EP0131850A2 - Conducteur pour câble sous-marin d'énergie et procédé de fabrication d'un tel conducteur - Google Patents

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EP0131850A2
EP0131850A2 EP84107811A EP84107811A EP0131850A2 EP 0131850 A2 EP0131850 A2 EP 0131850A2 EP 84107811 A EP84107811 A EP 84107811A EP 84107811 A EP84107811 A EP 84107811A EP 0131850 A2 EP0131850 A2 EP 0131850A2
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Cables de Lyon SA
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/22—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers
    • H01B13/26—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by winding, braiding or longitudinal lapping

Definitions

  • the present invention relates to a conductor for a submarine energy cable, as well as to a method for manufacturing such a conductor.
  • a submarine energy cable is essentially made up of one to three conductors wired at constant pitch and insulated, the whole being surrounded by armor made of steel wires laid in a helix.
  • the purpose of this armor is to protect the insulating layers and to increase the tensile strength of the cable.
  • the object of the invention is to obtain a lower tensile modulus than that obtained by helical wiring with constant pitch to reduce the force F 1 supported by the conductor.
  • the subject of the present invention is a conductor for an underwater energy cable, consisting of at least one layer of wired metal wires, characterized in that all the wires are wired in the same direction and at a periodically variable angle.
  • each conductor wire can follow this elongation by modifying its geometrical position by approaching the mean helix without elongation of the wire itself.
  • the pitch of the ripple generated by the periodically variable angle is less than twice the average pitch of wiring.
  • the peak-peak amplitude of the undulation of the wires is less than 0.1 times the pitch of the undulation.
  • the present invention also relates to a manufacturing process characterized in that a periodic variation of the angle of commettage.
  • the periodic variation of the angle of commetting is obtained by modulating the speed of rotation of the wiring grid through which said wires pass.
  • the periodic variation of the angle of commetting is obtained by modulating the speed of the capstan which receives said wires.
  • the cage 1 is driven in rotation from the main shaft 5 by means of a transmission comprising a gearbox 6.
  • a drawing capstan 7 is also driven from the main shaft through a gearbox 8.
  • FIG. 2 shows the stranding machine equipped with a speed variation system w of the distribution grid.
  • a grid 9 is mounted which is driven independently of the cage by means of a transmission equipped with a gearbox 10 having ratios identical to those of the gearbox 6 of the cage.
  • a speed modulator 11 is added to the kinematic chain.
  • FIG. 3 shows the stranding machine equipped with a speed variation system v for drawing the capstan 7.
  • a speed modulator 12 is added.
  • the pitch of the wire ripple is p and the value of its peak-peak ripple is ⁇ .
  • the value of p is preferably less than twice the average wiring pitch.
  • the value of is chosen between 3% and 7%, which corresponds to a geometric elongation of the wires from 0.2% to 1%.
  • FIG. 5 shows an underwater energy cable comprising a single conductor composed of wires 50 according to the invention.
  • This conductor is surrounded by several insulating layers 51 which may be made of paper impregnated with oil, or of polyethylene or crosslinked polyethylene.
  • the layer 51 directly in contact with the conductor can be semiconductor to ensure a better distribution of the potential.
  • a weave 52 of steel wires surrounds the assembly.

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  • Insulated Conductors (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
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Abstract

Conducteur pour câble sous-marin d'énergie, constitué par au moins une couche de fils métalliques câblés (50), catac- térisé parle fait que des tous les fils sont câblés dans un même sens et suivant un angle périodiquement variable.

Description

  • La présente invention concerne un conducteur pour câble sous-marin d'énergie, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel conducteur.
  • Un câble sous-marin d'énergie est constitué essentiellement par un à trois conducteurs oâblés à pas constant et isolés, l'ensemble étant entouré par une armure en fils d'acier posés en hélice. Cette armure a pour but de protéger les couches isolantes et d'accroître la résistance du câble à la traction.
  • Au cours de la pose le câble est soumis à une force de traction F provoquée par son propre poids. Il en résulte, un allongement du câble généralement inférieur à 1%, une force F dans le conducteur et une force F2 dans l'armure avec F = F + F2* Mais par suite du module de traction élevé d'un conducteur câblé à pas constant on a souvent F supérieure à F2 et l'armure ne joue pas pleinement son rôle de porteur, ce qui est particulièrement important pour les câbles immergés à grande profondeur.
  • L'invention a pour but d'obtenir un module de traction plus faible que celui obtenu par un câblage hélicoïdal à pas constant pour diminuer la force F1 supportée par le conducteur.
  • La présente invention a pour objet un conducteur pour câble sous-marin d'énergie, constitué par au moins une couche de fils métalliques câblés, caractérisé par le fait que toul les fils sont câblés dans un même sens et suivant un angle périodiquement variable.
  • Il en résulte que tous les fils serpentent de part et d'autre d'une hélice moyenne d'enroulement. Ainsi, lors d'un allongement du conducteur, chaque fil du conducteur pourra suivre cet allongement par modification de sa position géométrique en se rapprochant de l'hélice moyenne sans allongement du fil lui-même.
  • De préférence, le pas de l'ondulation engendrée par l'angle périodiquement variable est inférieur à deux fois le pas moyen de câblage.
  • Avantageusement l'amplitude crête-crête de l'ondulation des fils est inférieure à 0,1 fois le pas de l'ondulation.
  • La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication caractérisé en ce que l'on effectue une variation périodique de l'angle de commettage.
  • Selon un premier mode de mise en oeuvre de ce procédé, on obtient la variation périodique de l'angle de commettage par la modulation de la vitesse de rotation de la grille de câblage à travers laquelle passent lesdits fils.
  • Selon un second mode de mise en oeuvre de ce procédé, on obtient la variation périodique de l'angle de commettage par la modulation de la vitesse du cabestan qui reçoit lesdits fils.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante de modes de réalisation donnés à titre illustratif mais nullement limitatif. Dans le dessin annexé :
    • - la figure 1 montre très schématiquement les éléments essentiels d'une câbleuse,
    • - la figure 2 montre une première variante de la câbleuse de la figure 1 permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention,
    • - la figure 3 montre une seconde variante de la câbleuse de la figure 1 permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention,
    • - la figure 4 est la développée d'un fil appartenant à un conducteur câblé selon le procédé de l'invention,
    • - la figure 5 est une coupe schématique d'un câble sous-marin d'énergie comportant un conducteur selon l'invention.
  • La figure 1 montre la disposition schématique des organes principaux d'une câbleuse :
    • Celle-ci se compose d'une ou de plusieurs cages 1 portant chacune plusieurs bobines de fils 2. Ces fils traversent une grille de répartition 3 solidaire de la cage 1, avant de converger sur la filière de câblage 4 d'où sort un conducteur 21. Un moteur 20 entraîne un arbre principal 5 en rotation.
  • La cage 1 est entraînée en rotation à partir de l'arbre principal 5 au moyen d'une transmission comportant une boîte de vitesse 6. Un cabestan de tirage 7 est lui aussi entraîné à partir de l'arbre principal à travers une boîte de vitesse 8.
  • Si UU est la vitesse de rotation instantanée de la cage et de sa grille de répartition et v la vitesse de tirage instantanée du cabestan, pour un rayon d'enroulement r au niveau du conducteur, l'angle de commettage est :
    Figure imgb0001
    Il y a deux moyens de faire varier l'angle de commettage :
    • a/ par modulation de la vitesse de rotation uV de la grille de répartition
    • b/ par modulation de la vitesse de tirage v (qui est en fait une modulation de la vitesse de rotation ω' du cabestan)
  • La figure 2 montre la câbleuse équipée d'un système de variation de vitesse w de la grille de répartition. A la place de la grille 3 de la figure 1, on monte une grille 9 entraînée indépendamment de la cage au moyen d'une transmission équipée d'une boîte de vitesse 10 possédant des rapports identiques à ceux de la boite de vitesse 6 de la cage. On ajoute en plus dans la chaîne cinématique un modulateur de vitesse 11.
  • La figure 3 montre la câbleuse équipée d'un système de variation de vitesse v de tirage du cabestan 7. Dans la chaîne cinématique de commande du cabestan on ajoute un modulateur de vitesse 12.
  • Divers dispositifs mécaniques ou électriques connus permettent d'obtenir une vitesse de rotation périodiquement variables. A titre d'exemple on en cite quatre du domaine de la mécanique :
    • 1 - L'utilisation d'une boîte de vitesse à trains planétaires à deux. vitesses. On peut passer d'une vitesse à l'autre par simple freinage des planétaires. On obtient ainsi ω≃ ω1 ou ω ≃ ω2
    • 2 - L'utilisation d'un ou de plusieurs joints de cardan. La vitesse de sortie d'un tel joint varie avec l'angle θ du joint suivant la relation ω = ωo (1 + θ2 sin 2 ωot) pour & petit.
    • 3 - L'utilisation d'engrenages à rapport non constant. Ce sont des engrenages non de révolution tels que par exemple les engrenages elliptiques. Leur rapport moyen est en général l'unité.
    • 4 - L'utilisation d'un différentiel permettant de superposer à la rotation uniforme de l'arbre moteur, un mouvement oscillant produit par ailleurs.
  • Tous les moyens précités permettent d'obtenir un conducteur dont les fils sont câblés avec un angle de oommettage périodiquement variable.
  • On voit sur la figure 4, dans un système de coordonnées (Ox, Oy) la développée d'un fil de ce conducteur, posé avec un angle de commettage α variable.
  • Le pas de l'ondulation du fil est p et la valeur de son ondulation crête-crête est ε. La valeur de p est de préférence inférieure à deux fois le pas de câblage moyen. La valeur de
    Figure imgb0002
    est choisie comprise entre 3% et 7%, ce qui correspond à un allongement géométrique des fils de 0,2% à 1%.
  • On voit sur la figure 5 un câble sous-marin d'énergie comportant un seul conducteur composé de fils 50 selon l'invention. Ce conducteur est entouré de plusieurs couches isolantes 51 pouvant être en papier imprégné d'huile, ou en polyéthylène ou en polyéthylène réticulé. La couche 51 directement en contact avec le conducteur peut être semiconductrice pour assurer une meilleure répartition du potentiel. Une armure 52 de fils d'acier entoure l'ensemble.

Claims (6)

1/ Conducteur (21) pour câble sous-marin d'énergie, constitué par au moins une couche de fils métalliques (50) câblés, caractérisé par le fait que tous les fils sont câblés dans un même sens et suivant un angle périodiquement variable.
2/ Conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pas de l'ondulation (p) engendrée par l'angle périodiquement variable est inférieur à deux fois le pas moyen de câblage.
3/ Conducteur selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'amplitude crête-crête ( 6 ) de l'ondulation des fils est inférieure à 0,1 fois le pas de l'ondulation (p).
4/ Procédé de fabrication d'un conducteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on effectue une variation périodique de l'angle de commettage.
5/ Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'on obtient cette variation périodique de l'angle de commettage par la modulation de la vitesse de rotation de la grille (9) de câblage à travers laquelle passent lesdits fils.
6/ Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'on obtient cette variation périodique de l'angle de commettage par la modulation de la vitesse du cabestan (7) qui reçoit lesdits fils.
EP84107811A 1983-07-11 1984-07-05 Conducteur pour câble sous-marin d'énergie et procédé de fabrication d'un tel conducteur Expired EP0131850B1 (fr)

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