EP4006924A1 - Power cable with integrated filter - Google Patents
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Definitions
- the picture 2 shows another coaxial power cable 20 comprising several internal conductors, three conductors 22, 24 and 26 in the example shown.
- the three conductors 22, 24 and 26 extend along the axis 16 and parallel thereto.
- the three conductors 22, 24 and 26 are surrounded by the conductor 12 similar to that of the figure 1 .
- the cable 20 is well suited to transporting a three-phase current. Each phase is carried by one of the conductors 22, 24 and 26.
- the conductor 12 can carry a neutral of the electrical system.
- the invention can be implemented regardless of the number of phases.
- One internal conductor is provided per phase. All inner conductors are surrounded by outer conductor 12.
- the insert includes a ferromagnetic material. This type of material makes it possible to generate an inductive part in the specific impedance of the insert.
- the insert is configured not to create a loop around the internal conductor(s). The absence of a loop around the internal conductor(s) prevents the ferromagnetic material of the insert from saturating when large currents pass through the internal conductor(s).
- each of the cables 10 and 20 comprises only one insert.
- each of the cables 10 and 20 can comprise several inserts and more precisely as many as necessary to produce an adequate filter.
- the insert may comprise an electrically conductive material providing electrical insulation with respect to at least one of the conductors.
- a conductive material makes it possible to reduce the distance separating the external conductor from the internal conductor(s), which makes it possible to increase the value of the capacitance separating the internal conductor(s) from the external conductor.
- the insert may comprise, in addition to the ferromagnetic material, a diamagnetic or paramagnetic material. By increasing the magnetic permeability, the insert can increase the inductance value between the inner conductor(s) and the outer conductor.
- the cable 60 comprises, at one of its ends, a plug 66 partially covering the outer conductor 12.
- the inner conductor 14 extends beyond the end of the outer conductor 12 and passes through the plug 66.
- the connection of end 62 makes it possible to connect to each of the conductors 12 and 14 an electrical conductor, respectively 72 and 74.
- the conductor 74 has at its end a terminal 76 held on the axial end of the inner conductor 14 by means of a screw 78. Any other means of electrical connection of the conductor 74 to the inner conductor 14 is possible, for example, by means of a collar encircling the inner conductor 14 and providing radial contact around the end of the inner conductor 14.
Abstract
L'invention concerne un câble de puissance pour le transport d'énergie électrique, le câble comprenant :- au moins deux conducteurs électriques (12, 14) s'étendant principalement selon un axe de transport de l'énergie (16), un premier des conducteurs appelé conducteur externe (12) entourant un second des conducteurs appelé conducteur interne (14) le long de l'axe (16),- au moins un insert (18) disposé entre le conducteur interne (14) et le conducteur externe (12), l'insert (18) s'étendant sur une partie seulement du câble (10) le long de l'axe (16), l'insert (18) introduisant une première impédance entre le conducteur interne (14) et le conducteur externe (12) de valeur différente d'une seconde impédance entre le conducteur interne (14) et le conducteur externe (12) hors de la partie du câble (10) où s'étend l'insert (18).The invention relates to a power cable for transporting electrical energy, the cable comprising:- at least two electrical conductors (12, 14) extending mainly along an energy transport axis (16), a first conductors called outer conductor (12) surrounding a second of the conductors called inner conductor (14) along the axis (16), - at least one insert (18) disposed between the inner conductor (14) and the outer conductor ( 12), the insert (18) extending over only part of the cable (10) along the axis (16), the insert (18) introducing a first impedance between the inner conductor (14) and the external conductor (12) of different value of a second impedance between the internal conductor (14) and the external conductor (12) outside the part of the cable (10) where the insert (18) extends.
Description
L'invention concerne un câble de puissance pour le transport d'énergie électrique. L'invention trouve une utilité particulière mais non exclusive dans le domaine aéronautique.The invention relates to a power cable for transporting electrical energy. The invention finds particular but not exclusive utility in the aeronautical field.
Un avion comprend généralement un grand nombre de machines électriques ou charges électriques alimentées en puissance électrique par un réseau de bord de fourniture électrique. Par exemple, les commandes de vols, les systèmes de climatisation et d'éclairage interne mettent en œuvre des machines électriques alternatives triphasées. D'autres machines électriques peuvent fonctionner en courant continu. Les puissances électriques fournies à ces machines sont apportées au moyen de dispositifs de conversion de puissance reliés au réseau de bord, lui-même alimenté par des générateurs électriques et des batteries de stockage disposés à bord de l'aéronef, ou encore par des moyens de liaison à un réseau d'alimentation électrique au sol, permettant l'alimentation électrique de l'aéronef stationné sur une piste.An airplane generally comprises a large number of electrical machines or electrical loads supplied with electrical power by an on-board electrical supply network. For example, the flight controls, air conditioning and internal lighting systems implement three-phase alternating electric machines. Other electrical machines can run on direct current. The electrical power supplied to these machines is provided by means of power conversion devices connected to the on-board network, itself supplied by electrical generators and storage batteries placed on board the aircraft, or by means of connection to a power supply network on the ground, allowing the power supply of the aircraft parked on a runway.
Pour des besoins élevés en puissance, il est intéressant pour réduire le coût, la masse et le volume des dispositifs de conversion de puissance, par exemple en associant plusieurs convertisseurs en parallèle pour alimenter une machine électrique. Le dispositif de conversion comprend alors plusieurs convertisseurs alimentés par le réseau électrique et pilotés par un organe de commande commun. Les courants alternatifs ou continus issus de chacun des convertisseurs sont assemblés, ou couplés, au moyen d'une ou plusieurs inductances. Le dispositif de conversion comprend aussi généralement des moyens de filtrage en entrée des convertisseurs, coté réseau de bord, en mode différentiel et en mode commun, et des moyens de filtrage en sortie des convertisseurs après couplage.For high power requirements, it is advantageous to reduce the cost, mass and volume of power conversion devices, for example by combining several converters in parallel to supply an electrical machine. The conversion device then comprises several converters powered by the electrical network and controlled by a common control unit. The alternating or direct currents coming from each of the converters are assembled, or coupled, by means of one or more inductors. The conversion device also generally comprises filtering means at the input of the converters, on board network side, in differential mode and in common mode, and filtering means at the output of the converters after coupling.
Les moyens de filtrage sont généralement intégrés aux convertisseurs où disposés à proximité immédiate des convertisseurs. Les moyens de filtrage sont principalement constitués d'éléments inductifs formés de conducteurs électriques enroulés autour de noyaux magnétiques. Les conducteurs électriques enroulés doivent supporter l'intensité du courant les traversant ce qui impose des sections et des masses de conducteurs importantes. Les noyaux magnétiques autour desquels sont enroulés les conducteurs sont également volumineux et lourds. Les moyens de filtrage peuvent également comporter d'autres composants passifs tels que des condensateurs. De façon générale, les moyens de filtrage tendent à augmenter de façon importante la masse embarquée et occupent des volumes importants à bord des avions. Ce problème est également important, même en l'absence de convertisseur, afin de limiter les effets de perturbation des réseaux de transport d'énergie. Les perturbations peuvent être dues aux équipements reliés au réseau, générateurs ou charges, ou à des phénomènes extérieurs pouvant se coupler aux réseaux.The filtering means are generally integrated into the converters or placed in the immediate vicinity of the converters. The filtering means mainly consist of inductive elements formed of electrical conductors wound around magnetic cores. The wound electrical conductors must withstand the intensity of the current passing through them, which imposes large sections and masses of conductors. The magnetic cores around from which the conductors are wound are also bulky and heavy. The filtering means can also include other passive components such as capacitors. In general, the filtering means tend to significantly increase the on-board mass and occupy large volumes on board aircraft. This problem is also important, even in the absence of a converter, in order to limit the effects of disturbance of the energy transport networks. Disturbances can be due to equipment connected to the network, generators or loads, or to external phenomena that can be coupled to the networks.
L'invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant de réduire le filtrage nécessaire au niveau d'équipement électriques et notamment des convertisseurs en intégrant un moyen de filtrage au câbles de puissance véhiculant une alimentation électrique.The invention aims to overcome all or part of the problems mentioned above by proposing to reduce the filtering necessary at the level of electrical equipment and in particular converters by integrating a filtering means into the power cables carrying an electrical power supply.
A cet effet, l'invention a pour objet un câble de puissance pour le transport d'énergie électrique, comprenant :
- au moins deux conducteurs électriques s'étendant principalement selon un axe de transport de l'énergie, un premier des conducteurs appelé conducteur externe entourant un second des conducteurs appelé conducteur interne le long de l'axe,
- au moins un insert comprenant un matériau ferromagnétique, l'insert étant disposé entre le conducteur interne et le conducteur externe, sans que le matériau ferromagnétique ne réalise de boucle fermée autour conducteur interne selon l'axe, l'insert s'étendant sur une partie seulement du câble le long de l'axe, l'insert introduisant une première impédance entre le conducteur interne et le conducteur externe de valeur différente d'une seconde impédance entre le conducteur interne et le conducteur externe hors de la partie du câble où s'étend l'insert.
- at least two electrical conductors extending mainly along an energy transport axis, a first of the conductors called the outer conductor surrounding a second of the conductors called the inner conductor along the axis,
- at least one insert comprising a ferromagnetic material, the insert being placed between the internal conductor and the external conductor, without the ferromagnetic material forming a closed loop around the internal conductor along the axis, the insert extending over a part only of the cable along the axis, the insert introducing a first impedance between the internal conductor and the external conductor of a different value from a second impedance between the internal conductor and the external conductor outside the part of the cable where extends the insert.
Avantageusement, le matériau ferromagnétique possède une perméabilité magnétique relative supérieure à 30 000.Advantageously, the ferromagnetic material has a relative magnetic permeability greater than 30,000.
Avantageusement, l'insert en matériau ferromagnétique possède une surface enveloppe convexe n'entourant pas le conducteur interne.Advantageously, the insert made of ferromagnetic material has a convex envelope surface that does not surround the internal conductor.
Avantageusement, l'insert présente une forme en portion de cylindre s'étendant selon parallèlement à l'axe.Advantageously, the insert has the shape of a cylinder portion extending parallel to the axis.
Avantageusement, le câble de puissance comprend plusieurs inserts en matériau ferromagnétique possédant une surface enveloppe convexe n'entourant pas le conducteur interne et noyés dans un matériau diélectrique s'étendant sur une partie seulement du câble le long de l'axe.Advantageously, the power cable comprises several inserts made of ferromagnetic material having a convex envelope surface not surrounding the internal conductor and embedded in a dielectric material extending over only part of the cable along the axis.
Avantageusement, l'insert a la forme d'une bague à l'intérieur de laquelle s'étend le conducteur interne, la bague étant fendue pour ne pas réaliser de boucle fermée autour conducteur interne.Advantageously, the insert has the shape of a ring inside which the internal conductor extends, the ring being split so as not to form a closed loop around the internal conductor.
La forme en bague fendue est avantageusement ajustée à la fois à l'intérieur du conducteur externe et autour du conducteur interne.The split ring shape is advantageously fitted both inside the outer conductor and around the inner conductor.
En complément du matériau ferromagnétique, l'insert peut aussi comprendre un matériau métallique isolé d'au moins un des conducteurs ou encore un matériau diélectrique dont la permittivité est différente de la permittivité existante hors de la zone où l'insert est situé.In addition to the ferromagnetic material, the insert can also comprise a metallic material insulated from at least one of the conductors or even a dielectric material whose permittivity is different from the existing permittivity outside the zone where the insert is located.
Le câble de puissance peut comprendre plusieurs conducteurs internes entourés par le conducteur externe. Dans ce cas, le câble de puissance comprend avantageusement une âme s'étendant selon l'axe, l'âme étant configurée pour maintenir les conducteurs internes écartés les uns des autres et en appui contre l'insert, l'âme introduisant une impédance entre les conducteurs internes de valeur différente de l'impédance entre les conducteurs internes hors de la partie du câble où s'étend l'âme. Avantageusement, l'âme forme l'insert en matériau ferromagnétique.The power cable may include several inner conductors surrounded by the outer conductor. In this case, the power cable advantageously comprises a core extending along the axis, the core being configured to hold the internal conductors spaced from each other and resting against the insert, the core introducing an impedance between the internal conductors of different value of the impedance between the internal conductors outside the part of the cable where the core extends. Advantageously, the core forms the insert of ferromagnetic material.
Avantageusement, le câble de puissance comprenant une bague extérieure réalisée en matériau ferromagnétique, la bague extérieure étant disposée dans une section du câble perpendiculaire à l'axe de transport de l'énergie où l'insert est disposé, l'insert étant réalisé en matériau ferromagnétique de perméabilité magnétique relative plus faible que la perméabilité magnétique relative de la bague extérieure.Advantageously, the power cable comprising an outer ring made of ferromagnetic material, the outer ring being placed in a section of the cable perpendicular to the energy transport axis where the insert is placed, the insert being made of material ferromagnetic relative magnetic permeability lower than the relative magnetic permeability of the outer ring.
Le câble de puissance peut comprendre plusieurs conducteurs internes entourés par le conducteur externe, l'insert pouvant être disposé entre un des conducteurs internes, et le conducteur externe sans être disposé entre les autres des conducteurs internes et le conducteur externe.The power cable may comprise several internal conductors surrounded by the external conductor, the insert possibly being placed between one of the internal conductors, and the external conductor without being arranged between the other internal conductors and the external conductor.
L'insert peut comprendre des irrégularités radiales et/ou axiales selon l'axe de transport de l'énergie.The insert may include radial and/or axial irregularities along the energy transport axis.
L'insert peut être formé de l'assemblage de différentes parties formées chacune dans des matériaux différents.The insert can be formed by assembling different parts each formed from different materials.
Le câble de puissance peut comprendre un raccordement d'extrémité permettant de raccorder, à une extrémité du câble les deux conducteurs électriques et au moins un raccordement courant permettant de raccorder le long du câble les deux conducteurs électriques, l'insert étant avantageusement disposé entre le raccordement d'extrémité et le raccordement courant et/ou disposé entre différentes sorties du raccordement.The power cable may comprise an end connection making it possible to connect the two electrical conductors at one end of the cable and at least one common connection making it possible to connect the two electrical conductors along the cable, the insert being advantageously arranged between the end connection and the current connection and/or arranged between different outputs of the connection.
Le câble de puissance peut comprendre plusieurs raccordements courants permettant de raccorder le long du câble les deux conducteurs électriques, l'un insert étant disposé entre au moins deux des raccordements courants (64).The power cable may comprise several current connections making it possible to connect the two electrical conductors along the cable, one insert being placed between at least two of the current connections (64).
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel :
- la
figure 1 représente un câble adapté au transport d'un courant continu ou monophasé ; - la
figure 2 représente un câble adapté au transport d'un courant triphasé ; - les
figures 3, 4, 5, 6, 7 et 8 représentent des exemples d'inserts introduits dans les câbles représentés sur lesfigures 1 et 2 ; - les
figures 9 et 10 représentent différents exemples de forme d'inserts possibles introduits dans les câbles représentés sur lesfigures 1 et 2 ; - la
figure 11 représente un câble et deux raccordements du câble.
- the
figure 1 represents a cable suitable for carrying a direct or single-phase current; - the
picture 2 represents a cable suitable for transporting a three-phase current; - them
figures 3, 4, 5, 6, 7 and 8 represent examples of inserts introduced into the cables shown in thefigures 1 and 2 ; - them
figures 9 and 10 represent different examples of the shape of possible inserts introduced into the cables shown in thefigures 1 and 2 ; - the
figure 11 represents a cable and two cable connections.
Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.For the sake of clarity, the same elements will bear the same references in the various figures.
La
La
Les câbles 10 et 20 trouvent une utilité particulière à bord un aéronef pour véhiculer de l'énergie électrique entre une source et une charge. Ce câble peut être mis en œuvre dans tout autre type de véhicule mettant en œuvre un réseau électrique et de de façon encore plus générale dès qu'un filtrage électrique est nécessaire, même dans un équipement fixe.The
Selon l'invention, les câbles 10 et 20 comprennent chacun un ou plusieurs inserts disposés entre le conducteur interne et le conducteur externe. Sur la
L'insert comprend un matériau ferromagnétique. Ce type de matériau permet de générer une partie inductive dans l'impédance spécifique de l'insert. Pour éviter que le courant circulant dans le ou les conducteurs internes ne génère un flux magnétique tournant dans l'insert autour du ou des conducteurs internes, l'insert est configuré pour ne pas réaliser de boucle autour du ou des conducteurs internes. L'absence de boucle autour du ou des conducteurs internes permet d'éviter que le matériau ferromagnétique de l'insert ne sature lors de passage de courants importants dans le ou les conducteurs internes.The insert includes a ferromagnetic material. This type of material makes it possible to generate an inductive part in the specific impedance of the insert. To prevent the current flowing in the internal conductor(s) from generating a rotating magnetic flux in the insert around the internal conductor(s), the insert is configured not to create a loop around the internal conductor(s). The absence of a loop around the internal conductor(s) prevents the ferromagnetic material of the insert from saturating when large currents pass through the internal conductor(s).
Différents types de forme peuvent être mis en œuvre pour éviter la formation de boucle autour du ou des conducteurs internes. A titre d'exemple, sur la
Pour le matériau ferromagnétique, il est possible de choisir sa perméabilité en fonction du filtrage que l'on souhaite réaliser. Avantageusement, on choisit un matériau à forte perméabilité relative ce qui permet d'obtenir une forte valeur de la partie inductive de dans l'impédance spécifique de l'insert. La perméabilité relative maximum, habituellement notée µr, relie dans un domaine linéaire le champ magnétique B et le champ d'excitation magnétique H induit par le courant de déplacement. On considère généralement que les matériaux à forte perméabilité relative possèdent une valeur µr supérieure à 30 000. On peut réaliser la mesure de la perméabilité magnétique relative maximum pour une excitation magnétique de 100 mA/cm à une fréquence de 10k Hz. De nombreux fabricants de matériaux magnétiques affichent dans leur catalogue la valeur de perméabilité relative maximum avec une tolérance de +/- 15%. Ce type de mesure avec sa tolérance peut être pris en compte dans le cadre de l'invention.For the ferromagnetic material, it is possible to choose its permeability according to the filtering that one wishes to achieve. Advantageously, a material with high relative permeability is chosen, which makes it possible to obtain a high value of the inductive part of in the specific impedance of the insert. The maximum relative permeability, usually denoted µ r , connects in a linear domain the magnetic field B and the magnetic excitation field H induced by the displacement current. It is generally considered that materials with high relative permeability have a µ r value greater than 30,000. The measurement of the maximum relative magnetic permeability can be carried out for a magnetic excitation of 100 mA/cm at a frequency of 10k Hz. Many manufacturers of magnetic materials display in their catalog the maximum relative permeability value with a tolerance of +/- 15%. This type of measurement with its tolerance can be taken into account within the scope of the invention.
Sur les
Les inserts 18 et 28 sont réalisés dans des matériaux ayant des propriétés électromagnétiques différentes du matériau situé entre le ou les conducteurs internes et le conducteur externe en l'absence d'insert. Hors de la zone où l'insert est situé, les conducteurs internes et externes peuvent simplement être séparés par de l'air tout en assurant l'isolement nécessaire. De plus l'air possède une permittivité diélectrique proche de celle du vide. La permittivité assure la présence d'une capacité répartie le long du câble entre le ou les conducteurs internes et le conducteur externe. L'air est très simple à mettre en œuvre et permet de disposer un insert à un emplacement souhaité le long de l'axe 16. La présence d'air permet de déplacer facilement l'insert en cas de besoin. Alternativement, hors de la zone où l'insert est situé, il est possible de disposer d'autres matériaux, solide voir fluide entre le ou les conducteurs internes et le conducteur externe, notamment en choisissant le matériau pour adapter sa perméabilité relative.The
En complément du matériau ferromagnétique, l'insert peut comprendre un matériau conducteur de l'électricité en assurant un isolement électrique par rapport à au moins un des conducteurs. Un matériau conducteur permet de réduire la distance séparant le conducteur externe du ou des conducteurs internes, ce qui permet d'augmenter la valeur de la capacité séparant le ou les conducteurs internes du conducteur externe.In addition to the ferromagnetic material, the insert may comprise an electrically conductive material providing electrical insulation with respect to at least one of the conductors. A conductive material makes it possible to reduce the distance separating the external conductor from the internal conductor(s), which makes it possible to increase the value of the capacitance separating the internal conductor(s) from the external conductor.
Toujours en complément du matériau ferromagnétique, l'insert peut comprendre un matériau diélectrique dont la permittivité peut être choisie pour modifier la capacité présente hors de la zone où l'insert est situé. Par exemple, le verre possède une permittivité de l'ordre de 5 à 7, ce qui permet d'augmenter localement la capacité présente entre le ou les conducteurs internes et le conducteur externe.Still in addition to the ferromagnetic material, the insert can comprise a dielectric material whose permittivity can be chosen to modify the capacitance present outside the zone where the insert is located. For example, glass has a permittivity of the order of 5 to 7, which makes it possible to locally increase the capacitance present between the internal conductor(s) and the external conductor.
Il est également possible d'agir sur une différence de perméabilité magnétique entre le matériau de l'insert et celui séparant les conducteurs hors de la zone où l'insert est situé. A cet effet, l'insert peut comprendre en complément du matériau ferromagnétique un matériau diamagnétique ou paramagnétique. En augmentant la perméabilité magnétique, l'insert peut augmenter la valeur d'inductance entre le ou les conducteurs internes et le conducteur externe.It is also possible to act on a difference in magnetic permeability between the material of the insert and that separating the conductors outside the zone where the insert is located. For this purpose, the insert may comprise, in addition to the ferromagnetic material, a diamagnetic or paramagnetic material. By increasing the magnetic permeability, the insert can increase the inductance value between the inner conductor(s) and the outer conductor.
Les
La
La
Alternativement, à la variante représentée sur la
La
La variante de la
Les inserts 18, 28 et 29 représentés sur les
Les irrégularités de forme radiales entre l'insert et le conducteur externe peuvent être utiles pour tout autre type de matériau mis en œuvre pour l'insert. Comme on l'a vu plus haut, il est possible d'augmenter la capacité de l'impédance existante entre un conducteur interne et le conducteur externe au moyen d'un insert en matériau conducteur ou en matériau diélectrique possédant une permittivité différente de celle de la zone du câble sans insert. Les irrégularités radiales dans la forme de l'insert permettent de réaliser des variations locales de capacité limitant d'éventuelles résonnances.The radial shape irregularities between the insert and the external conductor can be useful for any other type of material used for the insert. As seen above, it is possible to increase the capacitance of the impedance existing between an internal conductor and the external conductor by means of an insert made of conductive material or of dielectric material having a permittivity different from that of the cable area without insert. The radial irregularities in the shape of the insert make it possible to produce local variations in capacitance limiting possible resonances.
Le conducteur interne 14 peut être en contact avec les surfaces intérieures de l'insert 40. Alternativement, comme représenté sur la
La
En complément, il est possible d'ajouter une bague extérieure 44 permettant de modifier localement l'impédance du câble 10. Il est par exemple possible de réaliser la bague extérieure 44 en matériau ferromagnétique pouvant filtrer certains courants de mode commun de haute fréquence pouvant notamment se propager sur la surface extérieure du conducteur externe 12. Il est intéressant de combiner dans une même section du câble 10, section perpendiculaire à l'axe 16 un insert, quelle que soit sa forme comme décrite précédemment et une bague extérieure 44. En effet, n'est soumise qu'au courant différentiel entre les deux conducteurs 12 et 14. La bague extérieure 44 est donc moins soumise au risque de saturation et peut être réalisée dans un matériau ferromagnétique à forte perméabilité magnétique relative. La mise en place d'une bague extérieure 44 peut être envisagée quel que soit le nombre de conducteurs internes.In addition, it is possible to add an
La
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Le câble 60 comprend, en l'une de ses extrémités, un bouchon 66 recouvrant partiellement le conducteur externe 12. Le conducteur interne 14 s'étend au-delà de l'extrémité du conducteur externe 12 et traverse le bouchon 66. Le raccordement d'extrémité 62 permet de connecter à chacun des conducteurs 12 et 14 un conducteur électrique, respectivement 72 et 74. Le conducteur 74 dispose en son extrémité d'une cosse 76 maintenue sur l'extrémité axiale du conducteur interne 14 au moyen d'une vis 78. Tout autre moyen de raccordement électrique du conducteur 74 au conducteur interne 14 est possible, par exemple, au moyen d'un collier ceinturant le conducteur interne 14 et assurant un contact radial au tour de l'extrémité du conducteur interne 14. De façon semblable, le conducteur 72 dispose en son extrémité d'une cosse 80 maintenue sur l'extrémité du conducteur externe 12 au moyen d'une vis 82. Comme précédemment, tout autre moyen de raccordement électrique du conducteur 72 au conducteur externe 12 est possible. De façon plus générale, il est possible de mettre en œuvre un connecteur adapté à la géométrie du câble 60 pour assurer le raccordement 62.The
Le raccordement courant 64 permet de raccorder le conducteur externe 12 par exemple au moyen d'une vis 84 et le conducteur interne 14 par exemple au moyen d'une vis 86 traversant le conducteur externe 12. Les deux vis 84 et 86 s'étendent radialement par rapport à l'axe 16. Sur la
L'accès radial aux deux conducteurs 12 et 14 permet de mettre en œuvre autant de raccordements courants 64 que nécessaire. Les deux raccordements 62 et 64 sont décrits en rapport à un câble ne possédant qu'un seul conducteur interne 14. Il est possible de mettre en œuvre ces raccordements pour des câbles possédant autant de conducteurs internes que nécessaire.The radial access to the two
Un insert 90 est disposé entre le raccordement d'extrémité 62 et le raccordement courant 64. L'insert 90 permet d'éviter la propagation de perturbations entre le raccordement d'extrémité 62 et le raccordement courant 64. Un deuxième insert 92 est disposé entre les deux vis 84 et 86 et plus généralement entre les sorties du raccordement courant 64, chacune des sorties étant connectée à l'un des conducteurs 12 ou 14. Il est également possible de disposer l'insert 92 entre les deux sorties du raccordement d'extrémité 62. La fonction de modificateur d'impédance assurée par l'insert 92 entre les deux sorties du raccordement d'extrémité 62 peut être remplie par le bouchon 66. Dans le cas d'un câble ayant plusieurs conducteurs internes, il est possible de disposer un insert 92 entre chacune des sorties connectées aux différents conducteurs. Un troisième insert 94 est disposé au-delà du raccordement 64. En pratique l'insert 94 représente un insert disposé entre deux raccordements courants 64. Les inserts 90, 92 et 94 ainsi que le bouchon 66 peuvent comprendre un matériau ferromagnétique sans que le matériau ferromagnétique ne réalise de boucle fermée autour conducteur interne 14. A cet effet, toute forme telle que décrite précédemment peut être mise en œuvre.An
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR48227E (en) * | 1936-10-30 | 1937-11-23 | Lignes Telegraph Telephon | Improvements to concentric conductors |
FR879077A (en) * | 1942-02-05 | 1943-02-12 | Fides Gmbh | Concentric power line |
BE627706A (en) * | 1963-01-29 | 1963-05-16 | ||
US3688224A (en) * | 1971-05-14 | 1972-08-29 | Kunihiro Suetake | Electric source filter |
JPS5040990Y1 (en) * | 1970-08-02 | 1975-11-21 | ||
EP0036746A2 (en) * | 1980-03-20 | 1981-09-30 | Zenith Radio Corporation | Method and apparatus for line isolation and interference shielding for a shielded conductor system |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1008370A (en) * | 1909-12-01 | 1911-11-14 | Louis Robillot | Automatic fire-alarm. |
US2508479A (en) * | 1944-11-16 | 1950-05-23 | Hazeltine Research Inc | High-frequency electromagneticwave translating arrangement |
US2603707A (en) * | 1944-12-21 | 1952-07-15 | Sperry Corp | Coaxial line support |
US2483913A (en) * | 1945-03-03 | 1949-10-04 | United Aircraft Corp | Automatic propeller blade support |
US2911333A (en) * | 1954-11-24 | 1959-11-03 | Itt | Method for manufacturing a coaxial filter |
US3191132A (en) * | 1961-12-04 | 1965-06-22 | Mayer Ferdy | Electric cable utilizing lossy material to absorb high frequency waves |
US3238477A (en) * | 1963-04-30 | 1966-03-01 | Helmut L Brueckmann | High-impedance radio frequency coaxial line having ferrite sleeve in dielectric space |
US3271506A (en) * | 1964-03-25 | 1966-09-06 | Siemens Ag | Coaxial high-frequency cable with internal spacers |
US3541473A (en) * | 1967-10-02 | 1970-11-17 | Allen Bradley Co | Suppression of electro-magnetic interference in electrical power conductors |
DE2236854C2 (en) * | 1972-07-27 | 1983-12-29 | kabelmetal electro GmbH, 3000 Hannover | Spacers for gas-insulated high-voltage cables |
US4161704A (en) * | 1977-01-21 | 1979-07-17 | Uniform Tubes, Inc. | Coaxial cable and method of making the same |
US4266207A (en) * | 1979-11-07 | 1981-05-05 | Uti Corporation | Coaxial cable band-pass filter |
US4329667A (en) * | 1979-11-07 | 1982-05-11 | Uti Corporation | Coaxial cable low frequency band-pass filter |
US4506235A (en) * | 1982-02-23 | 1985-03-19 | Ferdy Mayer | EMI Protected cable, with controlled symmetrical/asymmetrical mode attenuation |
US4843356A (en) * | 1986-08-25 | 1989-06-27 | Stanford University | Electrical cable having improved signal transmission characteristics |
EP0503129A1 (en) * | 1991-03-09 | 1992-09-16 | kabelmetal electro GmbH | High frequency electric coaxial cable |
DE19963301C2 (en) * | 1999-12-16 | 2001-12-13 | Mannesmann Ag | Use of a motor cable to connect a motor to an inverter |
FR2849719A1 (en) * | 2003-01-03 | 2004-07-09 | Thomson Licensing Sa | Hyper frequency low pass filter has coaxial structure with inner and outer conductive armatures carrying series of concentric plates |
NO20034699D0 (en) * | 2003-08-13 | 2003-10-21 | Nexans | Vertical cable support |
US7705238B2 (en) * | 2006-05-22 | 2010-04-27 | Andrew Llc | Coaxial RF device thermally conductive polymer insulator and method of manufacture |
US9875825B2 (en) * | 2012-03-13 | 2018-01-23 | Cable Components Group, Llc | Compositions, methods and devices providing shielding in communications cables |
WO2014202356A1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | Nv Bekaert Sa | Coated steel wire as armouring wire for power cable |
-
2020
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-
2021
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR48227E (en) * | 1936-10-30 | 1937-11-23 | Lignes Telegraph Telephon | Improvements to concentric conductors |
FR879077A (en) * | 1942-02-05 | 1943-02-12 | Fides Gmbh | Concentric power line |
BE627706A (en) * | 1963-01-29 | 1963-05-16 | ||
JPS5040990Y1 (en) * | 1970-08-02 | 1975-11-21 | ||
US3688224A (en) * | 1971-05-14 | 1972-08-29 | Kunihiro Suetake | Electric source filter |
EP0036746A2 (en) * | 1980-03-20 | 1981-09-30 | Zenith Radio Corporation | Method and apparatus for line isolation and interference shielding for a shielded conductor system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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