FR 2088477 A1 19720107 FR 7116372 A 19710506 71 16372 1 2088477 La présente invention concerne un dispositif de terminaison d'un câble électrique et son procédé de fabrication. L'utilisation de matériaux élastomères, tels que le produit "Nordel" fabriqué par E.I. DuPont Manufacturing Company, pour 5 former des dispositifs de terminaison pour câbles de distribution de courant, est maintenant bien connue dans le domaine des réseaux souterrains de distribution de courant. En fait, même avant que l'utilisation de dispositifs de terminaison de câbles d'un type facilement transportable soit devenue une technique 10 courante dans les circuits de distribution de courant électrique, les terminaisons de câbles en élastomères ont joui d'un succès incontestable dans les réseaux téléphoniques souterrains ainsi que dans les circuits souterrains d'éclairage d'aérodromes. En conséquence, bien avant la présente invention, les spécialis-15 tes ont eu à résoudre de nombreux problèmes présentés par les dispositifs de terminaison de câbles électriques souterrains et ces recherches représentent d'ores et déjà un dossier fort important . Par exemple, on savait parfaitement que les dispositifs de terminaison pour cables dans les circuits souterrains de distribu-20 tion de courant électrique étaient soumis normalement à des efforts mécaniques importants pendant des périodes prolongées. En conséquence, les ingénieurs chargés d'étudier les circuits souterrains de distribution du courant électrique se sont rendu-compte, dès le départ, qu'il serait souhaitable de préparer les 2 5 matériaux élastomères,pour les ensembles conducteurs de câbles dans de tels circuits, à partir de composés possédant une bonne résistance mécanique au fluage, de sorte que les dispositifs ne risquent pas de se déformer dans des conditions de charge mécanique, avec possibilité de pénétration d'humidité dans les jonc-30 tions des câbles électriques que les dispositifs en question doivent justement rendre étanches. En outre, les spécialistes ont compris immédiatement que les dispositifs de terminaison de câbles de cette nature doivent être construits en des matériaux qui assurent un bon gradient de tension et un bon blindage électri-35 que autour des jonctions électriques logées dans les dispositifs. De plus, du fait qu'un grand nombre de tels dispositifs connecteurs, pour les réseaux souterrains de distribution de courant appartenant aux nombreuses sociétés assurant la distribution du courant dans tout le pays, sera nécessaire, les spécialistes du 40 développement des réseaux souterrains de distribution ont immé 71 16372 2 2088477 diatement compris crue la fabrication sur une échelle aussi importante exige de réaliser des économies aussi bien dans la composition que dans la fabrication des dispositifs pour cette industrie. 5 En tenant compte de ces paramètres parfaitement évidents, les ingénieurs électriciens et les ingénieurs chimistes travaillant en collaboration pour la mise au point des dispositifs de terminaison de câbles dans des circuits de distribution de courant électriaue à haute tension ont songé à utiliser un élastomè-10 re vulcanisé au soufre pour former le corps isolant du dispositif de terminaison. Pour assurer le blindage des dispositifs terminaux connus, on a égalèment mis au point un matériau élastomère vulcanisé au soufre d'un type quelque peu similaire pour former des blindages conducteurs, moulés et relativement épais tout au-15 tour des corps isolants des dispositifs. Les blindages constituent un prolongement du plan de la masse électrique entre les c?-bles qui sont connectés dans le réseau par les dispositifs. Un exemple d'un tel dispositif de terminaison de câble, selon la tt clinique antérieure, est décrit dans le brevet E.U.A. n° 3 344 391 20 (ce brevet appartenait initialement à Elastic Stop Nut Corporation of America, mais cette entreprise est maintenant une succursale de Amerace-Esna Corporation). Bien que les dispositifs ou modules de terminaison de câbles jouissent d'un succès certain dans l'industrie depuis quelques années déjà, la Demanderesse a 25 constaté que les dispositifs qui font l'objet de l'invention sont supérieurs à plusieurs points de vue importants aux dispositifs connus de la technique antérieure. Un problème particulier qui s'est posé avec les dispositifs de terminaison de câbles en élastomères vulcanisés au soufre, 30 selon la technique antérieure, est oue ces dispositifs tendent à devenir relativement durs ou fragiles après un vieillissement pendant une période prolongée à des températures relativement élevées, c'est-à-dire des températures voisines ou supérieures à 125°C. C'est ainsi eue les infiltrations de l'humidité dans 35 les dispositifs terminaux qui ont subi un durcissement prématuré ou une -fissuration mécanique ont posé un problème d'entretien fort important à tous les utilisateurs des dispositifs connus. Un problème apparenté, mais peut-être plus subtil, qui a également été constaté dans les dispositifs de terminaison de câbles 40 selon la technique antérieure utilisant un corps isolant vulca 71 16372 3 2088477 nisé au soufre, est dû à la tendance à la relaxation ou détente mécanique de ces dispositifs , de sorte que ces dispositifs fléchissent sous l'effet d'une pression mécanique de charge ayant une valeur constante et du type qui s'exerce fréquemment sur les 5 dispositifs par l'action des câbles électriques épais et relativement lourds qui sont raccordés à ces dispositifs. Une telle détente mécanique d'un dispositif peut également provoquer les infiltrations d'humidité autour du dispositif et cette humidité peut venir en contact avec le câble que l'on désire justement 10 protéger, de sorte qu'un défaut "ligne à la terre" peut apparaître dans le système . Outre ces inconvénients d'une ampleur considérable, on a constaté que l'isolement élastomère vulcanisé au soufre pour les dispositifs de terminaison tend à se lier avec l'isolement des dispositifs voisins ou avec l'isolerrentd'un cêble 15 sur lequel les dispositifs sont accouplés. Non seulement une telle liaison représente un inconvénient certain car le préposé au contrôle du circuit éprouvera des difficultés pour ouvrir le joint terminal, mais ce phénomène se traduit habituellement par la destruction du dispositif tout entier à chaque fois que 20 l'ouverture d'une jonction devient nécessaire. Naturellement, cette destruction empêche la réutilisation du dispositif et entraîne des frais indésirables grevant l'entretien général du réseau dans lequel le dispositif est utilisé. Un autre inconvénient des dispos i+ifs connecteurs pour les 25 réseaux souterrains de distribution de courant électrique, selon la technique antérieure, est que les revêtements conducteurs d'électricité que l'on utilise couramment sur les surfaces externes des dispositifs possèdent une résistance électrique indûment élevée, ou bien encore, ces revêtements sont tellement épais 30 (justement pour réduire la résistance électrique) qu'on est obligé de les fabriquer par un procédé excessivement coûteux, par exemple un procédé de moulage secondaire. En outre, la stabilité électrique des revêtements de la technique antérieure était en général sujette à varier à un degré excessif lorsqu'on sou-35 mettait ce revêtement à un vieillissement par la chaleur à des températures voisines de 12S°C. En conséquence, les principaux buts de l'invention sont : - de réaliser un dispositif de terminaison d'un câble, qui assure les fonctions nécessaires de gradient de la tension et 40 d'étanchéité à l'humidité, en supprimant tous les inconvénients 71 16372 4 2088477 précités des dispositifs connus de terminaison de câble ; - de réaliser un composé élastomère isolant d'un type remarquable servant à la fabrication de l'enveloppe isolante d'un dispositif de terminaison d'un câble électrique souterrain ; 5 - de réaliser un tel dispositif de terminaison qui possède à la fois une résistance élevée au fluage mécanique et d'excellentes propriétés de vieillissement thermique ; de réaliser un dispositif du type précité construit en un matériau élastomère élastique qui n'absorbe pas facilement les 10 liquides lubrifiants, de sorte que les liquides de ce genre pourront être utilisés efficacement pour empêcher le collage du dispositif aux câbles électriques ou à d'autres dispositifs analogues montés dans le même ensemble ; - de réaliser un dispositif de terminaison d'un câble élec-15 trique comportant un corps isolant fabriqué en un composé élastomère vulcanisé à l'aide d'un peroxyde et portant également un revêtement en un matériau conducteur thermiquement stable, ayant une faible résistance électrique et monté sur des parties prédéterminées des surfaces du corps isolant du dispositif ; et 20 - de fournir un procédé perfectionné de fabrication de dispositifs de terminaison de câbles électriques dont les propriétés caractéristiques sont supérieures à celles des dispositifs connus de ce genre et dont la fabrication peut se faire dans des conditions efficaces à l'échelle industrielle. 25 Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on fa brique, un dispositif de terminaison d'un câble électrique isolé par un procédé nouveau de moulage thermique. Le dispositif ainsi formé comprend un corps isolant d'une forme prédéterminée qui est fabriqué en un mélange de polymère ternaire d'éthylène et 30 de propylène, vulcanisé par un peroxyde, et la surface extérieure de ce corps isolant est revêtue d'un élastomère vulcanisé au soufre qui est mince, léger, thermiquement stable et d'une faible résistance électrique par unité de surface. De plus, on établit un revêtement électriquement conducteur vulcanisé au soufre 35 d'un type similaire sur des parties prédéterminées d'un passage à travers le dispositif, de sorte que les connecteurs des câbles dans ce passage sont électriquement protégés afin d'empêcher l'air emprisonné de provoquer des effluves (décharges à effet couronne) à l'intérieur du dispositif. Dans un mode de réalisation 40 de l'invention, on combine de l'alumine hydratée avec le corps 71 16372 5 2088477 isolant du dispositif pour améliorer encore plus la résistance au fluage mécanique de ce dispositif. D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va en être faite ci-après, en se référant au 5 dessin annexé sur lequel» La figure 1 est une vue en élévation, avec coupe longitudinale partielle, d'un dispositif de terminaison d'un câble électrique construit selon l'invention et représenté dans la position qu'il occupe aussi bien par rapport au câble sur lequel il est 0 monté que par rapport à un second dispositif de terminaison d'un câble auquel le premier dispositif est connecté- La figure 2 est une coupe transversale à plus grande échelle d'une partie du dispositif de la figure 1, montré encore une fois par rapport à un câble isolé sur lequel il est monté» 5 Sur la figure 1, on a représenté un dispositif 1 de termi naison d'un câble électrique qui doit normalement être assemblé sur une extrémité d'un câble électrique isolé à haute tension 2. Pour décrire l'invention, il suffira d'indiquer que le câble 2 est pourvu d'une ou plusieurs couches d'une matière isolante 0 convenable 3 (voir fig. 2) sur la surface extérieure de laauelle est formé un blindage électriquement conducteur 4 mis à la masse. On peut utiliser des matériaux classiques pour former tous les composants indiqués 2, 3 et 4 du câble car ces éléments ne constituent ^as un aspect important de l'invention. 5 Même si l'on n'a représenté qu'une seule structure du dis positif terminal 1, il est évident qu'on pourrait utiliser des dispositifs très différents, par exemple des prises en Té, des connecteurs de rupture de charge ou des simples modules d'épissure de câble, toutes ces variantes pouvant être fabriquées par 0 la technicrue de l'invention. Le dispositif représenté 1 comprend un boîtier allongé ayant la forme d'un coude et dont la fabrication est assurée par un procédé eue l'on décrira plus loin à partir d'une matière mécaniquement élastique et électriquement isolante dont la composition est tout à fait inédite, comme on le 5 verra en détail ci-après. Un passage sensiblement annulaire 5 ayant un diamètre variable est défini par une paroi 5' à travers le dispositif 1 à partir d'une extrémité 6 jusqu'à son autre extrémité 7. Dans l'exemple représenté, la paroi 5' est simplement la surface intérieure du corps en matériau isolant 8 qui forme 40 la majeure partie du dispositif 1. Dans le passage 5 et à proximi 71 16372 6 2088477 té du point-milieu de celui-ci, est monté un élément métallique de contact 9 qui est serti sur une extrémité du câble 2, afin d'en constituer la borne terminale. Dans ce même passage 5 est monté un manchon élastomère 10 qui est électriquement conducteur 5 et qui se prolonge au-delà des deux bouts du contact métallique 9 afin de protéger entièrement la jonction mécanique entre le contact 9 et l'extrémité du câble 2, ainsi que la jonction entre le contact 9 et un conducteur 11. Ce manchon conducteur est solidement lié à l'isolement ;rincipal 8, de sorte qu'aucun espace 10 vide contenant de l'air, de nature à provoquer une décharge à effet couronne, ne peut exister entre la surface de séparation de l'isolement principal et le manchon conducteur. L'autre extrémité du contact 9 est reliée mécaniquement et connectée électriquement à un conducteur allongé 11 qui peut être une tige en 15 cuivre ayant une extrémité filetée lia. qui est fixée par rotation dans un trou à taraudage correspondant 9a., ménagé dans le contact 9. Une tige 12 d'extinction d'arc est montée sur l'extrémité du conducteur 11 par une technique appropriée quelconque. Le conducteur 11 doit normalement être introduit dans 20 un contact élastique coopérant du type alésé (non représenté) qui est monté dans une douille conductrice ou dans un autre élément de terminaison de câble, par exemple dans le dispositif 13 auquel le dispositif 1 est connecté suivant l'agencement représenté sur la figure 1. 25 Outre les éléments structuraux de base du dispositif 1 qui viennent d'être décrits, l'invention prévoit que pratiquement toute la surface externe du dispositif 1 soit recouverte d'un revêtement élastomère 14 du type appliqué sous forme de peinture (que l'on a représenté en détail et à plus grande échelle sur 30 la fig. 2), ce revêtement étant un élastomère vulcanisé au soufre, présentant une faible résistance électrique par unité de surface, conducteur d'électricité, thermiquement stable, en l'occurrence un polymère ternaire d'éthylène et de propylène. Bien entendu, ce composé remarquable que l'on utilise pour for-35 mer le revêtement 14 servira également à préparer le manchon 10 que l'on incorpore par moulage dans le passage 5. Une caractéristique avantageuse du dispositif de terminaison 1, selon l'invention, est son aptitude à établir un joint durable étanche à l'eau tout au long du passage 5, autour de 40 l'isolement 3 et du blindage conducteur 4 du câble 2. Pour fa- 71 16372 7 2088477 ciliter l'établissement de ce joint, le dispositif 1 converge coniquement jusqu'à une partie cylindrique de petit diamètre 16 qui est élastiquement dilatable et peut subir une expansion en vue de recevoir une gamme prédéterminée de câbles ayant un diamè-5 tre légèrement plus important,comme par exemple le câble 2 qui est représenté en place dans le passage 5 du mode de réalisation préféré de l'invention en cours de description. Bien entendu, outre l'établissement d'un joint étanche à l'eau au moment du montage du dispositif 1 dans sa position de travail sur l'extré-10 mité du câble 2, il est hautement recommandé de réaliser le dispositif 1 en un matériau qui conservera sa capacité de dilatation élastique et qui pourra donc maintenir un joint efficace pendant la période prolongée qui correspond à la durée normale d'utilisation du dispositif 1. Un but fondamental de l'invention est 15 justement de fournir une matière isolante avantageuse 8 ayant la propriété indiquée pour le corps du dispositif 1, de sorte qu' un vieillissement thermique prolongé du matériau à une température élevée, de l'ordre de 125°C, température qui peut exister dans une installation de distribution électrique de grande puis-20 sance, n'aura pas pour effet de durcir le corps principal en matériau isolant 8 ou la partie cylindrique particulièrement flexible 16 de celui-ci, avec les risques de l'apparition d'une fragilité telle que le dispositif risque de se fissurer à la suite d'un déplacement relatif entre le câble 2 et le dispositif 1, 25 lors d'une manipulation à la main de ces composants. De même, et comme on l'a déjà indiqué, au cours de l'usage normal du dispositif de terminaison 1, il arrive fréquemment que le câble 2 exerce une contrainte de charge mécanique importante sur le matériau isolant élastique 8 du dispositif 1, par suite du poids du câ-30 ble 2 lui-même ou en raison de l'élasticité propre de ce câble quand on l'enroule ou on le fait fléchir dans des conditions pouvant le pousser contre les parois latérales du passage 5 du dispositif 1. Pour empêcher qu'une charge mécanique prolongée de cette nature, provoquée par le câble 2, occasionne une détente 35 mécanique et le fluage du matériau isolant 8, et en vue d'éviter un vieillissement thermique indésirable de ce matériau isolant 8, la présente invention utilise un polymère ternaire d'éthylène et de propylène d'un type tout à fait spécial, ayant subi une vulcanisation au peroxyde, ce composé étant moulé et vulcanisé par un 40 procédé réglé avec précision afin de former un dispositif qui 71 16372 8 2088477 10 15 25 résiste fortement au fluage mécanique et au vieillissement par la chaleur. Ainsi, selon l'invention, le dispositif 1 est rendu relativement imperméable aux infiltrations d'humidité autour de la partie élastiquement dilatable 16, même si le câble 2 applique un effort mécanique prolongé sur le dispositif 1. Toujours selon l'invention, le corps isolant 8 est formé en un composé dont les constituants permettent la fabrication d'un élastomère convenable vulcanisé au peroxyde. Dans le tableau I ci-après, on présente un exemple préféré d'un tel composé et ces différents composants sont mélangés de façon uniforme pour obtenir une charge moulable, les proportions pondérales relatives étant également indiquées dans ce tableau. TABLEAU 1 Constituant 20 "Nordel 1040" Noir EPC Alumine trihydratée "C-710" "Sun Pae n° 2280" Vinyl-silane" Al72" Paraffine "Age Rite Resin D" Oxyde de zinc "Rodo n°4" "TLD n° 90" Soufre "Di Cud 40C" £40% de PeroxYde de p (dicumyle actif Parties Origine en poids (nom du fabricant du produit s©us marque déposée) 100,00 E.I. DuPont Mfg. Co. 10,00 United Carbon Co. 180,00 Aluminum Co. of America 30,00 Sun Oil Company 4,00 Union Carbide Corp. 5 ,00 Boler Petroleum Corp. 1,50 R.T. Vanderbilt Co. 5,00 American Zinc Sales 0,10 R.T. Vanderbilt Co. 4,00 Lincoln Laboratories 0,50 H.A. Schlosser Co. 10,00 Hercules Powder, Inc. Les spécialistes de la question comprendront que l'on pourrait utiliser d'autres gommes convenables de la catégorie des 30 polymères ternaires d'éthylène et de propylène, de telles gommes étant disponibles dans le commerce et, si l'on apporte de légères modifications aux proportions pondérales pour compenser les différences de non saturation stoechiométriaue dans les constituants du composé, on peut utiliser ces gommes en remplacement 35 du polymère "Nordel" indiqué dans le tableau. Par exemple, si l'on utilise le procédé Ziegler, il existe plusieurs diènes non conjugués que l'on peut utiliser avec les copolymères éthylène/ propylène pour former un polymère ternaire convenable. Quand on 71 16372 9 2088477 met en oeuvre l'invention avec un tolymère ternaire de ce genre, il suffit d'une addition de 1 ou 2 moles % de diène pour effectuer la vulcanisation. Quelques diènes qui conviennent dans ce but sont énumérés ci-après : 5 Nom qénéral Structure du sauelette de carbone 1,4-pentadiène C = C - C - C = C 1,4-hexadiène C=C-C-C=C-C 6-méthyl-l,5-heptadiène C=C-C-C-C=C-C I C 10 c I xc 5-méthylène-2-norbornène i C !| //C I C. 15 2q dicyclopentadiène ,.c c ' 5-alcényl-2-norbornène I C jl /C 1 JZ RC=C C I C 2,5-norbornadiène l| C 11 C I C 20 1,5-cyclo-octadiène ç Nc ^c-c^ 25 ^ c^?xc/R 2-alcoyl-2,5-norbornadiène I! C II C I C c v c c" ^c'' ^ c ./ \ C \c Dans la catégorie des produits cités, on trouve le plus couramment dans le commerce les polymères ternaires éthylène/propylè-35 ne/1,4-hexadiène et éthylène/propylène/dicyclopentadiène. Lors de la mise en oeuvre de l'invention, il est évident que tous les peroxydes ne conviennent pas pour la préparation du nouveau matériau isolant 8, car certains d'entre eux sont décomposés par quelques-uns des constituants primaires du mélange in-40 diqué, comme par exemple le noir de carbone, les oxydes métalli- 71 16372 10 2088477 ques et les aminés. Les peroxydes de cette catégorie peu appropriée, comme les peroxydes de carbonyle ou de benzoyle et la plupart des hydroperoxydes, ne sont donc pas faciles à utiliser pour préparer les mélanges des composés selon l'invention. Les 5 peroxydes qui conviennent dans le but envisagé sont ceux qui répondent fondamentalement aux changements de température et qui suivent généralement une ligne droite quand on porte sur un graphique le logarithme du temps écoulé pour une période active de décomposition du peroxyde en fonction de la réciproque de sa 10 température absolue. Les peroxydes de cette catégorie appropriée sont notamment les peroxydes d'alcoyle et d'arylalcoyle, comme par exemple le peroxyde de di-t*-butyle et le peroxyde de dicumyle. De plus, on remarquera que le peroxyde de dicumyle qui est indiqué dans le tableau I n'est actif qu'à 40 % car il a été préa-15 lablement mélangé avec 60 % d'une charge argileuse inerte. Bien entendu, selon une variante de préparation du mélange indiqué dans le tableau I, on pourrait utiliser du peroxyde de dicumyle actif à 100 %, à la condition de procéder à des réglages pondéraux de la stoechiométrie, comme le comprendront aisément les 20 spécialistes. Les vitesses typiques d'une période active de décomposition des peroxydes qui conviennent pour les mélanges selon l'invention (voir tableau I) sont indiquées ci-dessous. Quand on porte sur un graphique le logarithme du temps en fonction de la réciproque 25 de la température absolue, on obtient une ligne sensiblement droite. Température (-C) Décomposition par période d'activité (demi-duree de vie utile) (Temps en secondes) 30 150 1260 160 42 7 170 148 180 58,9 190 22,9 35 200 9,8 Les spécialistes comprendront aisément que l'on peut également utiliser certains co-agents et des activants de décomposition des peroxydes, afin d'abaisser la température de décomposition des peroxydes appropriés ci-dessus, comme par exemple du 40 peroxyde de dicumyle qui est préféré, ce qui permet d'accélérer 71 16372 11 2088477 la vulcanisation tout en maintenant la sécurité nécessaire de traitement du composé. Parmi les activants de ce type, on mentionnera le produit "H.V.A.-2 Activaor" de DuPont Manufacturing Company, certaines résines de méthacrylates du type similaire 5 à celui fabriqué par Sartomer Resins Inc. et aussi le cyanurate de triallyle fabriqué par American Cyanamid Company. On remarquera que la présence du soufre est inutile dans la composition selon l'invention qui est vulcanisée au peroxyde. De plus, en raison de l'acidité du soufre, ce dernier a tendance 10 à retarder la décomposition du peroxyde utilisé dans le mélange. La raison pour laquelle on utilise cependant du soufre dans la composition préférée indiquée dans le tableau I est de promouvoir l'adhérence, pendant la vulcanisation, à des substrats et aussi au polymère ternaire conducteur d'éthylène et de propylène 15 qui a été vulcanisé et qui sert pour la construction du dispositif de terminaison selon l'invention. On a constaté que l'on obtient régulièrement ce résultat avantageux, sans détériorer la matière isolante 8, si la proportion de soufre ne dépasse pas 5 parties par 100 parties en poids de "Nordel 1040". 20 Les spécialistes de la question remarqueront que le composé donné à titre d'exemple dans le tableau I contient de nombreux composants qui sont identiques ou analogues aux composants fréquemment utilisés pour la préparation des élastomères vulcanisés au soufre et pouvant servir à la fabrication des disposi-25 tifs terminaux, selon l'invention, pour câbles électriques. Afin d'établir une base de référence commode qui permettra de comparer le .composé de l'invention avec les composés vulcanisés au soufre de la technique antérieure, on a indiqué dans le tableau II ci-dessous les constituants et les proportions relatives d'un 30 composé élastomère typique vulcanisé au soufre et qui est voisin de ceux qu'on utilisait jusqu'à présent pour former les dispositifs de terminaison de câbles. TABLEAU II Parties en poids Origine 35 Constituant (Nom du fabricant de la mar- que déposée) "Nordel 1040" Noir EPC "Whitex" "Sun Par n° 2280" 100,00 10,00 180,00 30,00 E.I. DuPont Mfg. Co. United Carbon Co. Burgess Clay Co. Sun Oil Company 71 16372 12 2088477 TABLEAU II (Suite) Constituant Parties en poids Oriqine (Nom du fabricant de la marque déposée) Vinyl-silane "A 172" 4 ,00 Union Carbide Corp. Paraffine 5 ,00 Boler Petroleum Corp. "Age Rite Resin D" 1,50 R.T. Vanderbilt Co. oxyde de zinc 5 ,00 American Zinc Sales acide stéarique 1,00 Emery Industries soufre 2,00 H.A. Schlosser Co. "MBTS (Altax)" 1,50 R.T. Vanderbilt Co. "Méthyltuads" 0,80 R.T. Vanderbilt Co. "Tellurac" "Sulfads" 0,80 0,80 R.T. Vanderbilt Co. R.T. Vanderbilt Co. 15 Une comparaison entre le:> tableaux I et II montre que les différences entre les composés vulcanisés au soufre selon la technique antérieure (Tableau II) et le composé vulcanisé au peroxyde selon l'invention (Tableau I) résident principalement dans le remplacement par le peroxyde de dicumyle des produits 20 "Altax", "Methyltuads", "Tellurac" et "Sulfads" que l'on utilise normalement en des proportions variées et en diverses combinaisons pour produire un composé vulcanisé au soufre permettant la fabrication des dispositifs de terminaison de câbles. On sait d'une façon générale que, lors d'une vulcanisation au soufre des 25 polymères ternaires d'éthylène et de propylène, les accélérateurs primaires les plus efficaces sont les mono- ettétra-sulfures de thiurame et les sels métalliques de l'acide dithiocarbamique ; et aussi que les thiazoles constituent des accélérateurs secondaires efficaces pour augmenter la vitesse de la vulcanisation. 30 On a cependant constaté que, quelle que soit la façon dont on fait varier les constituants de tout mélange vulcanisé au soufre, ou de quelque manière que ce soit qu'on accélère le processus, les composés résultants1 sont toujours inférieurs aux nouveaux composés selon l'invention, qui sont vulcanisés au peroxyde, aus-35 si bien en ce qui concerne le fluage mécanique que les propriétés de vieillissement thermique. Dans le composé préféré selon l'invention, outre les différences mentionnées plus haut par rapport à un composé isolant typique vulcanisé au soufre, on utilise de l'alumine trihydratée 40 (A^O^.Sf^O) au lieu des charges ordinaires qui sont l'argile, le 71 16372 2088477 "Whitex", la farine de silice ou des mélanges de ces dernières, car on a constaté que l'utilisation de l'alumine dans ces composés, en une proportion allant de 20 à 70 % du poids du mélange, améliore très notablement la résistance au fluage mécanique du 5 matériau isolant 8 pour la fabrication du dispositif 1. Après avoir mélangé de façon uniforme les constituants selon l'invention pour réaliser un lot de l'importance désirée, on soumet ce lot à un autre traitement qui consiste à le mouler sous une pression donnée et à une température prédéterminée qui 10 sont suffisantes pour épuiser au moins trois périodes d'activité (demi-durée de vie utile) du peroxyde de dicumyle ou d'un autre peroxyde convenable que l'on utilise pour vulcaniser le matériau isolant. Dans la pratique, on a constaté qu'un composé isolant 8, qui convient particulièrement bien pour la préparation des dis-15 positifs de terminaison de câbles , peut être réalisé par vulcanisation du lot mélangé des divers ingrédients à la température et à la pression choisies, jusqu'à épuisement de sept périodes actives du peroxyde de dicumyle. En vue d'assurer que le stade de moulage se déroule dans des conditions optimales pour 20 former ultérieurement les dispositifs de terminaison de câbles, c'est-à-dire pour garantir que sept périodes actives du peroxyde soient épuisées pendant le stade de moulage, un opérateur doit surveiller périodiquement la température dans le moule, à l'aide de thermocouples, en vue de contrôler le profil temps/ 25 température pendant le moulage du polymère ternaire éthylène/ propylène. On utilise les données ainsi obtenues, par la mise en oeuvre des techniques graphiques d'intégration pour assurer que 1'élastomère soit maintenu le temps nécessaire à la température donnée désirée pour effectuer sept périodes de décomposi-30 tion du peroxyde. Selon la forme et la dimension du dispositif en cours de culvanisation, la durée optimale nécessaire se situe normalement entre 6 et 15 minutes quand on maintient les éléments de chauffaae du moule à une température de 19 0°C et aue la 2 pression sur 1*élastomère n'est pas inférieure à 35 kg/cm . Fi-35 nalement, selon le nouveau procédé faisant l'objet de l'invention, on fait suivre le stade de moulage décrit par un vieillissement thermique du dispositif 1 pendant une durée d'au moins 8 heures, de sorte que les résidus des produits de décomposition du peroxyde sont éliminés du matériau isolant 8 pour les empêcher 40 de gêner la vulcanisation ultérieure du revêtement conducteur 14 71 16372 14 2088477 qui sera monté sur la surface externe du dispositif 1. Pour effectuer ce vieillissement thermique, on maintient le dispositif 1 à une température comprise entre 100 et 125°C pendant un minimum de 8 heures. 5 Le mélange préféré indiqué dans le tableau I permet d'obte nir une matière isolante 8 après le stade de moulage effectué dans les conditions optimales spécifiées, c'est-à-dire qu'à l'état vulcanisé cette matière contient moins de 0,2 % en poids de peroxyde libre. La demanderesse a également remarqué que la ma-10 tière isolante 8 ainsi préparée résiste fortement à l'absorption des lubrifiants siliconiques qu'on place sur sa surface. En conséquence, attendu que les lubrifiants de ce genre sont normalement utilisés sur les dispositifs de terminaison de câbles afin d'empêcher ces dispositifs de se coller les uns aux autres 15 ou de se coller sur le câble sur lequel ils sont montés, la fonction des lubrifiants est préservée et non pas détruite comme cela arrive souvent avec les dispositifs vulcanisés au soufre de ls technique antérieure, car ces dispositifs connus absorbent les lubrifiants et risquent ainsi d'occasionner un "grippage" du dis-20 positif lors de son contact avec d'autres dispositifs analogues, ainsi qu'une destruction pure et simple quand on cherche à écarter les dispositifs ainsi collés. Après le moulage et le stade de vieillissement à 100-125°C, pour former ainsi le corps du matériau isolant 8 du dispositif 1, 2 5 on lie un mince revêtement 14 d'un matériau élastomère vulcanisé au soufre sur pratiauement la totalité de la surface externe du dispositif 1, cette opération se faisant par pulvérisation ou par immersion dans la matière des portions prédéterminées de la surface extérieure du dispositif 1. Pour assurer que la résistan-30 ce électrique par unité de surface du revêtement 14 demeure faible, tout en garantissant sa stabilité électrique dans les conditions d'un cyclage thermique, la demanderesse a mis au point un nouveau composé vulcani? 71 16372 15 2088477 qui l'empêchent de perdre son élasticité propre, en combinaison avec un revêtement 14 en un élastomère conducteur vulcanisé au soufre, élastomère qui possède des bonnes propriétés de conduction électrique et d'excellentes caractéristiques de vieillisse-5 ment thermique pour lui permettre de remplir son rôle de protection. En raison de la faible résistance électrique par unité de surface du nouveau composé servant à former le revêtement 14, il est important de constater que, malgré une épaisseur inférieure à 500 microns, la résistance électrique de ce composé demeure 10 au-dessous de 2500 ohms par unité de surface. De préférence, l'épaisseur du revêtement 14 est d'environ 12 7 microns. Ainsi, on peut former un revêtement avantageux, c'est-à-dire mince et léger, qui est supérieur à cet égard aux revêtements de blindage de la technique antérieure cui doivent en général avoir une épaisseur 15 telle qu'une opération séparée de moulage soit nécessaire pour les préparer. Une particularité caractéristique du corps isolant 8, çu'on aura préparé par les techniques de malaxage et de vulcanisation selon l'invention, est qu'une portion prépondérante de la struc-20 ture moléculaire de ce matériau isolant 8 est réticulée par des liaisons carbone-à-carbone et que la proportion de soufre dans le mélange est inférieure à 0,3 % du poids total des ingrédients de ce mélange. Bien que les spécialistes se rendent compte que diverses modifications peuvent être apportées aux pourcentages 25 des ingrédients indiqués dans le tableau I, en fait on obtiendra un composé optimal pour le matériau isolant 8 si l'on utilise justement les pourcentages indiqués dans ce tableau I, car le mélange ainsi obtenu, en combinaison avec la nature exacte du procédé de vulcanisation décrit, permettra d'obtenir une matière 30 isolante 8 dont la structure moléculaire contiendra un nombre de liaisons carbone-à-carbone au moins quatre fois supérieur à celui des liaisons de polysulfures qui sont présentes dans cette structure. En conséquence , étant donné que les liaisons carbone-à-carbone résistent beaucoup mieux au fluage que les liaisons de 35 polysulfures, lesquelles tendent à subir une détente mécanique sous contrainte, on peut considérée que le dispositif de terminaison 1 représente un perfectionnement de première grandeur par rapport aux dispositifs analogues de la technique antérieure. Un mélange préféré vulcanisé au soufre permettant l'établis-40 sement du revêtement conducteur 14, selon le mode de réalisation 71 16372 16 2088477 préféré de l'invention, est décrit dans le tableau III. TABLEAU III Parties i Origine 5 Constituant Manchons (10) i Revête-Jment (14) 1 (fabricant de la | maïque déposée) "Nordel n° 1320 " 100,00 — E.I. DuPont Mfg. Co "Epsyn n° 55 " 100,00 Copolymer Rubber & Chemicals Corp. Noir "XC-72 " 90,00 90,00 Cabot Corp. 10 "Sun Par n° 2280" O o m 45 ,00 Sun Oil Co. Vinyl-Silane "SC-3933" . 4 ,00 4 ,00 General Electric Co Paraffine 5 ,00 5 ,00 Boler Petroleum "Age Rite Resin D" 1,50 1,50 R.T. Vanderbilt "Hypalon n° 40" 5,00 5,00 E.I. DuPont Mfg. CO 15 Oxyde de zinc 20,00 20,00 American Zinc Sales Acide stéarique 1,00 1,00 Emery Industries Soufre 0,80 0,80 H.A. Schlcsser Co. "Altax" 1,00 1,00 R.T. Vanderbilt "Methyl Tuads" 0,50 0,50 R.T. Vanderbilt 20 "Tellmac" actif à 80 % 1,00 1,00 R.T. Vanderbilt "Eptac 4" 2 ,00 2 ,00 E.I. DuPont Mfg» Co. Une particularité remarquable du composé conducteur (tableau III) réside dans la nature et la proportion du noir "XC-72" 25 que le produit contient. Les spécialistes cui se rendront compte des répercussions de ce facteur sauront préparer évidemment des .composés avantageux d'un type équivalent. Par exemple, on remarquera eue, pour obtenir une résistance électrioue de l'ordre de 5CO ohms par unité de surface, le noir de carbone qu'on incorpore 30 au mélange doit présenter une surface de contact très importante par granule, ainsi d'ailleurs qu'une résistance structurale élevée. Un tel noir de carbone qui convient aux fins de l'invention est le produit "XC-72" de Cabot dont le rapport de la surface de con^»ct au volume de chaque granule est en général équivalent à 35 la norme D1765 (type N472) de l'A.S.T.M. D'une façon générale, on peut caractériser le noir de carbone qu'on préfère pour 1'in- 2 vention comme ayant une surface de contact d'au moins 150 m par gramme de carbone granulé et, plus précisément, on préfère que 2 cette surface de contact se situe entre 225 et 285 m /g, ce noir 40 devant être présent dans le mélange décrit en une proportion qui 71 16372 17 2088477 n'est pas inférieure à 65 parties par 100 parties en poids du polymère ternaire éthylène/propylène décrit dans le tableau III. Quand on effectue le mélange dans les proportions indiquées dans ce t-bleau III, on obtient un revêtement conducteur 14 qui 5 possédera des bonnes propriétés de fléchissement mécanique, de résistance thermique, de vieilliessement et de vieillissement dans l'environnement extérieur, tout en conservant une conduc-tivité électrique qui correspond à une résistivité de 500 ohms par unité de surface environ. 10 Un procédé préféré de préparation du revêtement 14 consiste a mélanger les ingrédients indiqués dans le tableau III d'une façon appropriée quelconque, par exemple en utilisant un appareil classique de malaxage de caoutchouc, tel qu'un mélangeur Banbury ou un malaxeur à caoutchouc. Une fois le mélange réali-15 sé, on fragmente 1'élastomère en lanières et on le mélange avec un solvant approprié, par exemple des essences minérales, en utilisant pour cela un appareillage ordinaire de préparation de peintures. On peut appliquer la peinture conductrice résultante au pinceau, par immersion ou par pulvérisation sur l'isolement 8 20 vulcanisé au peroxyde. Après cela, on effectue avantageusement une vulcanisation de la peinture conductrice dans une étuve à chaleur sèche, en utilisant l'un des programmes suivants température/temps. Température cC Temps (heures) 25 100 9 125 7 150 3 Ces valeurs sont les temps à la température de la peinture et non pas les durées totales de séjour dans 1'étuve. De plus, les 30 valeurs indiquées représentent en général les exigences minimales de sorte qu'avant d'avoir établi une durée optimale dans chaque cas, il est recommandé de sur-vulcaniser plutôt que de sous-vulcaniser . Pour obtenir une bonne conductivité dans le blindage conduc-35 teur externe des dispositifs de terminaison de la technique antérieure, ainsi que de bonnes propriétés de résistance au fluage mécanique et de vieillissement thermique, il était de pratique courante d'utiliser un manchon moulé épais autour du corps isolant du dispositif au lieu du mince revêtement, tel que 40 le revêtement 14 réalisable par immersion, comme le préconise 71 16372 18 2088477 l'invention. Ce mode opératoire de la technique antérieure est coûteux et présente des risaues d'un emprisonnement d'air ou de formation de vides dans la surface de séparation entre l'isolement principal 8 et le manchon conducteur moulé, d'où possibili-té d'une décharge ultérieure à effet couronne qui endommagera le dispositif. De plus, sur les dispositifs de la techniaue antérieure qui utilisait des revêtements conducteurs plus minces, la conductivité des revêtements correspondait en général à une ré-sistivité de 50.000 à 100.000 ohms par unité de surface. Bien 10 que les revêtements de ce genre se comportent efficacement quant à la mise à la masse, ils risquent de ne pas assurer la même protection optimale oué les revêtements selon l'invention dans le cas d'une défaillance des circuits en dedans de l'isolement principal du dispositif. Par exemple, un revêtement ayant une 15 résistivité de 50.000 à 100.000 ohms peut ne pas laisser passer un courant suffisant pour 1'actionnement des dispositifs de protection contre les défauts. En consécuence, si l'isolement principal, muni d'un revêtement à résistivité élevée, vient à céder, le revêtement à la masse doit être placé sous un potentiel élec-20 trique élevé, avec tous les risques que cela comporte pour la sécurité des ouvriers. D'autre part, l'ensemble selon 1'invention, comportant un revêtement conducteur 14 ayant une plus faible résistance électrique, permettra, lors d'une défaillance de l'isolement principal 8, le passage d'un courant suffisant à tra-25 vers le revêtement pour ouvrir les dispositifs de sécurité. De plus, le dispositif selon l'invention est d'une fabrication plus pratique car on peut former le revêtement conducteur 14 par un procédé de fabrication moins onéreux, tout en offrant l'avantage supplémentaire de suppression des risques de formation de 30 vides entre :.e revêtement 14 et l'isolement 8, vides qui peuvent être à l'origine d'une décharge à effet couronne. Il va de soi que l'on peut apporter diverses modifications aux modes de réalisation qui ont été décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir pour autant du cadre de 35 l'invention. 71 16372 2088k77 REVENDICATIONS 1. Dispositif de terminaison d'un câble électrique, devant être assemblé à la main sur une extrémité d'un câble isolé à haute tension, directement sur le chantier, caractérisé en ce 5 qu'il comprend une enveloppe allongée en un matériau électriquement isolant et mécaniquement élastique, une paroi définissant un passage à travers cette enveloppe, le passage étant élastiquement dilatable au moins à côté de l'une de ses extrémités pour établir un joint étanche à l'eau entre sa paroi dilatable et un câble 10 isolé ayant un diamètre plus grand que celui du passage dilatable lorsqu'on introduit le câble dans ce passage, ladite matière isolante étant un polymère ternaire d'éthylène et de propylène vulcanisé au peroxyde et dont la majeure partie de la structure moléculaire est réticulée par des liaisons carbone-à-carbone qui sont 15 stables dans des conditions de vieillissement thermique, de sorte que l'élasticité mécanique du joint dilatable étanche à l'eau est maintenue pendant le vieillissement thermique de la matière isolante. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 20 que la matière isolante comprend' un composé qui contient de 20 à 70 % en poids d'alumine trihydratée. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière isolante contient moins de 0,3 % en poids de soufre et comporte, dans sa structure moleculaire, au moins quatre fois 25 plus de liaisons carbone-à-carbone que de liaisons de polysulfures, de sorte qu'on obtient une enveloppe isolante qui résiste au fluage mécanique quand on la soumet à des contraintes mécaniques. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce 30 que pratiquement la totalité de la matière isolante dans l'enveloppe est réticulée par des liaisons carbone-à-carbone, et une proportion principale du soufre dans la matière est à l'état libre. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce 35 qu'il comprend un revêtement élastique conducteur d'électricité, en une matière élastomère, monté sur la surface extérieure de l'enveloppe de manière à couvrir une partie prépondérante de cette dernière, ce revêtement étant un polymère ternaire d'éthylène et de propylène vulcanisé au soufre, contenant une charge de noir de 40 carbone qui représente au moins 65 parties par 100 parties en 71 16372 20 2088477 poids du polymère ternaire éthylène/propylène dans le mélange, une partie prépondérante des molécules du revêtement étant réticulées avec des liaisons de polysulfures afin de préserver la flexibilité mécanique du revêtement quand on fait vieillir thermiquement ce 5 dernier à une température supérieure à 90°C. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement, après son application et sa vulcanisation, présente une épaisseur comprise entre 127 et 500 microns et une résistivité superficielle comprise entre 300 et 2.000 ohms par uni- 10 té de surface. 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un manchon élastique conducteur d'électricité, en une matière élastomère, est monté sur la surface intérieure d'une partie prédéterminée du passage à proximité de son point-milieu, ce manchon 15 étant un mélange de polymère ternaire éthylène/propylène vulcanisé au soufre dont la majeure partie de la structure moléculaire est réticulée par des liaisons de polysulfures. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière isolante à l'état vulcanisé contient moins de 0,2% 20 en poids de peroxyde libre. 9. Dispositif de terminaison d'un câble électrique, devant être assemblé à la main sur une extrémité d'un câble isolé à haute tension, directement sur le chantier, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe allongée en un matériau électriquement isolant 25 et mécaniquement élastique, une paroi définissant un passage à travers cette enveloppe, ledit passage devant recevoir un conducteur électrique et établir un joint étanche à l'eau avec celui-ci, et un revêtement élastique électriquement conducteur, en une matière élastomère, monté sur la plus grande partie de la surface 30 extérieure de l'enveloppe afin de réaliser un conducteur à faible résistance électrique allant à partir d'un point proche d'une extrémité de l'enveloppe jusqu'à un second point adjacent à son autre extrémité, ledit revêtement étant formé en un polymère ternaire d'éthylène et de propylène vulcanisé au soufre et contenant 35 une charge de noir de carbone qui représente au moins 65 parties par 100 parties en poids du polymère ternaire dans ledit mélange, ce noir de carbone ayant une surface de contact d'au moins 150 m2 par gramme de carbone granulé, de sorte qu'on maintient la résistance électrique du revêtement à une valeur inférieure à 2.000 40 ohms par unité de surface, et la flexibilité mécanique du revête 71 16372 21 2088477 ment est préservée quand il est soumis à un vieillissement thermique à une température supérieure à 90°C. 1C. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'épaisseur du revêtement conducteur est inférieure à 5GG 5 microns et est sensiblement uniforme sur toute son étendue. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'épaisseur du revêtement conducteur est supérieure s 127 microns sur toute l'étendue de sa surface, et la résistance électrique de ce revêtement est comprise entre 400 et 3.CCC chms par 10 unité de surface. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le revêtement est formé de plusieurs couches appliquées séparément que l'on fait vieillir thermiquement ensemble afin d'établir un revêtement unitaire et contigu sur pratiquement toute 15 la surface extérieure de l'enveloppe, la résistance électrique de ce revêtement étant inférieure à l.GCC ohms par unité de surface et son épaisseur étant supérieure à 2GG microns sur pratiquement toute son étendue. 13. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en 20 ce que la surface de contact du noir de carbone est comprise entre 225 et 285 nw'g. 14. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on le fabrique par un procédé qui comporte un stade de moulage de la matière isolante sous une pression donnée et à une tem- 25 pérature prédéterminée, d'une valeur suffisante pour épuiser au moins trois périodes actives du peroxyde servant à vulcaniser ladite matière isolante. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en 2 ce que ladite pression est supérieure a 35 kg/cm et les moules 30 sont préchauffés à une température réglée à environ 19G°C, si bien qu'on moule la matière isolanté pour former un corps d'une forme prédéterminée, ce corps résistant à l'absorption des lubrifiants siliconiques qu'on place sur sa surface. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en 35 ce que la matière isolante est soumise simultanément à ladite pression et à la température prédéterminée pendant 6 à 15 minutes au cours du procédé de moulage. 17. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'après le stade de moulage, on soumet le dispositif à un 40 vieillissement thermique pendant un minimum de 8 heures pour pur 71 16372 22 2088477 ger la matière isolante de? produits de décomposition de peroxyde, de sorte que ces produits ne gêneront pas la vulcanisation ultérieure du revêtement conducteur sur l'enveloppe, ce vieillisement thermique étant effectué par un maintien à une température compri-5 se entre 100 et 125°C. 18. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce eue le polymère ternaire d'éthylène et de propylène comprend un copolymère éthylène/propylène en combinaison avec 1 à 2 moles % d'un diène non conjugué pour en effectuer la vulcanisation, si 10 bien que le dispositif final résiste fortement à l'absorption des lubrifiants siliconiques qu'on applique sur sa surface. 19. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le peroxyde servant à vulcaniser le polymère ternaire éthylène/propylène est un peroxyde qui répond fondamentalement à 15 un changement de température, de manière que le graphique du logarithme du temps écoulé pendant la décomposition d'une période active du peroxyde en fonction de la réciproque de sa température absolue représente une ligne sensiblement droite. 20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en 20 ce que le peroxyde est choisi parmi les peroxydes d'alcoyle et d'arylalcoyle. 21. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le peroxyde est le peroxyde de dicumyle.