WO2000008732A1 - Dispositif de protection d'une interruption d'ecran de cable electrique equipe de fibres optiques disposees dans des tubes metalliques - Google Patents

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    • G02B6/4486—Protective covering
    • G02B6/4488—Protective covering using metallic tubes

Definitions

  • the present invention relates to a device for protecting a screen interruption of an electric cable equipped with optical fibers arranged in metal tubes.
  • high voltage cables that is to say cables whose central conductor is intended to be brought from several thousand volts to several hundred thousand volts, generally comprises a central conductor surrounded by a first conductive layer surrounded by an insulating layer covered with a second conductive layer itself surrounded by a metal shield covered by an external sheath.
  • a junction with screen interruption consisting in having elements for reducing electrical stresses at the ends of the conductive screens and in joining the metal shields of several adjacent cables by a cross link circuit intended for reduce the induced currents flowing in the metal shields of cables carrying different phases of the same current.
  • Such a screen interruption with cross links can also be performed outside of a junction. In this case, the cable insulation and the central conductor are not cut and the interruption can be short. This technique is well mastered when the electric cables are cables comprising only a central conductor.
  • the cable further comprises optical fibers contained in tubes arranged at the periphery of the cable, generally between conductive screen and metal shielding.
  • the optical fibers in order not to risk tensioning the optical fibers during the manufacture of the cable, which would alter their property, it is preferable to arrange the optical fibers in metal tubes which are at the same potential as the metal shielding. of the cable and therefore pose the same problems of electrical stress as the ends of the metal shields of the cables.
  • a device for protecting a screen interruption of an electric cable equipped with optical fibers arranged in metal tubes comprising elements for reducing electrical stresses covering the screen interruption of the cable, the optical fibers being connected in a splicing cassette, in which the metal tubes of the optical fibers extend to the splicing cassette and strain reducing members are arranged at the end of the metal tubes .
  • the optical fibers are protected up to the splicing cassette so that it suffices to strip them over a short length to perform the splicing and taking into account the small size of the tubes containing the optical fibers, the electrical constraints can be reduced by means of stress reduction devices of small dimensions usable in standard splicing cassettes of optical fibers.
  • the metal tubes are coiled at the entrance to the splicing cassette. This allows relative movement of the metal tubes relative to the splicing cassette without the optical fibers being stressed.
  • the stress reducing members comprise at least one conductive part traversed by an elongated channel in which the ends of the metal tubes extend.
  • the establishment of the stress reducing members is thus made very easy.
  • the stress reducing members comprise two conductive plates nested one inside the other. It is thus very easy to arrange the ends of the metal tubes on one of the plates and then to close the stress reducing member by fitting the second plate with the first.
  • FIG. 1 is a view in longitudinal section of a cable junction according to the invention
  • FIG. 2 is a top view of the splice tray without its cover
  • FIG. 3 is an enlarged partial sectional view of a stress reducing member according to line III-III of FIG. 2,
  • FIG. 4 is a view in longitudinal section of one end of a metal tube according to line IV-IV of FIG. 3,
  • FIGS. 5 and 6 are views of the internal face of the plates forming a stress reducing member according to a preferred embodiment of one invention.
  • Figure 7 is a sectional view similar to that of Figure 1 of a screen interruption outside a junction.
  • the screen interrupted junction conventionally comprises an insulating junction body 1 surrounding a connector 2 joining the conductive cores 3 of two cables, the connector 2 itself being covered by a connection screen 4 of conductive polymer covering the connector 2 and the ends of the insulating layers 27 of the cables joined by the junction.
  • the junction comprises two deflectors 5 and 6 each in contact with a conductive screen 7 of one of the cables joined by the junction and flaring towards the connector 2.
  • the deflector 5 is connected to a conductive layer 8 which extends substantially over the entire length of the junction body up to the vertical of the deflector 6 without however being in contact with the latter.
  • the invention relates to a protection device for an interruption of the screen of an electric cable equipped with optical fibers arranged in metal tubes 11 extending between the conductive screen 7 and the metal shielding 9 of the cable.
  • the metal tubes it extend up to a splicing cassette 12 and are preferably coiled at the entrance to the splicing cassette as illustrated in FIG. 2 in which a single metal tube 11 has been shown for each cable so as not to overload the figure.
  • Stress reducing members are arranged at the end of the metal tubes 11 inside the splicing cassette. At the exit from the stress reducing members 13, the stripped optical fibers 14 extend towards a proper splicing zone 15 which has been symbolized by a block delimited by a dashed line in FIG. 2, the splicing of optical fibers being carried out in a conventional manner.
  • each stress reducing member comprises two circular plates 16 and 17 having edges, respectively 18 and 19 projecting inwardly and having contours in an arc of a circle, respectively 20 and 21 fitting into each other to delimit a central channel 22.
  • the edges of the plates 16 and 17 are preferably rounded in order to minimize the risks of occurrence of electrical stresses.
  • the external diameter of the flanges 19 is preferably slightly smaller than the internal diameter of the flanges 18 in order to allow easy fitting of the piece 17 into the piece 16.
  • the stress reducing members 13 are fixed in the splicing cassette 12 by an insulating lug 23 fixed by an insulating screw 24. It will be noted that the insulating lug 23 serves not only to hold the stress reducing member 13 in place in the cassette, but also to keep the plates 16 and 17 applied against each other so that the edges in a circular arc 20 and 21 cooperate with each other to prevent any lateral movement of the plate 17 relative to to plate 16.
  • a sealing sheath is preferably placed in the cassette 12 before closing the latter.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment of a screen interruption of this type.
  • a splicing cassette 12 is provided, associated with each end of a set of metal tubes 11 and the two splicing cassettes are joined together by attached optical fibers arranged in connection tubes 28.
  • the splicing cassettes 12 are made of insulating material and the connection tubes 28 are also made of insulating material. If necessary, the connection tubes 28 are protected against crushing by longitudinal spacers placed on the cable between the connection tubes 28.
  • stress reduction members can be produced in one piece comprising an elongated channel in which the metal tubes II are engaged by them entering slightly in force.
  • the plates 16 and 17 have been illustrated in a circular form, it is also possible to produce plates having any suitable shape.
  • the stress reducing members 13 can be either metallic parts or conductive parts made of polymer or elastomer made conductive. In the case where the channel 22 presents dimen sions ⁇ transverse greater than the diameter of the metallic tubes 11 can be provided to ensure a contact with a conductive filler or a conductive adhesive.
  • one of the cables (the one on the right in FIG. 1) is stripped over a greater length than the other cable.
  • the splicing cassette 12 will therefore preferably be placed on the stripped part of this cable.
  • the stress reducing members 13 have been illustrated in an embodiment where they are arranged inside the splicing cassette 12, the metal tubes 11 also being coiled inside the splicing cassette, it is also possible to provide for coiling the metal tubes 11 outside the splicing cassette 12 on the side thereof and for placing the stress reducing members astride the wall of the splicing cassette by fitting them in in an opening in the side wall, or even outside the splicing cassette in the case where the dimensions of the splicing cassette are very small.
  • the invention has been described in relation to metal tubes 11 in contact with the conductive screen 8, an insulating layer can be provided between this screen and the metal tubes.
  • the metal tubes 11 have been illustrated in a sheet arrangement on one side of the junction, provision may be made to distribute them all around the latter.

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Abstract

Dispositif de protection d'une interruption d'écran est réalisé en relation avec un câble électrique équipé de fibres optiques disposées dans des tubes métalliques (11), qui s'étendent jusqu'à au moins une cassette d'épissurage (12), des organes réducteurs de contraintes étant disposés à l'extrémité des tubes métalliques (11).

Description

Dispositif de protection d'une interruption d'écran de câble électrique équipé de fibres optiques disposées dans des tubes métalliques.
La présente invention concerne un dispositif de protection d'une interruption d'écran de câble électrique équipé de fibres optiques disposés dans les tubes métalliques . On sait que les câbles haute tension, c'est-à- dire les câbles dont le conducteur central est destiné à être porté de plusieurs milliers de volts à plusieurs centaines de milliers de volts, comporte d'une façon générale un conducteur central entouré par une première couche conductrice entourée par une couche isolante recouverte d'une seconde couche conductrice elle-même entourée par un blindage métallique recouvert par une gaine externe. Lors de la réalisation d'une jonction entre deux câbles, il est parfois nécessaire d'interrompre l'écran conducteur et le blindage métallique et de prendre des dispositions pour éviter l'apparition de contraintes électriques qui provoqueraient une détérioration de l'isolant du câble. Parmi ces dispositions, on connaît la réalisation d'une jonction avec interruption d'écran consistant à disposer des éléments de réduction de contraintes électriques aux extrémités des écrans conducteurs et à réunir les blindages métalliques de plusieurs câbles adjacents par un circuit de liaisons croisées destinées à réduire les courants induits circulant dans les blindages métalliques des câbles transportant différentes phases d'un même courant. Une telle interruption d'écran avec liaisons croisées peut également être réalisée en dehors d'une jonction. Dans ce cas l'isolant du câble et le conducteur central ne sont pas sectionnées et l'interruption peut être de faible longueur. Cette technique est bien maîtrisée lorsque les câbles électriques sont des câbles comportant seulement un conducteur central.
Un problème particulier se pose lorsque le câble comporte en outre des fibres optiques contenues dans des tubes disposés à la périphérie du câble, généralement entre l'écran conducteur et le blindage métallique. En effet, afin de ne pas risquer une mise en tension des fibres optiques lors de la -fabrication du câble, ce qui altérerait leur propriété, il est préférable de disposer les fibres optiques dans des tubes métalliques qui sont au même potentiel que le blindage métallique du câble et posent donc les mêmes problèmes de contraintes électriques que les extrémités des blindages métalliques des câbles.
Afin de résoudre ce problème on a envisagé d'interrompre le tube métallique entourant une fibre optique dans une partie de la jonction où le tube métallique est en contact avec l'écran conducteur du câble et de mettre la fibre optique dans un tube diélectrique depuis l'extrémité du tube métallique jusqu'à la cassette d'épis- surage des fibres optiques. Ceci aurait permis de profiter des mêmes dispositions de réduction de contraintes que celles relatives aux extrémités de l'écran conducteur. Ceci suppose toutefois de dénuder la fibre optique sur une grande longueur correspondant sensiblement à la longueur de la jonction et il en résulte un risque très important de cisaillement de la fibre optique lors des manipulations, d'autant plus que ces manipulations ou de la mise en place des autres éléments de la jonction particulièrement en chantier où l'environnement général de travail rend souvent difficile la réalisation de tâches d'une minutie exrême .
Selon l'invention on propose un dispositif de protection d'une interruption d'écran de câble électrique équipé de fibres optiques disposées dans des tubes métalliques, le dispositif de protection comportant des éléments de réduction de contraintes électriques recouvrant l'interruption d'écran du câble, les fibres optiques étant reliées dans une cassette d'épissurage, dans lequel les tubes métalliques des fibres optiques s'étendent jusqu'à la cassette d'épissurage et des organes réducteurs de contrai- ntes sont disposés à l'extrémité des tubes métalliques. Ainsi, les fibres optiques sont protégées jusqu'à la cassette d'épissurage de sorte qu'il suffit de les dénuder sur une faible longueur pour réaliser l'épissurage et compte tenu de la faible dimension des tubes contenant les fibres optiques, les contraintes électriques peuvent être réduites au moyen d'organes réducteurs de contraintes de faibles dimensions utilisables dans des cassettes d'épissurage standards des fibres optiques.
Selon une version avantageuse de l'invention, les tubes métalliques sont lovés à l'entrée de la cassette d'épissurage. Ceci permet un mouvement relatif des tubes métalliques par rapport à la cassette d'épissurage sans que les fibres optiques soient mises en contrainte.
Selon un autre aspect avantageux de l'invention, les organes réducteurs de contraintes comportent au moins une pièce conductrice traversée par un canal allongé dans lequel s'étendent les extrémités des tubes métalliques. La mise en place des organes réducteurs de contraintes est ainsi rendue très aisée. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les organes réducteurs de contraintes comportent deux plaques conductrices emboîtées l'une dans l'autre. Il est ainsi très aisé de disposer les extrémités des tubes métalliques sur l'une des plaques puis de refermer l'organe réducteur de contrainte par emboîtement de la seconde plaque avec la première.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in¬ vention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de deux modes de réalisation particuliers non 1imita- tifs de l'invention, en référence aux figures ci- jointes parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une jonction de câble selon l'invention,
- la figure 2 est une vue de dessus de la cas- sette d'épissurage sans son couvercle, - la figure 3 est une vue en coupe partielle agrandie d'un organe réducteur de contraintes selon la ligne III-III de la figure 2,
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une extrémité d'un tube métallique selon la ligne IV- IV de la figure 3,
- les figures 5 et 6 sont des vues de la face interne des plaques formant un organe réducteur de contraintes selon un mode de réalisation préféré de 1 ' invention .
- la figure 7 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 1 d'un interruption d'écran en dehors d'un jonction.
En référence aux figures, la jonction à interrup- tion d'écran selon l'invention comporte de façon classique un corps de jonction isolant 1 entourant un connecteur 2 réunissant les âmes conductrices 3 de deux câbles, le connecteur 2 étant lui-même recouvert par un écran de connexion 4 en polymère conducteur recouvrant le connecteur 2 et les extrémités des couches isolantes 27 des câbles réunis par la jonction. De façon également connue en soi, la jonction comporte deux déflecteurs 5 et 6 chacun en contact avec un écran conducteur 7 de l'un des câbles réunis par la jonction et allant en s' évasant vers le connecteur 2. Le déflecteur 5 est relié à une couche conductrice 8 qui s'étend sensiblement sur toute la longueur du corps de jonction jusqu'à l'aplomb du déflecteur 6 sans toutefois être en contact avec celui-ci. les déflecteur 6 et l'extrémité adjacente de la couche conduc- trice 8 sont recouverts d'une couche isolante 26. Par ailleurs le blindage métallique 9 de chacun des câbles réunis par la jonction est associé à un câble de liaison croisée 10 réuni à un circuit de liaisons croisées non représenté . L'invention concerne un dispositif de protection pour une interruption d'écran de câble électrique équipé de fibres optiques disposées dans des tubes métalliques 11 s 'étendant entre l'écran conducteur 7 et le blindage métallique 9 du câble. Selon l'invention les tubes métalli- ques il s'étendent jusqu'à une cassette d'épissurage 12 et sont de préférence lovés à l'entrée de la cassette d'épissurage comme illustré sur la figure 2 sur laquelle un seul tube métallique 11 a été représenté pour chaque câble afin de ne pas surcharger la figure. Des organes réducteurs de contraintes, généralement désignés en 13, sont disposés à l'extrémité des tubes métalliques 11 à l'intérieur de la cassette d'épissurage. A la sortie des organes réducteurs de contraintes 13, les fibres optiques dénudées 14 s'étendent vers une zone d'épissurage proprement dite 15 qui a été symbolisée par un bloc délimité par un trait mixte sur la figure 2, l'épissurage des fibres optiques étant réalisé de façon classique.
Selon le mode de réalisation préféré illustré par les figures 3 à 6, chaque organe réducteur de contraintes comporte deux plaques circulaires 16 et 17 comportant des rebords, respectivement 18 et 19 en saillie vers l'intérieur et ayant des contours en arc de cercle, respectivement 20 et 21 s 'emboîtant l'un dans l'autre pour délimiter un canal central 22. Les bords des plaques 16 et 17 sont de préférence arrondis afin de minimiser les risques d'apparition de contraintes électriques. Le diamètre externe des rebords 19 est de préférence légèrement inférieur au diamètre interne des rebords 18 afin de permettre un emboîtement aisé de la pièce 17 dans la pièce 16. Lorsque les pièces 16 et 17 sont emboîtées l'une dans l'autre et maintenues en appui l'une contre l'autre, la distance d
(figure 3) séparant les faces en regard du canal 22 est de préférence légèrement inférieure au diamètre D (figure 4) des tubes 11 de façon à favoriser un contact des plaques 16 et 17 avec les tubes métalliques 11 par une déformation élastique de ceux-ci.
Les organes réducteurs de contraintes 13 sont fixés dans la cassette d'épissurage 12 par une patte isolante 23 fixée par une vis isolante 24. On remarquera que la patte isolante 23 sert non seulement à maintenir l'organe réducteur de contraintes 13 en place dans la cassette, mais également à maintenir les plaques 16 et 17 appliquées l'une contre l'autre de sorte que les rebords en arc de cercle 20 et 21 coopèrent l'un avec l'autre pour empêcher tout déplacement latéral de la plaque 17 par rapport à la plaque 16.
Afin d'éviter une détérioration de la fibre optique 14 par le bord extrême d'un tube 11 lors des manipulations d'épissurage, on prévoit de préférence d'engager un tronçon de tube isolant 25 (figure 4) dans les extrémités des tubes métalliques 11. Une gaine d'étanchéité est de préférence disposée dans la cassette 12 avant de refermer celle-ci.
On remarquera que pour disposer d'une longueur suffisante de fibres optiques contenues dans les tubes métalliques 11 permettant un passage par dessus la jonction des âmes conductrices 3 et le lovage des tubes métalliques 11 dans la cassette d'épissurage il est nécessaire, lors de la préparation des câbles électriques avant d'effectuer la jonction, de sectionner la partie centrale de câble électrique, c'est-à-dire l'âme conductrice 3, la couche isolante 27 et l'écran conducteur 7 en retrait de l'extrémité des tubes métalliques 11, au moins pour l'un des câbles à relier (le câble de gauche sur la figure 1) . Dans le cas où une interruption d'écran avec liaisons croisées est effectuée en dehors d'une jonction, l'âme conductrice 3 et la couche isolante 27 ne sont pas sectionnées et il n'est donc pas possible de disposer d'une surlongueur de tube métallique 11. Il est toutefois néces- saire de sectionner les tubes métalliques 11 et les fibres optiques qu'ils contiennent afin d'accéder à l'écran conducteur 7 pour interrompre celui-ci. La figure 7 illustre un mode de' réalisation d'une interruption d'écran de ce type. Dans ce cas on prévoit une cassette d'épissu- rage 12 associée à chaque extrémité d'un jeu de tubes métalliques 11 et les deux cassettes d'épissurage sont réunies par des fibres optiques rapportées disposées dans des tubes de raccordement 28.
Selon un mode de réalisation préféré de ce type d'interruption d'écran, les cassettes d'épissurage 12 sont en matière isolantes et les tubes de raccordement 28 sont également en matière isolante. Si nécessaire les tubes de raccordement 28 sont protégés contre l'écrasement par des entretoises longitudinales disposées sur le câble entre les tubes de raccordement 28.
Il suffit alors de prévoir un seul organe réducteur de contraintes 13 par cassette d'épissurage, cet organe réducteur de contrainte étant disposé pour recouvrir l'extrémité des tubes métalliques 11 tandis que les extrémités des tubes de raccordement 28 sont simplement maintenues par une patte isolante.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven- tion tel que défini par les revendications.
En particulier, bien que les organes réducteurs de contraintes selon l'invention aient été illustrés sous forme de deux plaques emboîtables, on peut réaliser des organes réducteurs de contraintes en une seule pièce comportant un canal allongé dans lequel les tubes métalliques Il sont engagés en les rentrant légèrement en force. Bien que les plaques 16 et 17 aient été illustrées sous une forme circulaire, on peut également réaliser des plaques présentant toute forme appropriée. A ce propos on notera que les organes réducteurs de contraintes 13 peuvent être soit des pièces métalliques soit des pièces conductrices en polymère ou en élastomère rendu conducteur. Dans le cas où le canal 22 présente des dimen¬ sions transversales supérieures au diamètre des tubes métalliques 11 on peut prévoir d'assurer un contact par un mastic conducteur ou une colle conductrice.
On notera également que pour la mise en place du corps de jonction 1, l'un des câble (celui de droite sur la figure 1) est dénudé sur une plus grande longueur que l'autre câble. Afin de minimiser l'encombrement global de la jonction, on disposera donc de préférence la cassette d'épissurage 12 sur la partie dénudée de ce câble.
Afin de s'assurer de la longueur de tube isolant 25 s 'étendant à l'intérieur du tube métallique 11, on peut prévoir sur la surface externe du tube isolant 25 un épaulement servant de repère et destiné à venir en butée sur l'extrémité du tube 11 correspondant.
Bien que les organes réducteurs de contraintes 13 aient été illustrés dans un mode de réalisation où ils sont disposés à l'intérieur de la cassette d'épissurage 12, les tubes métalliques 11 étant également lovés à l'intérieur de la cassette d'épissurage, on peut également prévoir de lover les tubes métalliques 11 à l'extérieur de la cassette d'épissurage 12 sur le côté de celui-ci et de disposer les organes réducteurs de contraintes à cheval sur la paroi de la cassette d'épissurage en les encastrant dans une ouverture de la paroi latérale, voire même à l'extérieur de la cassette d'épissurage dans le cas où les dimensions de la cassette d'épissurage sont très faibles. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec des tubes métalliques 11 en contact avec l'écran conducteur 8, on peut prévoir une couche isolante entre cet écran et les tubes métalliques. Bien que les tubes métalliques 11 aient été illustrés selon une disposition en nappe sur un côté de la jonction, on peut prévoir de les répartir tout autour de celle-ci.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de protection d'une interruption d'écran d'au moins- un câble électrique équipé de fibres optiques disposées dans des tubes métalliques (11), le dispositif de protection comportant des éléments (5, 6, 8) de réduction de contraintes électriques recouvrant l'interruption d'écran du câble, les fibres optiques étant reliées dans au moins une cassette d'épissurage (12), caractérisé en ce que les tubes métalliques (11) des fibres optiques s'étendent jusqu'à la cassette d'épissurage (12) et en ce que des organes réducteurs de contraintes (13) sont disposés à l'extrémité des tubes métalliques.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes métalliques (11) sont lovés à l'entrée de la cassette d'épissurage (12).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les organes réducteurs de contraintes (13) comportent au moins une pièce conductrice traversée par un canal allongé (22) dans lequel s'étendent les extrémités des tubes métalliques (11).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les organes réducteurs de contraintes (13) comportent deux plaques conductrices (16, 17) emboîtées l'une dans l'autre.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les plaques conductrices (16, 17) comportent des rebords (18, 19) ayant des contours (20, 21) en arc de cercle .
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes réducteurs de contraintes (13) comportent des bords arrondis.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des tronçons de tubes isolants (25) sont engagés dans les extrémités des tubes métalliques (11) .
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une dimension transversale (d) du canal (22) est inférieure au diamètre (D) des tubes métalliques (11) .
9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux casset¬ tes d'épissurage chacune équipée d'un organe réducteur de contraintes disposé à une extrémité d'un jeu de tubes métalliques .
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les cassettes d'épissurage sont en matière isolante et sont réunies par des tubes isolants contenant des fibres optiques de raccordement.
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