isolante du câble, et une partie cylindrique adjacente 17 en regard de l'extrémité de l'écran semi-conducteur 3. Dans le mode de réalisation illustré l'épaulement 14 est perpendiculaire à la surface interne de la pièce tubulaire 12. La pièce tubulaire 12 est en une matière appro- priée pour réaliser une liaison électrique entre le manchon protecteur 11 et l'extrémité de l'écran semi-conducteur 3, par exemple en élastomère chargé pour le rendre conducteur, semi-conducteur ou lui donner des propriétés de répartiteur linéaire de tension. Lors de la mise en place de la prise embrochable, la pièce tubulaire 12 est enfilée sur le câble préalable- ment préparé comme il a été décrit ci-dessus jusqu'à ce que l'épaulement 14 vienne en contact avec l'extrémité de l'écran semi- conducteur 3. Dans cette position, la portion de la surface interne de la pièce tubulaire 12 est en contact intime avec la surface externe de l'extrémité de l'écran semi-conducteur 3 et la portion 13 de la surface interne de la pièce tubulaire 12 est en contact intime avec la couche isolante 2 du câble. Si pour des raisons de tolérance de fabrication le diamètre des portions 13 et 15 n'est pas exactement égal à celui des surfaces qu'elles recouvrent on peut également prévoir de mettre en place une fine couche de graisse ou de mastic conducteur ou semi- conducteur afin d'assurer un contact intime sans risquer de former une bulle d'air. La prise embrochable est ensuite enfilée sur l'extrémité du câble jusqu'à ce que l'âme conductrice 1 du câble soit en butée dans le fond de la cavité de l'organe de raccordement 8. Lors du mouvement d'introduction de la prise embrochable sur le câble, le manchon protecteur 11 coulisse sur la surface externe de la pièce tubulaire 12 et assure un contact intime avec celle- ci sans risque de formation d'un défaut électrique au niveau de l'extrémité de l'écran semi-conducteur 3 du câble. On remarquera à ce propos que dans le mode de réalisation illustré le manchon protecteur 11 délimite avec l'écran semi-conducteur 3, la pièce tubulaire 12 et l'extrémité de la gaine externe 5 et du blindage métallique 4 du câble, une cavité annulaire 18 qui contient de l'air. La présence de cette cavité remplie d'air n'est toutefois pas constitutive d'un défaut électrique et n'est pas génératrice de contraintes électriques en raison de sa disposition en retrait par rapport à l'extrémité de l'écran semi-conducteur du câble. Afin d'éviter toute infiltration d'eau, la cavité 18 est de préférence remplie avec un mastic d'étanchéité préalablement à la mise en place de l'extrémité embrochable. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation illustré et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven- tion tel que défini par les revendications. En particulier, on peut réaliser la pièce tubu- laire selon l'invention avec un épaulement 14 de forme conique qui est mis en contact intime avec l'extrémité de l'écran semi-conducteur 3 du câble soit par pincement de l'extrémité de cet écran soit en réalisant un chanfrein conique à l'extrémité de l'écran semi-conducteur 3 lors de la préparation du câble. Bien que dans le mode de réalisation illustré le manchon protecteur il recouvre totalement la pièce tubu- laire 12 et s'étende même au-delà de celle-ci sur la gaine externe du câble, on peut prévoir un manchon protecteur qui recouvre seulement partiellement la pièce tubulaire 12, de préférence au moins jusqu'à l'aplomb de l'extrémité de l'écran semi-conducteur 3. Lorsque la pièce tubulaire 12 est de petite dimension elle peut avoir une surface externe totalement conique. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec une extrémité embrochable, elle s'applique également à une jonction de deux câbles, chaque extrémité de câble recevant alors une pièce tubulaire 12 qui vient en contact avec l'extrémité de l'écran semi-conducteur correspondant, le manchon protecteur assurant une liaison entre les deux pièces tubulaires 12. A ce propos, on remarquera que le manchon protecteur 11 peut être un manchon moulé ou un manchon thermorétractable et peut comporter une multipli- cité de couches, la couche la plus interne qui vient en30 contact avec les pièces tubulaires 12 étant alors une couche conductrice, semi-conductrice ou en matériau répartiteur linéaire de tension selon l'application envisagée. REVENDICATIONS 1. Structure de liaison électrique d'un manchon protecteur (11) avec une extrémité d'un écran semi-conduc- teur (3) s'étendant sur une couche isolante cylindrique (2) d'un câble électrique, caractérisée en ce qu'elle comporte une pièce tubulaire (12) ayant une surface interne compre- nant une première portion (13) ayant un diamètre sensible- ment égal à un diamètre externe de la couche isolante du câble et reliée par un épaulement (14) à une seconde portion (15) ayant un diamètre sensiblement égal à un diamètre externe de l'écran semi-conducteur (3), et une surface externe comportant une partie conique (16) à une extrémité recouvrant la couche isolante (2) du câble. 2. Structure de liaison selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaulement (14) est perpendicu- laire à la surface interne de la pièce tubulaire (12). 3. Structure de liaison selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la surface externe de la pièce tubulaire (12) comporte une partie cylindrique (17) au-delà de la partie conique (16).