Brevet FR3014252A1 — publié le 20150605

AGENCEMENT DE JONCTION DE CABLES DONT AU MOINS UN EST UN CABLE SUPRACONDUCTEUR AU MOYEN D'UN DISPOSITIF DE CON N EXI ON STANDARDISE L'invention concerne un agencement de jonction de deux câbles à haute tension aboutés dont au moins un est un câble supraconducteur. Pour le raccordement de câbles à haute tension classiques ou résistifs, il est connu d'utiliser un dispositif de raccordement standardisé sous enveloppe métallique tel que précisé dans la norme IEC 62271-209 d'août 2007. Un tel agencement de raccordement peut être rempli de fluide diélectrique ou sec. L'invention propose d'utiliser un tel dispositif de raccordement standardisé pour connecter un câble supraconducteur à haute tension, de façon particulièrement efficace, à un autre câble supraconducteur ou à un 15 câble résistif standard. Par ailleurs, le brevet EP 1 703 611 décrit une traversée électrique permettant de connecter à température ambiante un élément supraconducteur situé dans une enceinte à température cryogénique, la traversée électrique traversant successivement une enceinte à température intermédiaire entre les 20 températures ambiante et cryogénique et une enceinte à température ambiante, la traversée comportant au moins un conducteur électrique central entouré d'une gaine électriquement isolante. Pour réaliser un agencement de jonction de deux câbles dont au moins un est supraconducteur avec un dispositif de raccordement tel que précisé ci-25 dessus, l'invention propose d'employer une telle enceinte à température intermédiaire. Plus précisément, l'invention propose un agencement de jonction de deux câbles, dont au moins un est un câble supraconducteur, à haute tension aboutés au moyen d'un dispositif de raccordement sous enveloppe métallique, 30 dont au moins un câble supraconducteur présente une traversée électrique permettant de connecter à température ambiante un élément supraconducteur situé dans une enceinte à température cryogénique, la traversée électrique traversant une enceinte à température intermédiaire entre les températures ambiante et cryogénique disposée entre ladite enceinte cryogénique et ledit dispositif de raccordement, la traversée comportant au moins un conducteur électrique central entouré d'une gaine électriquement isolante. Selon un mode de réalisation préféré, ledit dispositif de raccordement sous enveloppe métallique comporte un cône isolant supportant ladite 5 traversée et un cône déflecteur de champ porté par ladite traversée. Et, très avantageusement, ledit dispositif de raccordement sous enveloppe métallique rempli de fluide diélectrique ou sec est tel que précisé dans la norme I EC 62271-209. En effet, sur un réseau de transport électrique, deux câbles dont au 10 moins un est un câble supraconducteur, peuvent devoir être raccordés, l'un d'un premier fabricant et/ou d'une première conception et l'autre d'un second fabricant et/ou d'une seconde conception. L'emploi d'un dispositif de raccordement standardisé simplifie la mise en place de ce raccordement. De préférence, ladite gaine isolante est disposée sur une longueur 15 s'étendant depuis l'extrémité de la traversée en contact avec l'enceinte à température cryogénique jusqu'à l'intérieur dudit dispositif de raccordement. Ladite gaine isolante est avantageusement disposée sur une longueur s'étendant depuis l'extrémité de la traversée en contact avec l'enceinte à température cryogénique jusqu'au dit cône isolant, ledit cône déflecteur de 20 champ dudit dispositif de raccordement étant fixé autour de ladite gaine isolante. De préférence, un écran, électriquement conducteur et relié au potentiel de la terre, enserre ladite gaine isolante sur une longueur dans ladite enceinte intermédiaire jusqu'au dit cône déflecteur de champ dudit dispositif 25 de raccordement auquel il est électriquement connecté. Ladite gaine isolante dans ladite enceinte intermédiaire a de préférence une forme évasée formant un moyen de déviation de champ, laquelle est recouverte dudit écran métallique. De préférence, ladite enceinte intermédiaire est remplie, au moins 30 partiellement, d'un matériau solide à faible conductivité thermique. De préférence, ledit conducteur est pourvu d'un cône déflecteur de champ en amont de ladite gaine isolante dans ladite enceinte cryogénique. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures représentant des modes de réalisation préférés de l'invention. Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe longitudinale d'un agencement de jonction conforme à l'invention, dans le cas d'un dispositif de raccordement rempli de fluide diélectrique. La figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un agencement de jonction conforme à l'invention, dans le cas d'un dispositif de raccordement sec. Comme représenté sur la figure 1, l'invention concerne un agencement de jonction d'un câble supraconducteur à haute tension aboutés 1, avec un 10 autre câble 2 qui peut être supraconducteur ou non, au moyen d'un dispositif de raccordement sous enveloppe métallique 3. Sur ces figures, un seul agencement est illustré complètement. Le câble présente une traversée électrique permettant de connecter à température am biante un élément supraconducteur, ici un câble 15 supraconducteur, situé dans une enceinte 4 à température cryogénique. Cette enceinte cryogénique 4 remplie d'azote liquide est pourvue d'une double paroi isolée par du vide, par exemple en acier inoxydable. En sortie de cette enceinte cryogénique 4, la traversée électrique traverse une enceinte 5 à température intermédiaire entre les températures 20 ambiante et cryogénique, dite enceinte intermédiaire et disposée entre l'enceinte cryogénique 4 et le dispositif de raccordement 3. Cette enceinte intermédiaire 5 est remplie, au moins partiellement, d'un matériau solide à faible conductivité thermique. Ce matériau est de préférence à base de mousse, par exemple une mousse de verre cellulaire ou 25 une mousse au polyuréthane. La traversée comporte un conducteur électrique central 6 entouré d'une gaine électriquement isolante 7. Les coefficients d'expansion thermique des matériaux constituant le conducteur central 6 et la gaine isolante 7 sont approximativement identiques, 30 de sorte que lesdits matériaux soient compatibles avec les températures cryogénique et ambiante. La gaine isolante 7 peut être réalisée en époxy et le conducteur central 6 en un alliage d'aluminium De préférence, le dispositif de raccordement sous enveloppe métallique 3 rempli de fluide diélectrique ou sec est tel que précisé dans la norme IEC 62271-209. Il comporte un cône isolant 8 supportant la traversée et un cône déflecteur de champ 9 porté par la traversée. Deux câbles peuvent devoir être raccordés au moyen de ce dispositif de raccordement 3 et ce dernier comporte donc un agencement symétrique à son extrémité permettant de raccorder un second câble qui peut être supraconducteur ou non. Le dispositif de raccordement 3 peut être droit comme représenté sur la figure 1 ou courbe, par exemple selon un angle droit, comme représenté sur la figure 2. La gaine isolante 7 est disposée sur une longueur s'étendant depuis l'extrémité de la traversée en contact avec l'enceinte à température cryogénique 4 jusqu'à l'intérieur du dispositif de raccordement 3. Plus précisément, elle est disposée sur une longueur A s'étendant depuis l'extrémité de la traversée en contact avec l'enceinte à température cryogénique 3 jusqu'au cône isolant 8, le cône déflecteur de champ 9 du dispositif de raccordement 3 étant fixé autour de la gaine isolante 7. Un écran, électriquement conducteur et relié au potentiel de la terre, enserre avantageusement la gaine isolante 7 sur une longueur dans la enceinte intermédiaire jusqu'au dit cône déflecteur de champ 9 du dispositif de raccordement 3 auquel il est électriquement connecté. Cet écran est relié électriquement au cône déflecteur de champ 9 du dispositif de raccordement 3. Cet écran est constitué d'une couche métallique adhérant à la paroi externe de la gaine isolante 7, et peut être formée d'une couche en zinc 25 déposée sur la paroi externe de la gaine isolante ou d'une peinture argentée. La gaine isolante 7 dans l'enceinte intermédiaire 5 a de préférence une forme évasée formant un moyen de déviation de champ, laquelle est recouverte de l'écran métallique. A l'extrémité de cette forme évasée, la gaine isolante 7 est fixée sur la paroi séparant l'enceinte cryogénique 4 et l'enceinte 30 intermédiaire 5 par une bride au moyen d'un agencement de fixation 11 par exemple à vissage. L'extrémité de la gaine isolante 7 à l'intérieur de l'enceinte cryogénique 4 a préférentiellement une forme de bulbe à bords arrondis placé entre l'enceinte cryogénique 4 et l'enceinte intermédiaire 5. Le conducteur central 6 qui est ici un câble supraconducteur est également pourvu d'un cône déflecteur de champ 10 en amont de la gaine isolante 7 dans l'enceinte cryogénique 4. Sur les figures 1 et 2, un dispositif de raccordement 3 rempli de fluide diélectrique est utilisé pour raccorder les deux câbles aboutés 1, 2. Dans le cadre de l'invention, il peut également être utilisé un dispositif de raccordement 3' sec, c'est-à-dire sans fluide diélectrique de remplissage, tel que représenté sur la figure 3. Ce dispositif de raccordement sec 3' comporte également un cône isolant 8' supportant la traversée et un cône déflecteur de champ 9' porté par la traversée, mais ici ce dernier est comprimé contre le cône 9' tel que précisé dans la norme I EC 62271-209. 20 25 REVENDICATIONS1. Agencement de jonction de deux câbles, dont au moins un est un câble supraconducteur (1, 2), à haute tension aboutés au moyen d'un dispositif de raccordement sous enveloppe métallique (3, 3'), dont au moins un câble supraconducteur (1) présente une traversée électrique permettant de connecter à température ambiante un élément supraconducteur situé dans une enceinte à température cryogénique (4), la traversée électrique traversant une enceinte à température intermédiaire entre les températures ambiante et cryogénique (5) disposée entre ladite enceinte cryogénique (4) et ledit dispositif de raccordement (3, 3'), la traversée comportant au moins un conducteur électrique central (6) entouré d'une gaine électriquement isolante (7). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de raccordement sous enveloppe métallique (3, 3') comporte un cône isolant (8, 8') supportant ladite traversée et un cône déflecteur de champ (9, 9') porté par ladite traversée. 3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de raccordement sous enveloppe métallique (3, 3') rempli de fluide diélectrique ou sec est standardisé tel que précisé dans la norme IEC 62271-209 et comporte un cône isolant (8, 8') supportant la traversée et un cône déflecteur de champ (9, 9') porté par la traversée. 4. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite gaine isolante (7) est disposée sur une longueur (A) s'étendant depuis l'extrémité de la traversée en contact avec l'enceinte à température cryogénique (4) jusqu'à l'intérieur dudit dispositif de raccordement (3, 3'). 5. Agencement selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que ladite gaine isolante (7) est disposée sur une longueur (A) s'étendant depuis l'extrémité de la traversée en contact avec l'enceinte à températurecryogénique (4) jusqu'au dit cône isolant (8, 8'), ledit cône déflecteur de champ (9, 9') dudit dispositif de raccordement (3, 3') étant fixé autour de ladite gaine isolante (7) 6. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un écran, électriquement conducteur et relié au potentiel de la terre, enserre ladite gaine isolante (7) sur une longueur (B) dans ladite enceinte intermédiaire (5) jusqu'au dit cône déflecteur de champ (9, 9') dudit dispositif de raccordement (3, 3') auquel il est électriquement connecté. 7. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite gaine isolante (7) dans ladite enceinte intermédiaire (5) a une forme évasée formant un moyen de déviation de champ, laquelle est recouverte dudit écran métallique. 8. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite enceinte intermédiaire (5) est remplie, au moins partiellement, d'un matériau solide à faible conductivité thermique. 9. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit câble supraconducteur (1) est pourvu d'un cône déflecteur de champ (10) en amont de ladite gaine isolante (7) dans ladite enceinte cryogénique (4).