Brevet FR2929454A1 — publié le 20091002

DISPOSITIF DE CONNEXION DE DEUX CABLES SUPRACONDUCTEURS La présente invention concerne un dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs aboutés. L'invention s'applique tout particulièrement à 5 la haute tension. Un câble supraconducteur se compose essentiellement d'un support central, généralement de forme cylindrique, autour duquel est enroulé un matériau supraconducteur et est placée une gaine isolante autour du supraconducteur. Le support central est constitué d'un matériau électriquement 10 conducteur, par exemple un câble ou un tube en cuivre. Le matériau supraconducteur peut être sous la forme d'un ruban enroulé autour du support central en une ou plusieurs couches. Un dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs est décrit dans le document de brevet EP 1 489 693. 15 Ce dispositif de connexion comporte un organe de connexion conducteur central reliant les extrémités des deux câbles dénudés disposées dans un tube creux d'un espaceur isolant formé d'une partie en résine et de ce tube. Un tel dispositif ne permet pas que la connexion soit démontée et/ou remontée aisément, sans avoir à couper une portion de câble, par exemple si un 20 des câbles supraconducteurs doit être remplacé. L'invention propose un dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs aboutés, qui puisse être démontée sans intervention sur les câbles en soi. Pour résoudre ce problème, l'invention concerne un dispositif de 25 connexion de deux câbles supraconducteurs aboutés, composés d'au moins un support central conducteur résistif de forme sensiblement cylindrique, d'au moins une couche de matériau supraconducteur disposé autour du support et d'une gaine isolante entourant la couche de matériau supraconducteur, l'extrémité de chaque câble étant dénudée pour rendre apparents le support 30 central et la couche de matériau supraconducteur, le dispositif étant pourvu d'un revêtement externe de matière isolante et étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un manchon conducteur emboîté autour de la partie dénudée d'au moins l'un des câbles et un tube conducteur contenant ledit manchon et connecté à celui-ci. Après enlèvement du revêtement externe de matière isolante, le tube peut être déconnecté du manchon et démonté, assurant sa séparation du manchon et le démontage du dispositif de connexion. Son montage quant à lui est aisé à réaliser sur le terrain. Grâce à l'invention, il est de plus possible de réaliser une connexion de 10 deux câbles à support central conducteur de diamètre relativement élevé et de transport d'intensité de courant relativement élevé. Selon un mode de réalisation préféré, ledit manchon est prolongé d'une partie d'extrémité de forme externe arrondie. De préférence, ladite partie d'extrémité présente un diamètre externe 15 maximal supérieur à celui du manchon et formant un épaulement radial. Avantageusement, ledit tube conducteur est en butée contre ledit épaulement de la partie d'extrémité du dit manchon. Ledit manchon peut comporter au moins un orifice permettant d'introduire un matériau de soudure dans l'espace situé entre la couche de 20 matériau supraconducteur et la paroi interne du manchon. Ledit manchon peut comporter des moyens de contact électrique sur sa surface extérieure. Lesdits moyens de contact électrique sont de préférence constitués par des gorges de forme annulaire maintenant des lamelles métalliques de contact. 25 Ledit tube est avantageusement connecté mécaniquement sur ledit manchon. Ledit tube peut être connecté par des vis sur ledit manchon. Ledit manchon et ledit tube sont de préférence métalliques. Le dispositif comporte de préférence un manchon métallique emboîté autour de la partie dénudée de chaque câble supraconducteur et ledit tube conducteur contenant lesdits manchons et connecté à ceux-ci. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne 5 représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 est une vue de l'extrémité d'un premier câble supraconducteur. La figure 2 représente une première étape de montage d'un dispositif de connexion conforme à l'invention. 10 La figure 3 est une représentation à plus grande échelle de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe de deux câbles supraconducteurs pourvu d'un dispositif de connexion conforme à l'invention. La figure 5 est une vue en coupe de la connexion finale conforme à l'invention. 15 L'extrémité du câble supraconducteur représenté sur la figure 1 est constituée d'un support central 1 résistif électriquement conducteur et de forme sensiblement cylindrique. Ce support peut être par exemple un câble de fils de cuivre ou un tube métallique à faible résistivité, en cuivre ou en cuivre argenté par exemple. Deux couches superposées 2, 3 d'un matériau supraconducteur 20 entourent le support central 1. Une gaine électriquement isolante 4 entoure la couche supraconductrice 3. Les couches supraconductrices 2, 3 peuvent être formées par des rubans ou des fils en matériau supraconducteur enroulés respectivement autour du support central 1. De façon générale, le câble ne peut comporter qu'une seule 25 couche supraconductrice 2 ou 3. Les fils ou rubans supraconducteurs peuvent être par exemple du type BSCCO (Bi2Sr2Ca2Cu3OX) ou du type YBaCuO. L'extrémité du câble est dénudée en marches d'escaliers de façon à faire apparaître successivement, en partant du câble vers son extrémité et sur une longueur qui peut être variable, la première couche supraconductrice 3, la seconde couche supraconductrice 2 puis le support central 1. L'extrémité de la gaine électriquement isolante est formée de façon conique à son extrémité 4A, afin de former en section un biseau allant de son diamètre externe à un diamètre externe légèrement supérieur à celui de la couche supraconductrice 3. Un manchon 5 conducteur est emboîté autour de la partie dénudée du câble, comme illustré sur la figure 2 et particulièrement visible sur la figure 3. Ce manchon 5 est du même type que celui décrit dans la demande de 10 brevet EP 1 841 011. Ce manchon métallique 5 vient coiffer le support central 1 dénudé et les couches supraconductrices 2, 3 dénudées. Ce manchon comporte une première partie 5A et une deuxième partie 5B. La première partie 5A a la forme d'un cylindre creux dont le diamètre interne est très légèrement supérieur au 15 diamètre du support 1 de sorte que cette première partie 5A du manchon peut être fixée sur le support 1 par simple emboîtement ou sertissage. Le manchon peut par exemple être réalisé en cuivre et, lorsque le support central est également en cuivre, on obtient ainsi une bonne liaison électrique cuivre sur cuivre. Le cuivre peut également être plaqué en argent. La deuxième partie 5B 20 du manchon a sensiblement la forme d'un cylindre creux de longueur au moins égale à la longueur des parties dénudées des couches supraconductrices 2, 3 de façon à les recouvrir complètement. Le diamètre interne de la deuxième partie 5B du manchon est supérieur au diamètre de la couche supraconductrice 3 (laquelle a un diamètre supérieur à celui de la couche conductrice 2) de sorte 25 qu'un espace est ménagé entre la paroi interne de la deuxième partie 5B du manchon et les couches supraconductrices 2, 3. Un orifice 5C est percé dans la deuxième partie 5B, de dimensions suffisantes pour permettre de verser par cet orifice une poudre d'un matériau de soudure, ou de couler directement un alliage de soudure fondu, qui va se localiser entre la paroi interne de la deuxième partie 5B du manchon et les couches supraconductrices 2, 3. L'orifice peut par exemple avoir une forme oblongue. Le matériau de soudage remplit au moins partiellement l'espace entre la deuxième partie 5B du manchon et les couches supraconductrices 2, 3. Ce matériau est électriquement conducteur et possède avantageusement un point de fusion relativement bas, par exemple inférieur à environ 100°Celsius. Ce peut être par exemple un alliage de composition Sn-Bi-Pb. On évite ainsi d'endommager les couches supraconductrices par un chauffage à température trop élevée, tout en permettant une bonne liaison électrique entre les couches supraconductrices et le manchon 5. La longueur du manchon est telle qu'il recouvre complètement les parties dénudées 2, 3 des couches supraconductrices, la partie dénudée 1 du support central et l'extrémité de la gaine isolante 4. La seconde partie 5B du manchon est prolongée d'une partie d'extrémité 15 5D de forme externe arrondie, présentant un diamètre externe maximal supérieur à celui du manchon et formant un épaulement radial 5E. Le manchon 5 comporte sur la paroi externe de sa deuxième partie 5B des moyens de contact électrique, constitués de gorges 5F usinées dans la paroi externe de la deuxième partie 5B du manchon. Ces gorges sont destinées à 20 accueillir des lamelles métalliques de contact ayant une forme annulaire. L'invention concerne un dispositif de connexion de deux tels câbles supraconducteurs aboutés C, C', et un tel manchon métallique 5, 5' est fixé autour de la partie dénudée de chaque câble supraconducteur, comme illustré sur la figure 4. 25 Pour réaliser cette connexion, une fois les lamelles métalliques de contact mises en places dans les gorges correspondants des manchons, un tube conducteur 6 métallique contenant les manchons 5, 5' et connecté à ceux-ci est disposé en butée contre les épaulements 5F, 5'F de la partie d'extrémité 5D, 5'D de chaque manchon. Ce tube est de diamètre interne légèrement supérieur au 30 diamètre externe de la deuxième partie des manchons et de diamètre externe 6 sensiblement égal au diamètre externe maximal de la partie d'extrémité arrondie de chaque manchon. Le tube 6 est connecté mécaniquement sur les manchons 5, 5', par exemple par des vis pointeaux, non représentées. Cette connexion est ensuite isolée par un revêtement externe 7 de matière isolante, avantageusement un enroulement de rubans de papier. Grâce à la forme biseautée 4A de l'extrémité de la gaine externe et à la forme arrondie de la partie d'extrémité 5D, 5'D des manchons, il est possible de réaliser ce revêtement sans aucun espace vide qui serait susceptible d'entraîner des claquages. Une couche serai conductrice par exemple en papier à noir de charbon peut être disposée entre la connexion métallique et le revêtement externe 7. REVENDICATIONS1. Dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs aboutés, composés d'au moins un support central conducteur résistif (1) de forme sensiblement cylindrique, d'au moins une couche de matériau supraconducteur (2, 3) disposé autour du support et d'une gaine isolante (4) entourant ladite couche de matériau supraconducteur, l'extrémité de chaque câble étant dénudée pour rendre apparents le support central et ladite couche de matériau supraconducteur, le dispositif étant pourvu d'un revêtement externe (7) de matière isolante et étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un manchon conducteur (5) emboîté autour de la partie dénudée d'au moins l'un des câbles et un tube conducteur (6) contenant ledit manchon et connecté à celui-ci. 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit manchon (5) est prolongé d'une partie d'extrémité (5D) de forme externe arrondie. 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite partie d'extrémité (5D) présente un diamètre externe maximal supérieur à celui du manchon et formant un épaulement radial (5E). 4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit tube conducteur (6) est en butée contre ledit épaulement (5F) de la partie d'extrémité du dit manchon. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon (5) comporte au moins un orifice (5C) permettant d'introduire un matériau de soudure dans l'espace situé entre la couche de matériau supraconducteur (2, 3) et la paroi interne du manchon (5). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon (5) comporte des moyens de contact électrique sur sa surface extérieure. 7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de contact électrique sont constitués par des gorges (5F) de forme annulaire maintenant des lamelles métalliques de contact. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube (6) est connecté mécaniquement sur ledit manchon. 9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit tube (6) est connecté par des vis sur ledit manchon. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon (5) et ledit tube (6) sont métalliques. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un manchon métallique (5, 5') emboîté autour de la partie dénudée de chaque câble supraconducteur (C, C') et ledit tube conducteur (6) contenant lesdits manchons et connecté à ceux-ci.15