<Desc/Clms Page number 1>
Jusqu'à ce jour, les-boîtes d'extrémité et de traversée Moyenne et
Haute Tension comportaient nécessairement pour maintenir les qualités diélec- triques de l'huile ou du liquide utilisé pour imprégner le papier isolant des câbles et pour assurer l'isolement des conducteurs sous tension par rapport aux boîtes elles-mêmes ou aux pièces de connexion, un compound ou isolant coulé à l'intérieur même des boîtes, enrobant les extrémités des câbles et les pièces métalliques des connexions.
Ces formes de réalisation des boîtes impliquent les inconvénients suivants bien connus: -pour éviter que ces boîtes ne se vident en cours d'utilisation, le compound utilisé doit être solide à la température normale de fonctionne- ment et, à fortiori, à la température ambiante, d'où la nécessité de le porter à sa température de fusion pour pouvoir le couler au lieu même d'u- tilisation, ce qui ne laisse pas d'être délicat par temps favorable et de- vient particulièrement difficile lorsque les conditions atmosphériques sont plus rigoureuses :
neige, etcooo - Pour assurer un isolement correct il est nécessaire que le com- pound soit parfaitement homogène dans sa masse et coulé de telle façon qu'il n'existe aucune poche d'air susceptible de favoriser des amorçages alors que, suivant ce qui précède, la liquéfaction du compound est difficile à obtenir du fait même de ses conditions d'utilisation...... Il est bien cQn- nu d'ailleurs que les boites d'extrémité ou de traversée ont été jusqu'à ce jour des éléments défavorables à la généralisation d'emploi des câbles isolés.
-En troisième lieu, en cas de claquages de boîtes, c'est-à-dire d'amorçages entre câbles et boîtes, ou en cas de claquages du câble à une .certaine distance de la boîte, du fait même de la réduction des qualités isolantes de l'huile d'imprégnation, hydratation ou pollution, le remplace- ment complet de la boite et de la partie de câble intéressé ne laisse pas de présenter, à priori, des difficultés importantes lorsque les longueurs de câbles disponibles deviennent insuffisantes du fait même de remplacements successifs d'un certain nombre de boîtes à la même extrémité de câbles.
Depuis quelques années sont apparus sur le marché des câbles moyen- ne et haute tension, non imprégnés, isolés aux matières plastiques comme par exemple le polyéthylène ou le butyle et, ne nécessitent plus, du fait de leur non imprégnation et de leur homogénéité, de fermeture hermétique de leur extrémité pour éviter l'hydratation ou la pollution de l'huile d' imprégnation.
Malgré les caractéristiques de ces câbles impliquant - évidemment des modalités essentiellement différentes de réalisation des boîtes d'extré- mité, un certain nombre de constructeurs ont continué à utiliser des boîtes remplies de compound, plus spécialement d'araldite. Cependant, du fait même de la constitution chimique du polyéthylène ou du butyle, le compound de remplissage et particulièrement l'araldite, est dans l'impossibilité d'ac- crocher sans solution de continuité au dit polyéthylène ou butyle et, par- tant, laisse subsister des cheminements qui se remplissent d'humidité du fait de la respiration de la boîte et entraînent des amorçages à la masse.
Certains constructeurs ont pensé que ces amorçages étaient dûs en partie à l'ionisation se produisant dans la région où le conducteur con- stituant couche équipotentielle et pouvant en outre servir de conducteur de retour et inséré entre l'isolant polyéthylène ou butyle ou la couche protectrice extérieure réalisée par exemple en chlorure de polyvinyle,est séparé du polyéthylène, coupé et mis à la terreo
<Desc/Clms Page number 2>
Suivant cette isdée, ont été réalisées des boîtes d'extrémité ou de traversée comportant des déflecteurs pour répartir le champ à l'endroit de cette mise à la terre., déflecteurs noyés eux-mêmes dans la matière de remplissage.
Cependant, les cheminements précédemment constatés dans la matière de remplissage ont persisté et des amorçages se sont produits. Il est d'ail- leurs à noter que subsistait pour ces boîtes la difficulté de réparation, c'est à dire qu'en cas d'amorçage les boites d'extrémité ou de traversée devenaient absolument inutilisables ainsi que le câble compris à 1"intérieur desdites boîtes.
Pour remédier aux inconvénients précités, les demandeurs ont pensé réaliser des boîtes d'extrémités et de traversées établies en fonction des caractéristiques physiques et chimiques des câbles polyéthylène et butyle et plus particulièrement pour tenir compte de leur non mouillabilité et de leur passivité chimique.
Il est connu en effet qu'un câble polyéthylène trempé dans l'eau se couvre de gouttelettes non adhérentes sans solution de continuité, de même il est connu que l'araldite et les divers compound ne collent pas sur ces produits ; encas d'atmosphère chargée d'humidité, l'isolement diélec- trique de ces câbles n'est par réduit.
Il est donc possible de réaliser des boîtes présentant les carac- téristiques suivantes: - non remplissage par un compound, la boite proprement dite "respire" pour éviter toute condensation intempestive d'humidité.
- dêbrochabilité des câbles ; donné le non remplissage, il est possible de réaliser le montage à l'extrémité des câbles d'un contact mâle, venant prendre place dans une tulipe femelle et permettant ainsi la débrochabilité rapide par le dévissage d'un simple dispositif de fixation dudit câbleoCette débrochabilité est particulièrement intéressante dans les installations rurales, lors du montage ou du démontage en cas d'inci- dents dans les postes de transformation.
- La non ionisation au droit de la mise à la terre de la couche conductrice équipotentielle par l'utilisation conjointe, d'un déflecteur métallique et d'un bicône en matière isolante, de préférence en polyéthylène ou en butyle, réalisé en forme comme indiqué sur les figures annexées.
Il a été en effet constaté par les demandeurs que l'utilisation conjointe d'un déflecteur et d'un bicône remontaient considérablement le seuil d'ipnisation au droit de la mise à la terre du conducteur formant écran équipotentiel.
Les demandeurs savent parfaitement que certains techniciens pen- sen pouvoir utiliser les câbles polyéthylène ou butyle sans aucune, protec- tion mais, si l'utilisation du dispositif anti- ionisant, objet principal de ce brevet, apparaît suffisant à certains, il semble préférable aux de- mandeurs, dans l'état actuel de la technique de fabrication desdits câbles secs, de protéger les extrémités contre les agents atmosphériques par des enveloppes protectrices en porcelaine ou toute autre matière isolante, comme il sera montré ultérieurement.
Il est à noter que rentrent dans le brevet, toutes réalisations d'extrémité de câbles comportant un dispositif anti-icnisant avec déflecteur et bicône, sans utilisation d'enveloppe, protectrice.
Les avantages du dispositif, objet de la présente invention se ré-
<Desc/Clms Page number 3>
sument donc principalement en: - élévation du seuil d'ionisation, - débrochabilité et, partant, facilité de montage et de démontage, - simplicité de réalisation et, partant, modicité de prix de re- vient.
D'autres avantages apparaîtront lors de la description des divers modèles réalisés, représentés à titre d'exemples non limitatifs de la pré- sente invention, étant entendu que des modifications de détail sont tou- jours possibles sans sortir du cadre du présent brevet. Sont décrites en particulier, des boîtes d'extrémité pour utilisation à l'intérieur et à l'extérieur, des boites de traversées et des boites de jonction, etc...
La figure 1 représente une vue en coupe du montage du dispositif de mise à la terre avec déflecteur et bicône à la partie inférieure d'une boîte selon l'invention, en cas d'emploi d'un câble avec tresse cuivre.
La figure 2 représente le même montage dans le cas d'emploi d'un câble avec feuillard cuivre.
La figure 3 représente un détail de la figure 2 et plus spéciale- ment la pièce de contact entre la couche conductrice équipotentielle et la pièce métallique de mise à la terre.
La figure 4 représente une extrémité du câble embrochable avec dis- positif anti-ionisant.
La figure 5 représente une vue en 1/2 coupe d'une boîte d'intérieur.
La figure 6 représente le montage sur un même support de 3 boîtes d'intérieur identiques à celle de la figure 5.
La figure 7 représente la vue en coupe d'une boîte de traversée utilisable indifféremment à l'intérieur et à l'extérieur.
La figure 8 représente une vue de face de la boite figure 7.
La figure 9 représente une vue en demi-coupe de face d'une boîte d'extrémité type extérieur avec protection porcelaine.
La figure 10 représente en coupe une boite de jonction type inté- rieur à fermeture automatique permettant après débrochage d'un conducteur, le renvoi de la tension sur le premier sans danger.
La figure 11 est une vue longitudinale de ladite boîte de jonction, câbles en place.
Les figures 12 et 13 représentent, de face et de profil un ensem- ble des 3 boîtes précédentes montées sur un support identique.
Les figures 14 et 15 représentent le même montage et la même boîte que figures 12 et 13, mais avec un des conducteurs retiré, la sécurité étant alors réalisée.
Les figures 16 et 17 représentent, à titre d'exemple, des embouts de raccordement entre l'âme conductrice du câble sec et un conducteur quel- conque.
Pour assurer la mise à la terre de la couche anti-ionisante, pouvant éventuellement être utilisée comme conducteur de retour ainsi qu'il a été indiqué précédemment pour répartir le champ électroinagnétique et re- monter le seuil d'ionisation au droit de la séparation dudit conducteur, il est apparu nécessaire de réaliser un montage comprenant essentiellement et conjointement un dispositif de mise à la terre, un déflecteur et 1 bi-
<Desc/Clms Page number 4>
cône tels que représentés figures 1 et 2.
La figure 1 représente en (2) le câble sec tel que livré par le câblier, la couche d'isolant extérieur en chlorure de polyvinyle par exem- ple (6) est coupée à une longueur adéquate en laissant intact l'ioslant polyéthylène (8), la tresse de cuivre représentée en (7) calibrée pour permettre certaines intensités de retour ou de déséquilibre est retournée comme montré figure 1 autour d'une pièce métallique (12) en forme dont la base appuie sur une rondelle en caoutchouc (il) qui, du fait même du montage, exerce un effort transversal sur le câble pour éviter qu'il ne glisse, et que la tresse ne se détente le long de ce dernier.
Pour éviter tout effluvage de ladite gaine, alors que les fils constituant le conducteur sont susceptibles de se dégager à l'endroit où la gaine est retournée le long de la pièce (12), il est bon d'utiliser une pièce en forme de couvercle (13) pour éviter tout effet de pointe.
Suivant l'invention, pour répartir le potentiel autour du câble, est utilisé un déflecteur (14) en forme, qui établit subsidiairement un contact entre la tresse (7), et la partie métallique extérieure de la boite non numérotée, représentée en pointillé, par l'intermédiaire de la pièce (13).
Ainsi qu'il a été dit précédemment, pour relever le seuil d'ionisa- tion, il est apparu nécessaire d'utiliser conjointement avec le déflecteur une pièce isolante en forme de bicône tel que représenté en (16) et incluse à l'intérieur du déflecteur (14). Ce bicône évite en outre toute introduction d'humidité entre la tresse et la couche polyéthylène dans le cas d'utilièatio à l'extérieur.
La figure 2 représente, lorsque au lieu de la tresse précitée est utilisée pour constituer couche équipotentielle une feuille de clinquant de cuivre (l8) d'épaisseur extrêmement réduite, une modalité de montage, toutes autres pièces restant identiques, à celles de la figure 1 à l'excep- tion du bicône (15) et de la pièce (17).
En effet, étant donné la fragilité de la feuille de clinquant, celle-ci ne peut être pliée autour d'une pièce telle que (12) figure 1; dans ce cas, la mise à la terre est obtenue par le moyen d'un canon élas- tique (17) assurant la liaison électrique entre ladite couche et la boîte par le moyen du déflecteuro
La figure 3 représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de ladite pièce (17) sans qu'il soit nécessaire de la décrire.
La figure 4 représente subsidiairement une extrémité de câble dé- brochable anti-ionisante où (1) est l'âme conductrice du câble dénudé re- couverte d'un embout protecteur (3) pour éviter toutes détériorations ou meutrissures.
Cet embout (3) vient établir le contact dans la tulipe femelle (5) solidaire de la pièce de connexion extérieure, une tulipe anti-ionisante en forme (4) est vissée sur l'extrémité filetée du câble polyéthylène et évite tout effluvage et forme cage de Faraday autour de l'extrémité du câble.
Suivant ce qui précède, il est bien évident que la couche protec- trice du câble jusqu'à la tresse métallique (7) y incluse, est supprimée sur une longueur adéquate pour tenue aux ondes de choc, cette longueur dé- terminant la hauteur propre de la boîte. Par exemple, pour une tenue 100% à l'onde de choc normalisée 100 kV, 1/50, la longueur de la couche protec-
<Desc/Clms Page number 5>
trice inférieure (8) sur laquelle le dénudage sera pratiqué sera de l'ordre de 150 mm pour le câble courant sec à 15 kV.
La figure 5 représente une demi vue en coupe d'une boite type in- térieur constituée essentuellement comme indiqué figure 1, montée à l'inté- rieur d'une boîte métallique (33) et fixée par l'intermédiaire d'une colle- rette et de vis sur un fer support (34) susceptible d'être monté sur des parois quelconques par le moyen de visa
La figure 6 montre le montage de 3 boites type intérieur sur un mê- me support.
Sont représentés en (34) le support métallique, en (35) des col- liers montés autour de la boîte (33) pour assurer une mise à la terre com- mune, lesdits colliers étant réunis par une tige métallique filetée (36), reliée effectivement à la terre par l'intermédiaire des câbles (37) par exemple
Les figures 7 et 8 montrent une vue en coupe axiale et une vue en face d'une boîte de traversée susceptible d'être utilisée à l'intérieur et à l'extérieure
Le corps de ladite boîte de traversée (19) est coulé en matière isolante, par exemple en araldite chargée à 60% de silice, avec, noyés éventuellement dans la masse et non représentés sur la figure, des écrans électrostatiques.
Au moment de la coulée, sont mis en place dans le moule et noyés: - un conducteur métallique (20) et une broche de connexion (21) le premier amenant le courant dans l'enceinte du transformateur ou disjonc- teur, la seconde assurant un contact avec l'embout conducteur (3), comme représenté fige 4 disposé autour de l'âme conductrice du câble. Le joint sur la cuve même des appareils d'utilisation? transformateur ou disjoncteur se fait en (22) le bossage (23) fig. 8 servant à fixer ladite traversée sur la cuve même de l'appareil d'utilisation.
Il est bien évident que tout autre mode de fixation de la traversée sur la cuve pour assurer l'étanchéité du joint ne modifie en rien le carac- tère de l'invention.
L'embout métallique (24) situé à l'extrémité inférieure de la tra- versée tient en place le système de mise à la terre du câble avec bic8ne, déflecteur et presse étoupe de serrage du câble tel que décrit à la figure 1.
Sur la figure 8 la patte (25) sert uniquement à maintenir en place la traversée et à éviter des efforts sur le plan du joint (22) lors de la mise en place ou du débrochage des câbles.
La figure 9 représente la coupe d'une boîte pour l'extérieur compor- tant en tant que protection extérieure dans le cas de la figure, un manchon porcelaine avec jupes mais pouvant utiliser tout autre mode de protection comme les jupes en matière isolante encastrées les unes dans les autres.
A l'extrémité supérieure de l'ensemble de protection est scellée ou vissée une calotte métallique formant cosse (27) dans laquelle vient d'emmancher l'embout connecteur (28) du câble, étant bien évident qu'une extrémité du câble comme représenté figure 4 venant s'embrocher comme re- présenté figure 7 pourrait être aussi utilisé sans sortir du cadre de la présente invention.
Il est bien évident qu'une extrémité de câble comme représenté fi- gure 4 venant s'embrocher comme représenté figure 7 peut aussi être utilisé.
Le manchon (26) comporte à sa partie inférieure une pièce métallique
<Desc/Clms Page number 6>
(30) équipée pour la mise à la terre de la gaine du câble, du dispositif identique à celui représente figure lo La pièce (30) introduite dans une embase (31) vient prendre appui sur un rebord circulaire prévu à cet effet dans le manchon (26). L'ensemble est maintenu par serrage sur ce rebord avec des demi-colliers (32) vissés sur 1 embase (31), l'étanchéité étant as- surée par une rondelle caoutchouc (29), ladite embase (31) permettant aussi par des perçages appropriés, la fixation de la boite sur des ferrures sup- ports.
Les figures 10 et 11 précisent une forme de réalisation de boites de jonction et montrent en particulier en (49) et (50) 2 câbles dont il faut assurer le continuité électrique, (51) le corps de la boîte proprement dit réalisé soit en résine synthétique, telle l'araldite, soit, plus simple- ment en isolant moulé comme le carton bakélisé par exemple; (52) l'extrémi- té de la botte inférieure et (53) l'extrémité de la boîte supérieure qui peuvent d'ailleurs être interverties.. Il est évident d'ailleurs que, sur une même boîte peuvent être montées 2 extrémités (53) aux lieu et place des extrémités (52) et (53) et que l'extrémité (52) est réalisée comme repré- senté figo 1.
(54) représente la pièce de jonction métallique mise en place à l'intérieur du tube (51) sur laquelle viennent faire contact les doigts (55) et (56) protégeant les extrémités des câbles, (57) étant des pièces de centrage isolantes desdites extrémités de câbles à l'intérieur du corps de boite (51). L'extrémité (53) comporte un volet articulé (58) maintenu en place par le manchon isolant de protection du câble (59), ce manchon réalisé en matière isolante ayant une longueur convenable pour éviter toute ionisation au passage du câble dans la boite au voisinage du volet (58)0 Un presse étoupe (60) bloque le câble sur ledit manchon, une vis pointeau (61) assurant la fixation de ce dernier sur le bottier métallique (53).
Un ressort (62) enroulé autour de l'axe du volet (58) et placé en- tre les oreilles (63) assure automatiquement la fermeture du clapet lorsque le câble (49) est enlevé en même temps que son manchon de. protection (59).
Les figures 12 et 13 représentent un ensemble de 3 boites utilisées par exemple dans le cas d'une distribution tripolaire.
Les boites de jonction telles que représentées peuvent être fixées sur une paroi quelconque au moyen de leur support (64) et des colliers de mise à la terre (65).
Lorsque le câble (49) et avec lui le manchon (59) sont retirés, le volet (58) se ferme automatiquement. Une tige de sécurité (66) peut être alors glissée dans le trou (67) des oreilles (63), de la boite d'extrémité (53) et empêcher de ce fait toute manoeuvre du clapet (58)0 Toutes les boites peuvent en outre, être verrouillées par la même barre figo 14 et 15 et la sécurité complétée par un ou plusieurs cadenas, ce qui implique évidem- ment une opération volontaire.
La figure 16 représente à titre d'exemple non limitatif, un monta- ge de liaison entre l'âme (38) du câble polyéthylène et un conducteur (39).
Une pièce métallique (41) assure la liaison électrique entre les conducteurs (38) et (39), cette pièce métallique étant tenue en place par l'intermédiai- re des vis (42), l'extrémité de la couche protectrice en polyéthylène étant filetée comme représenté en (40).
Une pièce (43) de préférence en métal, assure une meilleure répar- tition des lignes de champet, partant, évite tout effluvage, et toute en- tre d'humidité grâce, en particulier au joint (44)0
<Desc/Clms Page number 7>
En outre, et pour assurer l'étanchéité, la pièce (41) sera de pré- férence enduite d'un compound à base de polyéthylène pour remplir les inter- stices tels que (45)0
La figure 17 représente un autre exemple de réalisation du montage des extrémités de câble, dans laquelle la pièce de jonction (46) se termine en forme de cosse, alors que le fourreau protecteur (47) peut porter une pièce en forme de tulipe (48) pour réduire les effluvages à la jonction des pièces terminales et du câble.