Câble électrique. Dans le brevet principal, on a décrit un type de câble électrique dans lequel le diélec trique était formé par des couches superpo sées de papier imprégné et contenant un gaz comprimé servant à compenser la dilatation et la contraction du composé d'imprégnation, ce gaz étant en contact direct avec le diélec trique et dans des espaces qui s'étendent sur une longueur relativement faible dans le sens longitudinal et dans lesquels il est soustrait aux efforts électriques.
Dans ce brevet, on a décrit certaines formes de câbles de ce type, câbles dans lesquels les matelas ou coussins de gaz comprimé sont situés entre le diélectri que et la gaine, dans un espace hélicoïdal li mité par un ruban d'espacement enroulé au tour du diélectrique sous la forme d'une hé lice à spires écartées.
La présente invention se rapporte à un câble de ce type et concerne particulièrement le mode de construction et d'assemblage du ruban d'espacement et des parties du câble entre lesquelles se trouvent les coussins de gaz.
Dans ce câble, le ruban d'espacement qui, de préférence, est constitué par un certain nombre de couches superposées, est maintenu en place par un ruban métallique appliqué sous tension sur la surface extérieure du ru ban d'espacement et présentant à sa surface extérieure une couche de soudure grâce à la quelle le ruban métallique est uni à la gaine. De cette façon, le ruban d'espacement lui- même est rendu imperméable au gaz com primé et le joint entre ledit ruban et la gaine est rendu étanche au gaz et cela de telle fa çon que l'étanchéité est maintenue lorsque le câble est manipulé.
Sur le dessin annexé sont illustrés, à titre d'exemple, une forme d'exécution du câble se lon l'invention et un procédé pour sa fabrica tion.
La fi-. 1 est une vue longitudinale de cette forme d'exécution, certaines parties étant représentées en coupe et les couches ex térieures étant enlevées successivement en passant de gauche à droite de ladite figure, tandis que les fig. 2, 8, 4 et 5 sont des coupes trans- versales représentant chacune une phase dif férente de fabrication.
Il est bien entendu que ces figures sont schématiques et ne sont pas exécuf-es à l'é chelle. Il a été nécessaire d'exagé, 5r l'épais seur de certaines parties en comparaison d'au tres pour montrer clairement la structure.
Le conducteur 1 est composé de fils en forme de secteur disposés autour d'un fil cir culaire de manière à produire un conducteur ne présentant pas d'espaces appréciables le long desquels la matière imprégnante pour rait circuler librement. Ce conducteur est re couvert de la façon usuelle du diélectrique 2 en papier et celui-ci est imprégné. La couche extérieure de diélectrique est pourvue, à la fa çon habituelle, d'un revêtement conducteur qui sert de surface équipotentielle et d'écran.
A l'extérieur de la couche conductrice qui recouvre le diélectrique, on a appliqué le ru ban hélicoïdal d'espacement qui est constitué par une partie intérieure 2 -+ une partie exté rieure 4 formées chacune de plusieurs cou ches de papier métallisé. La partie intérieure 3 est appliquée sous forme d'une hélice à bords non jointifs de manière à laisser entre les spires un large espace 5. On applique à l'extérieur de cette partie inférieure 3 un large ruban 6 de papier métallisé. Ce ruban, qui dans ce qui suit sera appelé "ruban de barrage", recouvre l'espace 5 et repose, de chaque côté, sur des spires voisines de la par tie 3 du ruban d'espacement.
Le ruban 6 pré sente un nombre approprié de petites perfora tions 7 de dimensions telles qu'un composé visqueux ne puisse pas s'écouler librement à travers elles. Les rubans de papier métallisé 4 qui forment la partie extérieure du ruban d'espacement sont appliqués ensuite sur la partie intérieure 3 et sur les bords du ruban 6, de manière à maintenir en place le ruban de barrage. Sur l'extérieur des rubans 4, on applique sous tension un ruban métallique 8 à la surface extérieure duquel est appliqué un ruban 9 de soudure. A ce moment, le câble est amené à la presse à filer le plomb pour qu'il soit revêtu de sa gaine.
Immédiatement avant qu'il entre dans la presse, le câble passe dans un bain d'un composé visqueux, de ma nière que l'espace 10 compris entre les parties externes 4 du ruban d'espacement et le ru ban de barrage 6 soit rempli de ce composé qui est entraîné dans la presse et revêtu de la gaine 11. A mesure que la gaine est appli quée, la chaleur transmise de ladite gaine en plomb au ruban métallique provoque la fu sion de la soudure 9 sur la surface extérieure du ruban métallique 8 et unit ainsi le ruban avec la gaine en plomb 11. Il est préférable d'utiliser une soudure pauvre en étain et riche en plomb, de manière que la composition et les propriétés physiques de la gaine ne soient pas modifiées considérablement dans la ré gion où se produit la soudure.
On renforce ensuite la gaine- 11, de ma nière qu'elle puisse résister à une pression in térieure. Le renforcement est constitué par deux couches de ruban de laiton 12 appli quées sur un support 13 en papier qui se trouve sur la gaine 1.1. Sur le ruban en lai ton, on applique un ruban de coton imprégné 14 et on applique ensuite la gaine extérieure en plomb 15. Cette gaine sert principalement à protéger contre l'humidité et d'autres in fluences les pièces qui renforcent le câble.
Le mode de formation des coussins de gaz comprimé sera décrit à l'aide des fig. 2 à, 5. La fig. 2 montre l'état -de fabrication qu'on a atteint avant que le câble soit amené à la presse à filer le plomb en vue de l'ap plication de la gaine intérieure 11. La fig. 3 montre la phase suivante du procédé et par conséquent l'aspect que présente le câble tel qu'il vient de la presse à filer le plomb. La couche de composé visqueux représentée oc cupe l'espace 10 entre le ruban de barrage 6 et la gaine 11. L'espace intérieur 5, concen trique à l'espace extérieur 10, est exempt du composé visqueux: il s'ensuit qu'il y a là un passage hélicoïdal libre d'une extrémité du câble à l'autre.
La phase suivante du procédé de fabri cation est l'application du revêtement de ren forcement. Après cette phase, on peut. refou ler du gaz comprimé dans le tronçon de câble à partir d'une extrémité ou des deux extrémi- tés dudit tronçon et le gaz occupe alors tout l'espace 5. Cet état est représenté par la fig. 4, sur laquelle la présence de gaz com primé est indiquée par des points dans l'es pace 5. Tout en maintenant encore la pression exercée sur le gaz, il est nécessaire de subdi viser la. masse de gaz en coussins séparés.
A cet: effet, on applique de la chaleur à l'exté rieur de la gaine 1.1 ou bien on fait passer par le conducteur un courant d'intensité suffi sante pour élever le composé contenu dans l'espace 10 à la température nécessaire. Ces deux procédés ont pour effet de faire devenir plus fluide le composé visqueux contenu dans l'espace 10, de le faire passer par les ouver tures 7 du ruban de barrage 6 et de le faire couler vers les parties les plus basses des deux espaces concentriques 5 et 10. Cette phase de fabrication est marquée par les différences entre les fig. 4 et 5.
On laisse alors refroidir ce composé qui a passé à la po sition représentée sur la, fig. 5 et ledit com posé reste sensiblement pendant toute l'exis tence du câble dans la position représentée sur cette figure, pour servir à séparer chacun des coussins de gaz de son voisin. Chacun desdits coussins est, à cet effet, constitué par une partie de spire des espaces hélicoïdaux 5 et 10 qui communiquent par les trous 7 exis tant dans le ruban de barrage 6.
Le volume de chaque coussin de gaz doit être choisi proportionnellement aux autres di mensions du câble. de manière que la dilata tion du composé d'imprégnation du diélectri que ne donne pas à la pression dit gaz dans cet espace une valeur indésirable à la tempé rature la plus élevée qui doit être atteinte en service.
On a constaté qu'une marge conv ena- ble pour le réglage de la pression en fonction de la température est de 14 à<B>2</B>1 lig par cm2. La dimension principale dans la construction du câble qui peut varier et qui est susceptible d'affecter cette valeur est la somme des épais seurs des espaces 5 et 10 dans le ses radial.
Le rapport de cette dimension et de l'épaisseur du diélectrique clans le sens radial dépend, entre certaines limites, de la nature du com posé utilisé pour l'imprégnation du diélectri que et de l'espace occupé par le composé vis queux utilisé pour réaliser l'étanchéité. Les dimensions convenables peuvent être calculées compte tenu des propriétés connues de ces matières. A titre d'exemple, on peut indiquer qu'on obtient des résultats satisfaisants lors que, le composé utilisé pour réaliser l'étan chéité occupant d'un tiers à la moitié des es paces hélicoïdaux 5 et 10, la somme des épaisseurs desdits espaces dans le sens radial est comprise entre un huitième et un dixième de l'épaisseur du diélectrique \? dans le sens radial.
On remarquera que lorsqu'on forme les rubans d'espacement 3 et 4 et le ruban de barrage 6 en papier métallisé ou en une ma tière conductrice équivalente, les espaces dans lesquels se forment les coussins sont proté gés contre les efforts électriques du fait qu'ils sont entourés de surfaces conductrices ayant le même potentiel électrique que la gaine<B>11.</B>
Electric cable. In the main patent, a type of electric cable was described in which the dielectric was formed by superposed layers of impregnated paper and containing a compressed gas serving to compensate for the expansion and contraction of the impregnating compound, this gas being in direct contact with the dielectric and in spaces which extend over a relatively short length in the longitudinal direction and in which it is subtracted from electrical forces.
In this patent, certain forms of cables of this type have been described, cables in which the mattresses or cushions of compressed gas are situated between the dielectric and the sheath, in a helical space bounded by a spacer tape wound around dielectric in the form of a helix with spaced turns.
The present invention relates to such a cable and particularly relates to the method of construction and assembly of the spacer tape and the parts of the cable between which the gas cushions are located.
In this cable, the spacer tape, which preferably consists of a number of superimposed layers, is held in place by a metal tape applied under tension to the outer surface of the spacer tape and having on its surface outer layer of solder thanks to which the metal tape is united to the sheath. In this way, the spacer tape itself is made impermeable to the compressed gas and the seal between said tape and the sheath is made gas-tight and this in such a way that the seal is maintained when the cable is handled. .
In the accompanying drawing are illustrated, by way of example, an embodiment of the cable according to the invention and a process for its manufacture.
The fi-. 1 is a longitudinal view of this embodiment, certain parts being shown in section and the outer layers being removed successively while passing from left to right of said figure, while FIGS. 2, 8, 4 and 5 are cross sections each representing a different phase of manufacture.
It is understood that these figures are schematic and are not executed to scale. It was necessary to exaggerate the thickness of some parts in comparison with others to clearly show the structure.
The conductor 1 is composed of sector-shaped wires arranged around a circular wire so as to produce a conductor having no appreciable spaces along which the impregnating material can flow freely. This conductor is covered in the usual way with the dielectric 2 made of paper and the latter is impregnated. The outer dielectric layer is provided, in the usual way, with a conductive coating which serves as an equipotential surface and a screen.
On the outside of the conductive layer which covers the dielectric, the helical spacer strip has been applied which consists of an inner part 2 - + an outer part 4 each formed of several layers of metallized paper. The interior part 3 is applied in the form of a helix with non-contiguous edges so as to leave between the turns a large space 5. A wide strip 6 of metallized paper is applied to the outside of this lower part 3. This tape, which in what follows will be called "barrier tape", covers the space 5 and rests, on each side, on turns adjacent to part 3 of the spacer tape.
The tape 6 has an appropriate number of small perforations 7 of such dimensions that a viscous compound cannot flow freely through them. The tapes of metallized paper 4 which form the outer part of the spacer tape are then applied to the inner part 3 and to the edges of the tape 6, so as to hold the barrier tape in place. On the outside of the tapes 4, a metal tape 8 is applied under tension to the outer surface of which a welding tape 9 is applied. At this time, the cable is brought to the lead spinning press to be coated with its sheath.
Immediately before entering the press, the cable passes through a bath of a viscous compound, so that the space 10 between the outer parts 4 of the spacer tape and the barrier strip 6 is filled. of this compound which is entrained in the press and coated with the sheath 11. As the sheath is applied, the heat transmitted from said lead sheath to the metal tape causes the solder 9 to melt onto the outer surface of the tape. 8 and thus unites the tape with the lead sheath 11. It is preferable to use a solder poor in tin and rich in lead, so that the composition and physical properties of the sheath are not changed considerably in the process. gion where welding occurs.
The sheath 11 is then reinforced so that it can withstand an internal pressure. The reinforcement consists of two layers of brass tape 12 applied to a paper support 13 which is located on the sheath 1.1. On the brass tape, an impregnated cotton tape 14 is applied and the outer lead sheath 15 is then applied. This sheath serves primarily to protect the parts which reinforce the cable against humidity and other influences.
The method of forming the compressed gas cushions will be described with the aid of FIGS. 2 to, 5. FIG. 2 shows the state of manufacture which was reached before the cable was fed to the lead extrusion press for the application of the inner sheath 11. FIG. 3 shows the next phase of the process and therefore the appearance of the cable as it comes from the lead extrusion press. The layer of viscous compound shown oc cupes the space 10 between the barrier tape 6 and the sheath 11. The interior space 5, concen trating to the exterior space 10, is free from the viscous compound: it follows that there is a free helical passage from one end of the cable to the other.
The next phase of the manufacturing process is the application of the reinforcing coating. After this phase, we can. forcing compressed gas into the section of cable from one end or both ends of said section and the gas then occupies the entire space 5. This state is represented by FIG. 4, on which the presence of compressed gas is indicated by dots in space 5. While still maintaining the pressure exerted on the gas, it is necessary to subdue the aim. mass of gas in separate cushions.
To this end: heat is applied to the outside of the sheath 1.1 or else a current of sufficient intensity is passed through the conductor to raise the compound contained in space 10 to the necessary temperature. These two methods have the effect of making the viscous compound contained in the space 10 become more fluid, of passing it through the openings 7 of the barrier tape 6 and of making it flow towards the lower parts of the two concentric spaces. 5 and 10. This manufacturing phase is marked by the differences between FIGS. 4 and 5.
This compound is then allowed to cool, which has passed to the position shown in FIG. 5 and said compound remains substantially throughout the existence of the cable in the position shown in this figure, to serve to separate each of the gas cushions from its neighbor. Each of said cushions is, for this purpose, formed by a part of the spiral of the helical spaces 5 and 10 which communicate through the holes 7 existing in the barrier strip 6.
The volume of each gas cushion must be chosen in proportion to the other dimensions of the cable. so that the expansion of the dielectric impregnating compound does not give the pressure of said gas in this space an undesirable value at the highest temperature which must be reached in service.
It has been found that a suitable margin for adjusting the pressure as a function of temperature is 14 to <B> 2 </B> 1 lig per cm2. The main dimension in the construction of the cable which can vary and which is likely to affect this value is the sum of the thicknesses of the spaces 5 and 10 in the radial ends.
The ratio of this dimension to the thickness of the dielectric in the radial direction depends, between certain limits, on the nature of the compound used for the impregnation of the dielectric and on the space occupied by the viscous compound used to produce. sealing. Suitable dimensions can be calculated taking into account the known properties of these materials. By way of example, it can be indicated that satisfactory results are obtained when, the compound used to achieve the seal occupying from one third to one half of the helical spaces 5 and 10, the sum of the thicknesses of said spaces in the radial direction is between one eighth and one tenth of the thickness of the dielectric \? in the radial direction.
It will be noted that when the spacing tapes 3 and 4 and the barrier tape 6 are formed from metallized paper or an equivalent conductive material, the spaces in which the cushions are formed are protected against the electrical forces due to the fact that 'they are surrounded by conductive surfaces having the same electrical potential as the sheath <B> 11. </B>