Brevet FR3061810A1 — publié le 20180713

La présente invention concerne les dispositifs permettant la connexion électrique entre deux éléments de câble utilisés pour transporter du courant électrique de haute tension et de forte intensité et concerne en particulier un dispositif de connexion entre les écrans de deux éléments de câble électrique. Aujourd'hui, l'électricité, que ce soit en courant alternatif ou en courant continu, est transportée par des câbles électriques d'une tension comprise entre 20000 volts et 200000 volts et d'une intensité comprise entre 100A et 5000A. Un tel câble électrique qui est généralement enterré est illustré sur la figure 1. Le câble est composé d'un conducteur circulaire 10 où passe le courant, formé d'une pluralité de brins en aluminium ou en cuivre. Le conducteur d'un diamètre compris entre 10 et 30mm est entouré d'une couche d'isolant 12, généralement en polyéthylène, d'une épaisseur d'environ 5 à lOmm. La couche d'isolant 12 est elle-même entourée d'une gaine métallique ou écran 14, généralement en aluminium, afin de confiner le champ électrique à l'intérieur du câble. Cette gaine a une faible épaisseur comprise entre 2/100mm et 5/100mm et est entourée d'une couche de protection extérieure 16 assurant de bonnes propriétés mécaniques et protégeant le câble des agressions extérieures. L'écran 14 a une fonction primordiale. En effet, l'écran est relié à la terre, et en l'absence de détérioration du câble, sa tension mesurée en permanence est nulle. En cas de dégradation, qui résulte la plupart du temps d'un percement de la couche d'isolant dû à un outil pointu enfoncé malencontreusement dans le sol où se trouve le câble, une partie du courant circulant dans le câble passe dans l'écran et crée donc une différence de potentiel de l'écran par rapport à la terre. La tension de l'écran étant mesurée en permanence, l'augmentation de tension déclenche alors la 3061810 2 coupure de l'alimentation électrique du câble pour éviter des dégradations matérielles et des risques pour les personnes. Les éléments de câble électrique ont généralement une longueur de 100m à 200m. Pour obtenir une liaison électrique 5 de grande longueur, il est donc nécessaire de raccorder ensemble plusieurs éléments de câble. La connexion de deux éléments de câble pour transporter le courant électrique ne pose pas de problème et se fait à l'aide d'un manchon serti aux extrémités des deux éléments de câble réunis bout à bout. 10 Mais il est également nécessaire d'effectuer la connexion des écrans de chacun des deux câbles entre eux. Aujourd'hui, Une méthode habituelle pour effectuer la connexion de l'écran de sécurité des câbles électriques est de glisser l'élément de contact en dessous de l'écran. Ceci oblige l'opérateur à 15 fendre longitudinalement en au moins 3 points et sur une longueur d'au moins 30 à 40 mm la couche de protection extérieure pour pouvoir l'écarter et glisser l'élément de contact. Cette action si elle est réalisée dans une tranchée est difficile à mettre en oeuvre et reste très délicate. Tous 20 les paramètres pour l'établissement d'un bon contact électrique dépendent de l'attention et du professionnalisme de l'opérateur. Ensuite, la connexion à faible résistance se fait à l'aide de colliers métalliques connectés entre eux à 25 l'extrémité de chaque élément de câble. Le collier maintient une pression sur l'écran de façon à assurer un bon contact électrique. Malheureusement, cette façon de faire ne permet pas d'assurer un contact électrique efficace du fait, qu'avec le temps, une couche d'alumine se dépose sur l'écran en 30 aluminium et entraîne une augmentation de la résistance électrique entre chaque écran et la connexion reliant les deux écrans. C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir un dispositif de connexion électrique entre les écrans de deux 35 éléments de câble électrique qui présente une résistance faible et stable dans le temps. 3061810 3 L'objet de l'invention est donc un dispositif de connexion entre les écrans de deux éléments de câble métalliques adaptés pour transporter du courant électrique de forte intensité, chacun des éléments de câble étant entouré 5 par une couche d'isolant elle-même entourée par un écran constitué d'une feuille d'aluminium couvert d'une couche de protection. L'écran, qui est connecté à la terre, est utilisé pour détecter la dégradation de la couche d'isolant par mesure de la tension entre l'écran et la terre. Le dispositif est 10 caractérisé en ce que l'écran du premier élément de câble est connecté à l'écran du second élément de câble par une connexion électrique reliant deux éléments de connexion, chacun des éléments de connexion comprenant une couche de mousse métallique à cellules ouvertes placée au dessus de 15 l'écran et étant serrée contre l'écran par un moyen de serrage. D'autres buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels : 20 la figure 1 représente une coupe d'un câble électrique transportant un courant électrique de grande intensité ; et la figure 2 représente une vue en perspective montrant les différents éléments de l'extrémité d'un élément de câble munie d'un dispositif de connexion selon le mode de 25 réalisation préférentiel de l'invention ; En référence à la figure 2 qui illustre une extrémité de l'élément de câble à raccorder à un autre élément de câble, le dispositif de connexion d'écrans le conducteur circulaire 10 composé d'une pluralité de brins est dénudé sur une longueur 30 d'environ 5 cm de manière à installer sur cette extrémité dénudée et l'extrémité dénudée de l'autre élément de câble qui lui est raccordé un manchon serti aux extrémités des deux éléments de câble réunis bout à bout. L'isolant 12 est également dénudé sur une courte longueur 35 de manière à installer le dispositif de connexion d'écrans selon l'invention comme décrit ci-après. 3061810 4 A l'extrémité de la partie dénudée de l'isolant 12, la couche de protection extérieure est entaillée de façon à former un évidement formant un angle compris entre 20° et 40° sur une longueur d'environ 4 cm. Cet évidement laisse 5 apparaître l'écran 14 qui est donc mis à nu. On installe alors une couche de mousse métallique 18 sur toute la longueur de l'écran 14 mis à nu connue sous la dénomination ECOCONTACT (marque déposée). La couche 18 qui fait l'objet du brevet FR 10/02988 est constituée d'un 10 squelette de mousse de métal à cellules ouvertes de porosité et de déformabilité élevées choisi dans le groupe consistant en fer, cobalt, nickel et leurs alliages recouvert d'au moins un revêtement d'étain, d'indium ou un de leurs alliages. Au dessus de la couche de mousse métallique 18, on place 15 l'extrémité d'un feuillard 20 dont l'autre extrémité 20-1 est en contact avec la couche de mousse métallique installée à l'extrémité de l'autre élément de câble à raccorder. Puis, on installe une cale de serrage 22 au dessus du feuillard 20. L'ensemble est serré au moyen d'un collier de 20 serrage 26. Il est toutefois préférable de mettre un écrou 24 sous le collier de serrage 26, l'écrou 24 permettant un serrage rigoureux au moyen d'une vis 28. La structure alvéolaire de la couche de mousse métallique 18 est telle qu'elle est constituée en majeure partie de vide. 25 De ce fait, sa surface comporte une multitude de pointes de contact. En outre, le choix du fer, du cobalt, du nickel ou d'un de leurs alliages qui sont des métaux présentant une grande dureté, permet d'obtenir des pointes dures capables de pénétrer dans l'alumine formée à la surface de l'écran 14, ce 30 qui assure un contact parfait entre l'écran 14 et le feuillard 20, 20-1, et donc avec l'écran de l'autre élément de câble raccordé qui comporte un même dispositif tel que celui illustré sur la figure 2. Un des avantages de l'invention décrite ci-dessus est de 35 dénuder seulement partiellement la gaine extérieure avec un outillage mécanique simple. L'utilisation de la couche de 3061810 5 mousse métallique (marque ECOCONTACT) permet de limiter le dénudage à une surface réduite et simplifie considérablement la mise en oeuvre. Ce dispositif permet, par ailleurs, de surveiller la 5 tension d'écran en n'importe quel point du câble et en dehors des raccordements. Il suffit de découper avec un poinçon en porte-pièce de diamètre 5 à 15 mm la couche de protection extérieure et permettre ainsi l'accès à l'écran. La pose du dispositif du contact peut alors s'effectuer dans les 10 meilleures conditions possibles sans altérer l'isolement du câble et dans les meilleures conditions de performance électrique et économique. REVENDICATIONS1. Dispositif de connexion entre les écrans de deux 5 éléments de câble métalliques (10) adaptés pour transporter du courant électrique de forte intensité, chacun desdits éléments de câble étant entouré par une couche d'isolant (12) elle-même entourée par un écran (14) constitué d'une feuille d'aluminium couvert d'une couche de protection (16), l'écran, qui est 10 connecté à la terre, étant utilisé pour détecter la dégradation de la couche d'isolant par mesure de la tension entre l'écran et la terre; ledit dispositif étant caractérisé en ce que l'écran du premier élément de câble est connecté à l'écran du second 15 élément de câble par une connexion électrique reliant deux éléments de connexion, chacun desdits éléments de connexion comprenant une couche de mousse métallique (18) à cellules ouvertes placée au dessus dudit écran (14) et étant serrée contre ledit écran par un moyen de serrage (22, 24, 26, 28). 20 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite couche de mousse métallique (18) et ledit moyen de serrage sont placés dans un évidement pratiqué dans ledit élément de câble et formant un angle compris entre 20° et 40° sur une longueur d'environ 4 cm, ledit évidement laissant 25 apparaître ledit écran (14) mis à nu. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit moyen de serrage comprend un collier de serrage (26), un écrou (24) sous le collier de serrage et une vis (28) adaptée pour être vissée dans l'écrou. 30 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel l'extrémité d'un feuillard (20) est placée entre ladite couche de mousse métallique (18) et une cale de serrage (22) sous ledit écrou (24), l'autre extrémité dudit feuillard (20-1) étant en contact avec la couche de mousse métallique installée 35 à l'extrémité de l'autre élément de câble à raccorder. 3061810 9 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ladite couche de mousse métallique est composée d'un squelette de mousse de métal choisi parmi le groupe consistant en fer, cobalt, nickel et leurs alliages recouvert directement d'au moins un revêtement métallique tel qu'un revêtement en étain, indium ou un de leurs.