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DUSSEK BROTHERS & COMPANY LIMITED, résidant à CRAYFORD, Kent (Gde Bretagne) .
PERFECTIONNEMENTS AUX CABLES ET CONDENSATEURS ELECTRIQUES.
La présente invention est relative à des perfectionnements aux câbles et condensateurs électriques et concerne, plus particulièrement, des compositions d'imprégnation à utiliser dans la fabrication de câbles et de condensateurs, dans lesquels le diélectrique est constitué d'une matière fi- breuse, telle qu'un ruban en papier, imprégnée à l'aide d'une composition isolante.
Il est connu d'imprégner des rubans en papier ou matières fibreu- ses analogues, employés comme isolants, à l'aide d'huiles isolantes (par les- quelles on entend les huiles normalement utilisées, seules ou en mélange avec d'autres constituants,pour l'imprégnation de la matière fibreuse employée comme diélectrique dans la fabrication de câbles et condensateurs) dans les- quelles sont incorporées des matières d'addition, telles que du polyisobuty- lène, en vue de réduire ou d'empêcher que l'agent d'imprégnation s'écoule des enroulements de câbles, qui sont inclinés par rapport à l'horizontale.
Le procédé d'imprégnation doit nécessairement s'effectuer au-dessus du point de fusion du composé d'imprégnation et le câble doit être retiré du composé d'imprégnation, avant la solidification de ce dernier. Les compositions d'im- prégnation connues possèdent des points de fusion relativement faibles ou, lorsqu'elles possèdent des points de fusion plus élevés, par exemple supé- rieurs à 85 C (mesurés par le "Institute of Petroleum Standard Method ,- I.P. - 133/51, ce procédé étant sensé être utilisé dans tous les cas où l'on fait allusion, dans le présent mémoire, à un point de fusion) ils contiennent une quantité tellement élevée de cire que les enroulements sont rendus cas- sants et que les câbles imprégnés de papier sont difficiles à courber, sans que les enroulements soient endommagés.
Par ailleurs, aux températures d'im- prégnation, la viscosité des compositions d'imprégnation connues est telle- ment faible qu'une quantité importante de cette composition s'écoule du câble après l'imprégnation et avant sa solidification, à tel point que la résistan-
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ce du câble fini aux chocs est considérablement réduite.
La présente invention a pour objet une composition d'imprégna- tion, dont la viscosité, à une température légèrement supérieure à son point de fusion, est suffisamment élevée pour empêcher un écoulement appréciable pendant la fabrication ou l'utilisation, mais dont la viscosité, à la tempé- rature d'imprégnation, soit aux environs de 120 C, n'est pas trop élevée pour empêcher une imprégnation en profondeur.
On a découvert à présent qu'une huile isolante contenant une cer- taine proportion d'une cire synthétique hydrocarbonée et, si on le désire, une certaine proportion de polyisobutylène et/ou de polyéthylène possède un point de fusion élevé, des caractéristiques plastiques souhaitables aux tem- pératures peu élevées et une viscosité suffisamment élevée immédiatement au delà de son point de fusion, cette viscosité pouvant être ajustée dans de larges limites. Une telle composition peut contenir moins de cire pour le marne point de fusion et les mêmes caractéristiques de non-écoulement que les compositions d'imprégnation connues et subira, dans ce cas, une contraction réduite en refroidissant.
Par ailleurs, cette composition donne lieu à la formation de moins de vides dans le diélectrique, ce qui réduit l'ionisation gazeuse et accroît la durée de service des câbles.
Suivant la présente invention, une composition pour l'imprégna- tion de matières fibreuses, devant servir à isoler les conducteurs de câ- bles ou les condensateurs, contient une huile isolante et une cire hydro- carbonée synthétique, avec ou sans polyisobytèlène et/ou polyéthylène.
La cire hydrocarbonée synthétique est une cire à point de fusion élevé, supérieur à 85 C et, de préférence, compris entre 85 et 120 C et à faible perte diélectrique. Comme exemple de cire synthétique appropriée, on peut citer celle connue sous la dénomination commerciale "Super Hard Wax N 105", qui fond à 108-110 C et constitue un produit obtenu par le procé- dé Fischer-Tropsch. Cette cire a un poids moléculaire moyen d'environ 600 (ce qui correspond à 40 atomes de carbone) et son point d'ébullition sous vide est supérieur à 460 C. Comme autre exemple de cire synthétique appro- priée, on peut citer une cire synthétique produite par l'hydrogénation d'hydrocarbures naturels moins saturés.
La proportion de polyisobutylène et/ou de polyéthylène contenue dans la composition d'imprégnation, lorsque de tels polymères sont employés, dépend du poids moléculaire du polymère. Ainsi, lorsqu'on emploie du poly- isobutylène et/ou du polyéthylène à faible poids moléculaire, par exemple du polyisobutylène de poids moléculaire approximativement égal à 1200 et connu sous le nom de "Oronite 32", du Polythène de qualité 200. 000 d'un poids moléculaire de 2500 ; proportion pouvant atteindre 4-0 % en poids sur la base du poids de la composition d'imprégnation peut être utilisée.
Lorsqu'on emploie du polyisobutylène et/ou du polyéthylène de poids molé- culaire élevé, par exemple du polyisobutylène de poids moléculaire égal à environ 100.000, la proportion de polymère ne doit, en général, pas excéder 1 % en poids, sur la base des points de la composition d'imprégnation. La proportion de cire synthétique hydrocarbonée peut atteindre 60 % en poids et est, de préférence, comprise entre 15 et 60 % en poids, sur la base du poids de la composition.
On peut incorporer à la composition une certaine proportion de vaseline, de rosine ou d'autres résines à faible perte diélectrique. De faibles proportions d'inhibiteurs d'oxydation et de désactivateurs métalli- ques peuvent aussi être incorporées à la composition d'imprégnation, de ma- nière à en empêcher l'oxydation ou l'altération, tant pendant la fabrica- tion que dans le câble ou condensateur fini.
L'invention concerne également un procédé pour l'obtention d'une composition destinée à l'imprégnation de câbles et de condensateurs et tel- le que décrite plus haut, ce procédé consistant à dissoudre du polyisobuty- lène et/ou du polyéthylène dans une cire hydrocarbonée synthétique, de pré-
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férence en atmosphère inerte, en agitant et à température élevée, puis à ajouter l'huile isolante au mélange. Ou bien, en appliquant le procédé dé- crit dans le brevet belge n 486.324, le polyisobutylène peut être dissous dans un solvant et un mélange d'une huile isolante et d'une cire hydroear- bonée synthétique peut y être ajouté, le solvant étant ensuite éliminé.
L'invention englobe également les câbles et condensateurs, dont les couches isolantes et fibreuses sont imprégnées à l'aide d'une com- position telle que décrite plus haut.
On décrira à présent à titre d'exemple deux procédés d'exécu- tion de l'invention.
EXEMPLE 1
350 gr. de cire "Super Hard Wax N 105" fondant à 10/110 C, sont fondus dans une atmosphère d'azote dans un récipient à chemise de va- peur et la température est élevée jusqu'à 140 C. 32,5 gr. de polyisobuty- lène de poids moléculaire égal à 100.000, découpés en petits morceaux d'en- viron 1/2 pouce cubique, sont alors ajoutés à la cire fondue en agitant de manière continue,la température de 140 C et l'atmosphère d'azote étant maintenues. Lorsque tout le polyisobutylène s'est dissous, on ajoute au mé- lange 617,5 gr d'une huile isolante pour câble à faible perte diélectrique et à viscosité Redwood de 900 secondes à 60 C, après quoi le tout est agité jusqu'à obtention d'une masse homogène.
On laisse alors refroidir la compo- sition d'imprégnation jusqu'à 110 C dans l'atmosphère d'azote et finalement on la verse dans des récipients appropriés. La composition finale a un point de goutte Ubbelohde d'environ 97 C.
EXEMPLE 2
On applique dans le présent exemple le procédé décrit dans le brevet belge n 486.324. 32,5 gr. de polyisobutylène sont découpés en pe- tits morceaux et dissous dans 325 gr. d'éther de pétrole redistillé (P.E.: 120-140 C). 617,5 gr. d'une huile isolante pour câble d'une viscosité Redwood de 500 secondes à 60 C sont alors mélangés à 350 gr. de cire "Su- per Hard Wax N 105", et le mélange est maintenu, sous vide, à 120 C dans un récipient. La solution de polyisobutylène est alors mélangée à l'huile isolante et à la cire et le mélange est amené à 120 C, sous vide, à la partie supérieure d'une tour, où le mélange est brisé en gouttelettes que l'on laisse tomber sur le fond de la tour.
De la vapeur saturée à 140 C est injectée à la base de la tour et la vapeur et le solvant sont entrai- nés par une conduite sous vide, pour être subséquemment condensés. La com- position d'imprégnation recueillie à la base de la tour est remise en cir- culation jusqu'à ce que tout le solvant ait été enlevé, après quoi on la met dans des récipients d'emmagasinage.
Pour faciliter l'enlèvement de l'éther de pétrole, il est sou- haitable de laisser le liquide s'accumuler à la base de la tour jusqu'à une hauteur d'environ 1/3 de la hauteur de la tour et de faire barboter de la vapeur saturée dans le liquide, qui est, de préférence, chauffé par des serpentins de vapeur indépendants contenant de la vapeur saturée à 140 C.
Un procédé typique pour imprégner un câble à l'aide de la nou- velle composition est le suivant. La composition d'imprégnation fondue, qui a été au préalable séchée et dégazéifiée, est amenée à passer à 120 C dans un récipient d'imprégnation contenant le conducteur de câble séché muni d'un enroulement en papier, sous vide. On laisse la composition d'im- prégnation recouvrir le câble jusqu'à ce que l'imprégnation soit terminée.
Le tout est alors refroidi à 110 C, le vide est interrompu et le câble imprégné est retiré du récipient après quoi le conducteur est gainé.
EXEMPLE 3
200 gr. de cire "Super Hard Wax N 105", 200 gr. de cire de ce-
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résine jaune fondant à 80-90 C et 900 gr. d'une huile isolante pour câble d'une viscosité Redwood de 900 secondes à 60 C sont agités à une tempéra- ture de 120 C dans une atmosphère d'azote, jusqu'à ce que la cire se soit complètement dissoute dans l'huile et que le mélange soit homogène. La com- position d'imprégnation ainsi préparée est admise à se refroidir jusqu'à 100 C sous une atmosphère d'azote et est ensuite versée dans des récipients appropriés.
EXEMPLE
150 gr. de cire "Super Hard Wax N 5", 250 gr. de polyisobutylè- ne de poids moléculaire égal à 1200 et 600 gr. d'une huile isolante pour câble d'une viscosité de 500 secondes Redwood à 60 C sont mélangés. La com- position d'imprégnation obtenue fond à 84 C.
Les propriétés diélectriques des compositions d'imprégnation pré- parées conformément à la présente invention sont bonnes à toutes les tempé- ratures. La viscosité, au-dessus du point de fusion, de la composition aug- mente, à mesure qu'augmente le pourcentage de polyisobutylène et diminue, à mesure qu'augmente la teneur en cire synthétique.
REVENDICATIONS.
1. Composition pour l'imprégnation de matières fibreuses pour l'isolement des conducteurs de câbles ou de condensateurs, laquelle compo- sition contient une huile isolante et une cire synthétique hydrocarbonée, avec ou sans polyisobutylène et/ou polyéthylène.