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Fermetures terminales et manchons d'accouplement pour câbles sous pression.
Dans ces derniers temps, on a utilisé des câbles électri - ques dont la matière isolante est maintenue sous pression pen - dant l'utilisation. De tels câbles ont été décrits spécialement dans le brevet français 628.051. Dans ce brevet, il est mention- né qu'il est important de maintenir les parties du câble se trouvant dans les fermetures ou boites terminales et les man - ohons d'accouplement ou bottes de jonction sous pression, de la même manière que le câble même situé en dehors de ces garni - tures.
Pour de tels câbles sous pression, et en suite à cette prescription fondamentale, il a été découvert d'une manière générale certainesconstructions spéciales de fermetures termi - nales et de manchons d'accouplement, lesquelles peuvent égale - ment être employées avec avantages spéciaux, dans le cas parti - culier où le canal de pression se compose d'un système tubulaire étanche aux gaz, dans lequel les câbles sont disposés.
Ces constructions spéciales forment l'objet de la présente
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invention. Elles sont toutes reliées par l'idée fondamentale commune que les portions de câbles situées dans les fermetures terminales ou les manchons correspondants doivent être mainte - nues sous pression, tout comme le câble même, et ce, de telle façon que ces fermetures terminales et ces manchons d'accou - plement soient non seulement suffisamment résistants au point de vue pression, mais encore, soient étanches aux gaz, tout comme le canal de pression du câble.
Suivant qu'il s'agit de câble à trois conducteurs à en - veloppe de plomb commune, ou d'une disposition de trois câbles séparément sous plomb, câblés ensemble ou posés séparément, il est avantageux de réaliser la fermeture terminale soit comme fermeture terminale à trois conducteurs remplie de compound, soit sous une forme spéciale, laquelle peut être remplie de compound sous pression ou de gaz comprimé.
En général, il semble le plus avantageux de remplir la fermeture terminale à trois conducteurs pour câble à trois conducteurs avec du compound sous pression et de remplir de gaz sous pression la fermeture terminale spéciale pour trois câbles mi s séparément sous plomb.
Pour la réalisation des endroits de raccordement de telles installations de câbles sous pression, il est important de pouvoir relier par soudure les manchons tubulaires (qui entou - rent les manchons de câbles) à la conduite tubulaire sous près - sion de façon telle qu'ils soient aussi étanches aux gaz que cette dernière même et qu'en même temps leur forme et leur dis - position soient choisies telles que le câble y renfermé ne soit pas endommagé par la chaleur de soudage et qu'en outre il soit possible de pouvoir en cas de besoin ouvrir facilement le man - chon d'accouplement et de le souder nouveau.
En partant de ces considérations fondamentales, on a réali- sé les formes des garnitures de câbles sous pression représen - tées aux figures 1 à 5.
La figure 1 représente une fermeture terminale remplie de
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compound, pour un câble à trois conducteurs.
La figure 2 représente une fermeture terminale remplie de gaz sous pression, pour une combinaison de trois câbles mis séparément sous plomb.
La figure 3 représente une partie importante de telles fermetures terminales, soit le mode de fixation de l'isolateur résistant à la pression, dans son capuchon terminal.
La figure 4 représente une forme de réalisation spéciale - ment avantageuse d'un manchon d'accouplement pour câble sous pression.
La figure 5 représente une méthode fondamentale de possi - bilité de construction de liaisons tubulaires, dans le présent cas une fermeture terminale de conduite tubulaire, en employant différents métaux, dans le but de les maintenir toujours soli - dément et étanches aux gaz malgré les changements de température pendant l'exploitation.
A la fig,l, le câble à trois conducteurs avec son enveloppe de plomb a, les trois conducteurs isolés b et les conducteurs métalliques c, est introduit dans une boîte d résistant à la pression. L'extrémité de la conduite tubulaire sous pression e est reliée à la botter par une liaison à flasques ou brides f.
Sur la boîte d reposent de la manière habituelle les isolateurs g, lesquels sont également fixés par liaisons à flasques h. Ces isolateurs sont, dans le présent cas, en forme de cylindres, lesquels peuvent être faits de papier bakélite ou d'un produit analogue, de porcelaine, stéatite, etc. et doivent évidemment être suffisamment résistants à la pression, tout comme la boîte d. Chaque isolateur porte à son extrémité supérieure un capuchon i qui, dans l'exemple, est en deux parties vissées l'une à l'au- tre : le capuchon proprement dit 1 et le couvercle k.
Les trois conducteurs isolés b du câble sont introduits de la manière habituelle au travers de la boîte d et dans les Isolateurs ±, un renforcement 1 étant prévu de la façon habi - tuelle pour l'isolement. Quand les conducteurs b sont métallisés,
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leur métallisation se termine dans un évasement métallique m en forme d'entonnoir.
L'extrémité du conducteur de cuivrer porte la tige métal- lique de connexion N, vissée ou soudée, laquelle traverse le couvercle k par le moyen d'un vissage ou d'une soudure.0. étanche aux gaz.
Les nouvelles caractéristiques de cette fermeture terminale découlent toutes de la condition d'avoir une fermeture non seulement résistante à la pression, mais encore étanche aux gaz, et ces caractéristiques sont principalement . 1 ) fermetures étanches aux gaz par garnitures d'étanchéité, bourrages, soudu - res ou cimentage à tous les endroits de vissage et de passage ;
donc garnitures d'étanchéité aux endroits p, q, r, s, cimentage étanche de l'isolateur g dans les cpauchons h et i en t et 3 ; 2 ) réalisation des capuchons h et i ainsi que des extrémités du cylindre d'isolation ± avec des cannelures, de sorte que, par l'emploi d'un moyen de cimentage, il se constitue une obtu - ration en labyrinthe qui, sans vissage, donne une liaison suf - fisamment résistante entre le cylindrée et le capuchon, de sorte que ce dernier ne peut être arraché du cylindre par la pression interne ; 3 ) réalisation des capuchons h et .1 chacun avec un anneau interne v et w.
Par cet anneau interne on obtient non seulement l'étanchéité aux gaz - par le fait qu'un passage de fuite (grimpage) de longueur double est obtenu par la couche de ciment et autour de l'extrémité du cylindre g- mais encore la possibilité d'effectuer le cimentage d'une façon très simple et régulière, sans bulles d'air, parce que le bord du capuchon est d'abord rempli de ciment et que le cylindre peut alors être pressé dans ce manchon ;
4 ) comme le canal de pression est rem- pli de gaz comprimé entre l'enveloppe de plomb a et le tuyau de pirssion e, la fermeture terminale doit être aussi remplie de gaz sous pression, ou, quand elle est remplie d'huile ou d'une masse d'imprégnation pour le câble, il faut qu'à un endroit quelconque, le mieux à la liaisonf, qu'une paroi séparatrice x
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soit intercalée entre la fermeture terminale remplie d'huile et le tube de pression e rempli de gaz. Cette paroi séparatrice se compose avantageusement d'une plaque de métal, laquelle est d'une part soudée à l'enveloppe en plomb, et,d'autre part, est pressée dans la garniture p par le boulonnage f.
Il va de soi que toute autre forme de réalisation peut être choisie pour cette paroi séparatrice ; par exemple elle peut avoir la forme d'une obtu - ration (bourrage) ou garniture d'étanchéité, quand elle n'a pour but que d'empêcher l'écoulement de l'huile de la fermeture ter - minale vers le tuyau de pression e; 5 ) la réalisation mention- née en 4 de cette fermeture terminale avec remplissage de oom - pound trouve son application spécialement pour les câbles à plusieurs conducteurs à cause de la difficulté .de l'étanchéiage des espaces de bourrage entre les conducteurs qui sont également remplis de matière isolante. L'étanchéiage en x est en général plus facilement réalisable que l'étanchéiage des bourrages au bout de l'enveloppe en plomb.
De préférence, la fermeture ter - minale est remplie de la même matière d'imprégnation (compound ou huile) que celle utilisée pour l'imprégnation des conducteurs mêmes du câble. Si cependant la fermeture terminale est remplie de gaz sous étanchéiage des bourrages, un étanchéiage approprié doit être prévu pour les extrémités des conducteurs pour empê- cher la sortie de la matière d'imprégnation hors des conducteurs Ceci peut être réalisé le plus simplement par un enroulement au moyen d'une bande de cambric vernis et par une soudure de l'ex - trémité du conducteur métallique de la même façon que dans la .forme de réalisation de la fig.2 ;
6 ) Bien que l'expérience démontre que la pression régnant dans le canal de pression se propage, après un temps relativement court, et malgré la paroi séparatrice x, dans le remplissage de la fermeture terminale, quand l'espace interne entier de la fermeture terminale est complètement rempli de compound ou d'huile, il est recommandable de prévoir un moyen permettant de mettre la fermeture terminale sous pression pour elle-même.
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A cet effet, a été reconnu satisfaisant par exemple, un vase d'expansion G, relié par le tube E à la boîte de pression d de la fermeture terminale, la dite liaison pouvant être ou - verte et fermée par un organe de fermeture D. Sur l'autre côté, le vase G est relié par un tube H à la même source de pression que celle qui alimente la conduite de pression e en gaz compri - mé, ou même directement à cette conduite e, comme le représente précisément le dessin. Dans le tube H est également disposé un organe de fermeture c. Le vase G est en partie rempli de la même masse que la fermeture terminale, et en partie de gaz com - primé.
Par cette disposition, non seulement l'espace interne de la fermeture terminale est toujours maintenu plein de la masse considérée, mais également même des différences de pression aux deux côtés de la paroi séparatrice x, ne durant même que peu de temps, sont empêchées. La disposition du vase G est aussi avan - tageuse pour le remplissage de la fermeture terminale. Principa- lement quand la fermeture terminale est déjà remplie pour la plus grande partie, les derniers petits espaces dans le capuchon supérieur de l'isolateur peuvent être remplis après vissage en place du couvercle K de la manière suivante :
en B, il est prévu dans le capuchon un ou plusieurs petits trous, environ au point le plus haut, lesquels trous servent à laisser sortir les der - nières traces d'air aussitôt que, par l'ouverture de l'organe d'arrêt D la fermeture terminale est mise sous pression à par tir du vase G. Une certaine quantité de masse ou d'huile est alors lentement pressée du vase G dans la fermeture terminale.
On attend jusqu'à ce que, par les trous en B, il ne sorte plus d'air, mais bien de la masse, et on ferme alors l'ouverture B, par exemple par de petites vis étamées qui, après vissage, sont chaufféesjusqu'à fluidité de l'étain.
Il est évident que le vase G, représenté à la figure d'une manière purement schématique, peut être réalisé de toute façon voulue appropriée. Par exemple, il est avantageux de ne pas
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laisser venir le gaz comprimé en contact, ou du moins aussi peu que possible, avec la masse de remplissage du vase G, pour em - pécher que l'huile n'absorbe du gaz. Ce but peut être atteint de différentes façons, par exemple comme il est représenté au dessin, en faisant que le gaz presse, non directement, mais par l'intermédiaire d'un piston étanche A sur la masse d'huile con - tenue en G. Ce piston peut être réalisé de toute façon désirée.
Il peut aussi être remplacé par une paroi intermédiaire rigide agissant, sous unjeu suffisant, comme membrane, ou l'intérieur du vase G peut être aménagé de telle sorte qu'il se compose d'un certain nombre de cellules déformables par la pression, lesquel- les cellules sont remplies d'huile.
A la fig.2, est représentée une fermeture, remplie de gaz comprimé, et destinée à un câble tripolaire composé de trois câbles monopolaires séparément sous plomb. Au lieu d'un tel câ - ble à trois conducteurs, on peut évidemment tout aussi bien employer trois câbles monopolaires introduits séparément dans le système tubulaire sous pression. Chaque conducteur,peut avan- tageusement être métallisé sous son enveloppe de plomb.
Les trois câbles, avec leur gaine en plomb a, sont conduits de l'extrémité du tube sous presson e à trois fermetures ter - minales monopolaires en passant par une boîte de distribution y et trois tubes en acier z. Ces trois fermetures terminales mono- polaires dont celle du milieu est représentée en coupe, sont de la même construction que celle de la fig.1, en ce qui concerne les isolateurs et leurs capuchons terminaux. Entre le tube z et l'isolateur se trouve, pour des raisons mécaniques, une pièce intermédiaire 1, à laquelle, d'un côté, le tube z, et de l'autre côté, l'isolateur avec son capuchon inférieure sont réunis par brides boulonnées.
Les tubes z sont vissés, par leur autre bout, aux bridés de la boîte de distribution, et cette dernière est réunie, par son côté inférieur, à l'extrémité de la conduite tubulaire. Pour toutes ces liaisons par brides boulonnées, s'ap- pliquent, en ce qui concerne leur étanchéité aux gaz, les mêmes
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remarques qu'à. la fig.1.
Cette disposition de fermeture terminale s'adapte spécia- lement à des combinaisons de systèmes à câbles à plusieurs conducteurs composées de câbles à un seul conducteur sous plomb.
Comme, dans ce cas, il n'existe pas de bourrages imprégnés entre les conducteurs, il ne faut donc pas de fermeture spéciale à cet effet. Les isolateurs peuvent par conséquent être remplis avan - tageusement de gaz comprimé, de même que les tubes z, la boîte de distribution a et la conduite tubulaire e. Il s'en suit que les plaques de séparation (x de la fig.1) entre l'huile et l'espace de gaz sont superflus et il se constitue un canal continu de pression, rempli de gaz comprimé de la conduite e j usqu' au bout des capuchons d'isolateurs i. Le remplissage en huile des isolateurs étant supprimé, le vase d'expansion G et sa liaison H avec la conduite sont évidemment superflus.
Les trois enveloppes de plomb peuvent être maintenues jusqu'au commencement de l'isolation additionnelle -1 ou, quand il y a métallisation, se terminer à tout autre endroit désiré entre le bout de la conduite tubulaire et l'endroit mentionné de l'isolation.
La botte de distribution des tubes z et les pièces inter - calaires j doivent être étanches au gaz et résister à la pres - sion, tout aussi bien que la conduite tubulairc et les isola - teurs g.
Dans cette disposition de la fermeture terminale, avec remplissage de gaz, il faut prendre soin qu'il n'y ait pas de masse d'imprégnation sortant de l'extrémité de câble libre qui pénètre dans l'isolateur ±. Il s'est démontré que ceci peut être avantageusement réalisé par exemple en entourant l'extrémité libre de câble d'une ou plusieurs couches de varnished cambric, tout en veillant de préférence à un bon soudage de l'extrémité du conducteur métallique
En ce qui concerne la qualité de ce varnished cambric et de son mode de traitement et d'emploi, entrent en considération
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les points de vue connus dans ces derniers temps pour l'emploi de cette matière dans les bottes de jonction de câbles.
On em - ploie donc avec avantage du cambric vernis à perte diélectrique faible et de telle manière qu'il ne peut pas accaparer d'humidi- té.
Au cas où le fluide de pression de la conduite tubulaire e est de l'air humide ou un autre gaz humide, il peut être in - téressant de disposer cependant une paroi séparatrice x à une des liaisons par vissage entre la tubulure e et la pièce inter - cakaire j et de fournir de gaz comprimé l'isolateur par une conduite spéciale. Par cette disposition, il est possible de maintenir de façon connue de l'air sec dans les isolateurs, mal- gré que la conduite tubulaire e contienne de l'air humide. Pour des climats très humides, cette disposition peut être désirable dans l'intérêt de l'isolation de l'extrémité libre de câble dans l'isolateur.
A la fig.2, F désigne le raccord pour un tel tuyau amenant séparément la pression à la fermeture terminale, étant admis que la paroi séparatrice x est disposée, comme dans la fig.1, à la liaison f de l'extrémité du tube de pression e.
Le capuchon i de l'isolateur du milieu représenté en coupe à la fig.2, est sous une forme de réalisation quelque peu diffé- rente en ce qui concerne le raccord du courant, cette forme étant montrée plus spécialement à la fig. 3 à plus grande échelle.
Il s'est révélé que les deux modes de réalisation décrits en référence aux fig,l et 2 de fermetures terminales étanches aux gaz donnent un résultat pratiquement favorable. De telles fermetures terminales peuvent être réalisées pour ainsi dire absolument étanches aux gaz. Il est par exemple possible de les construire aussi bien que la conduite tubulaire de pression fa - cilement pour une pression de régime de 25 atmosphères et de les essayer à 75 atmosphères, et elles sont tellement étanches, qu'à 15 atmosphères, après être restées plusieurs jours sous pression à l'étrat fermé, elles ne décèlent aucune variation visible au manomètre.
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Les fig. 1 et 2 sont par exemple dessinées pour le cas de câbles à trois conducteurs ; ces constructions peuvent cepen - dant évidemment être employées aussi pour des câbles à un seul conducteur ou à plus de trois conducteurs. En outre, les ferme - tures terminales peuvent varier, en ce qui concerne le type de construction extérieure de leurs isolateurs, des manières les plus diverses. Par exemple, au lieu d'un tube isolateur g on peut disposer plusieurs tubes concentriques, ou un isolateur à nervures peut être disposé sur le tube isolateur, dans le mode de réalisation connu, en particulier pour des fermetures termi - nales pour usage en plein air.
Dans la fig.3, est représentée une partie spécialement im - portante de la fermeture terminale de la fig.2, c'est-à-dire le capuchon terminal supérieure avec l'isolateur ± y cimenté.
La construction de ce capuchon avec cimentage de l'isolateur est la même que celle décrite en référence à la fig.l, sauf pour ce qui concerne la jonction, le raccord du courant, ce raccord étant réalisé en évitant de traverser le couvercle K.
Bien que la construction représentée en fig.l du passage du raccord de courant au travers du couvercle, à l'aide d'une soudure ou d'un bourrage, donne des résultats complètement sa - tisfaisants, il se présente cependant des cas où la construction de la fig.3 donne des avantages. Suivant cette construction, sur l'extrémité du conducteur c est vissé un disque de contact L de forme quelconque, ou il est soudé ou simplement serré hydrau- liquement. Ce disque repose sur des saillies M formées sur le corps du Capuchon 1, respectivement sur l'anneau interne w de celui-ci, et il est vissé ou (et) soudé sur ces saillies. Le couvercle K porte un boulon de raccord N sur lequel la conduite du courant est fixée de la manière habituelle par vissage ou soudure ou autrement.
Dans cette réalisation du capuchon de l'isolateur, le cou - rant passe donc du conducteur ±,du câble par le disque L, les saillies }4: et l'anneau interns w vers le corps du capuchon i et
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de celui-ci, par les vis o, passe au couvercle K, au boulon de raccord N et à la conduite du courant. Si c'est nécessaire, le courant peut être forcé, de la façon la plus simple, de passer de 1 vers K au lieu de passer par les vis, et ce, en le faisant passer par une ou plusieurs pattes soudées, lesquelles peuvent- être soudées entre 1 et K, de la manière habituelle et par exem- ple à la façon dont ceci est réalisé aux joints des rails des chemins de fer électrique .
De cette manière, on obtient une amenée de courant sans encombre du conducteur du câble à la conduite de retour, sans percer le couvercle K de l'isolateur.
A la fig.4, est représentée une construction spécialement avantageuse du manchon de raccordement d'une conduite tubulaire de pression. Comme le joint propre du câble même ne comporte pas de pointe importants spéciaux par rapport à la pratique courante, ce joint est indiqué sans détails par Q.
R1 et R2 sont les deux extrémités de câble à réunir par le joint Q. Pour le joint Q il n'y a à exiger que celui-ci soit pourvu, de la même façon que le câble, d'une enveloppe suffisam- ment étanche et déformable jouant le rôle de membrane vis-à-vis de la pression, par exemple une gaine de plomb d'épaisseur ap - propriée, par laquelle la pression du fluide à l'intérieur du manchon de raccordement est transmise à l'intérieur du joint Q du câble.
S1 et S2 sont les deux extrémités de la conduite tubulaire de pression, lesquelles doivent être réunies par une construo- tion appropriée de façon à résister à la pression. Ceci est réalisé par ce que, sur les extrémités S1 et S2 sont d'abord soudées deux pièces u1 et U2 de bourrelet. Il est important que ces deux pièces U1 et U2 aient une courbure dans le sens indiqué à la figure, c'tst-à-dire que leur côté bombé soit dirigé vers le milieu du raccordement et, qu'en outre, une partie cylindri - que de longueur suffisante parte de cette courbure.
Ces pièces en bourrelet U1 et U2 peuvent de préférence être faites par pression, et elles peuvent être soudées avant
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livraison sur les extrémités S1 et S2 ou être fabriquées d'une autre façon.
Sur ces bourrelets U1 et U2 est emboîté une pièce tubulaire T de longueur suffisante, laquelle est reliée rigidement et étanchement aux bourrelets U1 et U2 par une soudure annulaire en W1 et W2 Des frettes annulaires V1 et V2 peuvent être mon - tées sur le tube T aux endroits des bourrelets, pour renforcer la liaison.
Déjà avant le montage, le tube T est emmanche sur un côté des parties tubulaires à raccorder. Apres que la liaison proprement dite des câbles a été effectuée, de l'asbeste ou un autre isolant thermique analogue est avantageusement enroulé autour des extrémités R1 et R de câbles à l'endroit des bour - relets, et, s'il le faut, autour d'une partie de la liaison afin d'empêcher que, par la soudure ultérieure en W1 et W2 il ne se produise un échauffementinacceptable du câble et de la liaison Q,. Ensuite, la partie tubulaire T est amenée dans la position exacte voulue, puisles soudures W1 et W2 sont exécu - tées et éventuellement les frettes V1 et V2 mises en place, après quoi le raccordement est terminé.
Les avantages de cette forme de réalisation des manchons de raccordement sont multiples. Par exemple, il est aisé, par un simple coupage des lignes de soudure W1 et W2 d'ouvrir à nou - veau le manchon, au cas où il est nécessaire d'exécuter des travaux sur le câble. Il est aussi aisé de resouder le manchon, après ces travaux, sans devoir prendre aucune nouvelle pièce ou partie. Il n'y a aucune difficulté à donner à la partie extéri - eure des bourrelets une longueur telle que l'on puisse effectuer 4, 5 ou plus de telles réparations sans devoir utiliser aucune nouvelle pièce pour le raccordement.
L'emploi de telles pièces à bourrelet présente encore l'a - vantage que les endroits de soudure se trouvent écartés du tube propre et du câble logé dans celui-ci, ce qui réduit d'autant l'échauffement du câble lors du soudage. En outre, il est facile,
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en soufflant de l'air froid ou de l'eau, ou en intercalant une matière humide dans le bourrelet, d'empêcher pratiquement com - plètement la transmission de chaleur de l'endroit de soudure vers l'intérieur de la conduite tubulaire.
Il va de soi que la forme des pièces en bourrelet peut être autre que celle représentée ; elle peut être par exemple non ronde, pour autant que le bourrelet soit recourbé en s'écar- tant du milieu du joint vers la direction de l'axe de la condui- te y attachée.
La figure 5 représente enfin l'emploi d'un autre moyen pour l'obtention de l'étanchéité aux gaz même sous changements de température, et ce, pour une fermeture terminale remplie de gaz ou d'huile. Dans ce cas, le cylindre isolateur est à nouveau désigné par ± et le capuchon supérieur de fermeture par.!. Il est supposé que le cylindre ± est monté sur une flasque X et ce de façon telle que ce manchon est glissé sur une saillie tubu - laire X1 de la flasque X. Une bague Y est frettée à cet endroit.
Dans le capuchon.! est posé un anneau Z. En considération des variations de température auxquelles la fermeture terminale est soumise pendant l'emploi, la flasque X et la bague Z sont faites d'une matière possédant un plus grand coefficient de dilatation que la matière dont sont faits la bague Y et le oa - puchon i. Par exemple, la flasque X et l'anneau Z peuvent être en cuivre ou en laiton, tandis que la bague Y et le capuchon sont en fer bu en acier. Si une augmentation de température se produit, les conditions d'étanchéité et de solidité, aux deux endroits de liaison et d'étanchéité, en haut et en bas à l'en - droit de serrage de l'isolateur, sont améliorées par suite des coefficients de dilatation différents des diverses parties.
Dans le cas plus rare où des abaissements très forts de tempéra- ture entrent en jeu, la disposition inversée des métaux de coefficients de dilatation différents peut être employée. Il est aussi possible d'appliquer simultanément les deux dispositions de façon telle qu'une d'elles intervient pour les augmentations
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de température, alors que l'autre n'entre en action que pour les abaissements de température. Il va de soi qu'une plus grande résistance à la traction de la liai son peut être obtenue tout-à- fait généralement par des moyens connus, par exemple par une construction en coin ou on labyrinthe des parties à raccorder.
REVENDICATIONS.
1. Parties et pièces de raccordement pour installations de câbles devant être maintenues sous pression, en particulier de câbles logés dans des conduites tubulaires résistant à la pression, caractérisées en ce que ces parties et pièces de raccordement ou liaison ne sont pas seulement suffisamment résistantes à la pression, mais sont aussi étanches aux gaz, au même titre que les tubes de pression, de sorte que les parties du câble enfermées dans ces parties et pièces de raccordement peuvent être maintenues sous pression aussi bien que le câble logé dans ces tubes.
2. Fermeture terminale pour installations de câbles maintenues sous pression, caractérisée en ce que l'isolateur de la fermeture terminale est cimenté dans un capuchon supérieur et un capuchon inférieur, et est rendu étanche aux gaz et résis- tant à la traction par une conformation en labyrinthe à l'en - droit de ces capuchons.
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Terminal closures and coupling sleeves for cables under pressure.
In recent times, electric cables have been used, the insulating material of which is kept under pressure during use. Such cables have been described especially in French patent 628,051. In this patent it is mentioned that it is important to keep the parts of the cable in the closures or terminal boxes and the coupling sleeves or junction boots under pressure, in the same way as the cable. even located outside these trimmings.
For such cables under pressure, and as a result of this fundamental requirement, it has generally been discovered certain special constructions of terminal closures and coupling sleeves, which may also be employed with special advantages, in the special case where the pressure channel consists of a gas-tight tubular system, in which the cables are arranged.
These special constructions form the subject of this present
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invention. They are all connected by the basic common idea that the portions of cables located in the terminal closures or the corresponding sleeves must be kept under pressure, just like the cable itself, in such a way that these terminal closures and these The coupling sleeves are not only sufficiently pressure-resistant, but also gas-tight, just like the pressure channel of the cable.
Depending on whether it is a three-conductor cable with a common lead shell, or an arrangement of three cables separately under lead, wired together or laid separately, it is advantageous to make the terminal closure or as a terminal closure. three-conductor filled with compound, either in a special form, which can be filled with compound under pressure or compressed gas.
In general, it seems most advantageous to fill the three-conductor terminal closure for three-conductor cable with compound under pressure and to fill the special terminal closure for three cables separately under lead with gas under pressure.
For the realization of the connection points of such pressurized cable installations, it is important to be able to connect by welding the tubular sleeves (which surround the cable sleeves) to the tubular conduit under pressure in such a way that they are as gas-tight as the latter itself and that at the same time their shape and arrangement are chosen such that the cable enclosed therein is not damaged by the welding heat and that, moreover, it is possible to be able to if necessary easily open the coupling sleeve and weld it again.
On the basis of these fundamental considerations, the shapes of the pressurized cable gaskets shown in Figures 1 to 5 have been made.
Figure 1 shows a terminal closure filled with
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compound, for a three-core cable.
Figure 2 shows a terminal closure filled with pressurized gas, for a combination of three cables placed separately under lead.
Figure 3 shows an important part of such end closures, that is, the method of securing the pressure resistant insulator in its end cap.
Figure 4 shows a particularly advantageous embodiment of a pressure cable coupling sleeve.
Figure 5 shows a basic method of possible construction of tubular connections, in this case a tubular pipe end closure, using different metals, with the aim of always keeping them solid and gas-tight despite the changes. temperature during operation.
In fig, l, the three-conductor cable with its lead shell a, the three insulated conductors b and the metal conductors c, is introduced into a pressure-resistant box d. The end of the tubular pressurized pipe e is connected to the boot by a connection with flanges or flanges f.
On the box d rest in the usual way the insulators g, which are also fixed by flange connections h. These insulators are, in the present case, in the form of cylinders, which may be made of bakelite paper or the like, porcelain, soapstone, etc. and must obviously be sufficiently resistant to pressure, just like the box d. Each insulator carries at its upper end a cap i which, in the example, is in two parts screwed together: the cap proper 1 and the cover k.
The three insulated conductors b of the cable are introduced in the usual way through the box d and into the Insulators ±, a reinforcement 1 being provided in the usual way for the insulation. When the conductors b are metallized,
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their metallization ends in a metal flare m in the form of a funnel.
The end of the copper conductor carries the metal connecting rod N, screwed or welded, which passes through the cover k by means of screwing or welding. 0. gas tight.
The new features of this terminal closure all derive from the requirement of having a closure that is not only pressure-resistant but also gas-tight, and these features mainly are. 1) gas-tight closures by gaskets, packing, welding or cementing at all screwing and passage places;
therefore gaskets at locations p, q, r, s, watertight cementing of the insulator g in the cpauchons h and i at t and 3; 2) making the caps h and i as well as the ends of the insulation cylinder ± with grooves, so that, by the use of cementing means, a labyrinth seal is formed which, without screwing , gives a sufficiently strong bond between the displacement and the cap, so that the latter cannot be torn from the cylinder by the internal pressure; 3) making caps h and .1 each with an internal ring v and w.
By this internal ring one obtains not only the gas tightness - by the fact that a leakage passage (climb) of double length is obtained by the layer of cement and around the end of the cylinder g- but also the possibility to perform the cementing in a very simple and regular manner, without air bubbles, because the edge of the cap is first filled with cement and the cylinder can then be pressed into this sleeve;
4) as the pressure channel is filled with compressed gas between the lead shell a and the pirssion pipe e, the terminal closure must also be filled with pressurized gas, or, when it is filled with oil or of an impregnation mass for the cable, it is necessary that in any place, best at the connection f, that a separating wall x
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or interposed between the terminal closure filled with oil and the pressure tube e filled with gas. This separating wall advantageously consists of a metal plate, which is on the one hand welded to the lead casing, and, on the other hand, is pressed into the lining p by the bolting f.
It goes without saying that any other embodiment can be chosen for this dividing wall; for example, it can take the form of a plug (stuffing) or gasket, when its only purpose is to prevent the flow of oil from the terminal closure to the discharge pipe. pressure e; 5) the realization mentioned in 4 of this terminal closure with oom-pound filling finds its application especially for cables with several conductors because of the difficulty of sealing the stuffing spaces between the conductors which are also filled. of insulating material. The x-sealing is generally more easily achievable than the sealing of the fillers at the end of the lead casing.
Preferably, the end closure is filled with the same impregnation material (compound or oil) as that used for the impregnation of the actual conductors of the cable. If, however, the terminal closure is filled with gas under sealing of the fillers, a suitable sealing must be provided for the ends of the conductors to prevent the escape of the impregnation material out of the conductors. by means of a varnished cambric strip and by welding the end of the metal conductor in the same way as in the embodiment of fig.2;
6) Although experience shows that the pressure in the pressure channel propagates, after a relatively short time, and despite the dividing wall x, in the filling of the terminal closure, when the entire internal space of the closure terminal is completely filled with compound or oil, it is advisable to provide a means to put the terminal closure under pressure for itself.
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For this purpose, has been recognized as satisfactory, for example, an expansion vessel G, connected by tube E to the pressure box d of the terminal closure, said connection being able to be opened and closed by a closure member D On the other side, the vessel G is connected by a tube H to the same pressure source as that which supplies the pressure pipe e with compressed gas, or even directly to this pipe e, as precisely represented by the drawing. In the tube H is also arranged a closure member c. Vessel G is partly filled with the same mass as the end cap, and partly with compressed gas.
By this arrangement, not only the internal space of the end closure is always kept full of the considered mass, but also even pressure differences at the two sides of the dividing wall x, even lasting only a short time, are prevented. The arrangement of vessel G is also advantageous for filling the terminal closure. Mainly when the terminal closure is already mostly filled, the last small spaces in the top cap of the insulator can be filled after screwing the cover K in place as follows:
at B, one or more small holes are provided in the cap, approximately at the highest point, which holes serve to let out the last traces of air as soon as, through the opening of the stopper D the terminal closure is pressurized by firing from vessel G. A certain quantity of mass or oil is then slowly squeezed from vessel G into the terminal closure.
We wait until, through the holes in B, no more air comes out, but rather the mass, and we then close the opening B, for example by small tinned screws which, after screwing, are heated to the fluidity of tin.
It is obvious that the vase G, shown in the figure in a purely schematic manner, can be produced in any suitable way. For example, it is advantageous not to
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allow the compressed gas to come into contact, or at least as little as possible, with the filling mass of the vessel G, to prevent the oil from absorbing gas. This object can be achieved in different ways, for example as shown in the drawing, by causing the gas to press, not directly, but by means of a sealed piston A on the mass of oil held in G. This piston can be made in any way desired.
It can also be replaced by a rigid intermediate wall acting, under a sufficient clearance, as a membrane, or the interior of the vessel G can be arranged in such a way that it consists of a certain number of cells which can be deformed by pressure, which - the cells are filled with oil.
In fig.2, a closure is shown, filled with compressed gas, and intended for a three-pole cable made up of three monopolar cables separately under lead. Instead of such a three-conductor cable, it is of course equally possible to use three monopolar cables introduced separately into the pressurized tubular system. Each conductor can advantageously be metallized under its lead envelope.
The three cables, with their lead sheath a, are led from the end of the tube under pressure e to three monopolar end closures, passing through a distribution box y and three steel tubes z. These three monopolar end closures, of which the middle one is shown in section, are of the same construction as that of fig. 1, with regard to the insulators and their end caps. Between the tube z and the insulator there is, for mechanical reasons, an intermediate piece 1, to which, on one side, the tube z, and on the other side, the insulator with its lower cap are joined by bolted flanges.
The tubes z are screwed, by their other end, to the flanges of the distribution box, and the latter is joined, by its lower side, at the end of the tubular pipe. For all these connections by bolted flanges, as regards their gas tightness, the same
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remarks that. fig. 1.
This terminal closure arrangement is especially suited to combinations of multi-conductor cable systems consisting of single-conductor lead cables.
As, in this case, there are no impregnated fillers between the conductors, therefore no special closure is required for this purpose. The insulators can therefore be advantageously filled with compressed gas, as can the tubes z, the distribution box a and the tubular line e. It follows that the separation plates (x in fig. 1) between the oil and the gas space are superfluous and a continuous pressure channel is formed, filled with compressed gas from the pipe ej usqu ' at the end of the insulator caps i. Since the insulators are not filled with oil, the expansion tank G and its connection H with the pipe are obviously superfluous.
The three lead envelopes can be maintained until the beginning of the additional insulation -1 or, when there is metallization, end at any other desired location between the end of the tubular pipe and the mentioned location of the insulation. .
The distribution truss of the tubes z and the spacers j must be gas-tight and withstand pressure, as well as the tubular ductc and the insulators g.
In this arrangement of the terminal closure, with gas filling, care must be taken that there is no impregnation mass coming out of the free cable end which enters the insulator ±. It has been shown that this can be advantageously achieved, for example, by surrounding the free end of the cable with one or more layers of varnished cambric, while preferably ensuring good soldering of the end of the metallic conductor.
Regarding the quality of this varnished cambric and its method of processing and use, come into consideration
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the views known in recent times for the use of this material in cable junction boots.
It is therefore advantageous to use cambric varnish with low dielectric loss and in such a way that it cannot absorb moisture.
If the pressure fluid of the tubular pipe e is humid air or another humid gas, it may be advantageous, however, to have a separating wall x at one of the screw connections between the pipe e and the part. inter - cakaire j and supply the insulator with compressed gas through a special pipe. By this arrangement, it is possible to maintain dry air in the insulators in a known manner, even though the tubular duct e contains moist air. For very humid climates, this arrangement may be desirable in the interest of insulating the free end of the cable in the insulator.
In fig. 2, F denotes the connection for such a pipe bringing the pressure separately to the terminal closure, it being assumed that the dividing wall x is arranged, as in fig. 1, at the connection f of the end of the pipe pressure e.
The cap i of the middle insulator, shown in section in fig. 2, is in a somewhat different embodiment as regards the current connection, this form being shown more especially in fig. 3 on a larger scale.
It has been found that the two embodiments described with reference to Figs, 1 and 2 of gas-tight end closures give a practically favorable result. Such end closures can be made, so to speak, absolutely gas-tight. It is for example possible to construct them as well as the tubular pressure line easily for a working pressure of 25 atmospheres and to test them at 75 atmospheres, and they are so tight, that at 15 atmospheres, after having remained. several days under pressure in the closed state, they do not detect any visible variation on the manometer.
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Figs. 1 and 2 are for example drawn for the case of cables with three conductors; however, these constructions can of course also be used for cables with a single conductor or with more than three conductors. In addition, terminal closures can vary in the type of exterior construction of their insulators in a variety of ways. For example, instead of an insulator tube g, several concentric tubes can be arranged, or a rib insulator can be arranged on the insulator tube, in the known embodiment, in particular for end closures for full use. air.
In fig. 3, a particularly important part of the end closure of fig. 2 is shown, ie the upper end cap with the insulator ± y cemented.
The construction of this cap with cementing of the insulator is the same as that described with reference to fig.l, except for the junction, the current connection, this connection being made by avoiding going through the cover K.
Although the construction shown in fig. 1 of the passage of the current connection through the cover, by means of welding or packing, gives completely satisfactory results, there are however cases where the construction of fig. 3 gives advantages. According to this construction, on the end of the conductor c is screwed a contact disc L of any shape, or it is welded or simply clamped hydraulically. This disc rests on protrusions M formed on the body of the cap 1, respectively on the internal ring w thereof, and it is screwed or (and) welded to these protrusions. The cover K carries a connecting bolt N to which the current conduit is fixed in the usual way by screwing or welding or otherwise.
In this embodiment of the insulator cap, the current therefore passes from the conductor ±, from the cable through the disc L, the projections} 4: and the internal ring w towards the body of the cap i and
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from this, through the screws o, passes to the cover K, to the connection bolt N and to the current lead. If necessary, the current can be forced, in the simplest way, to pass from 1 to K instead of passing through the screws, and this, by passing it through one or more welded lugs, which can be be welded between 1 and K, in the usual way and for example the way this is done at the joints of the rails of electric railways.
In this way, an unhindered current supply is obtained from the cable conductor to the return line, without piercing the cover K of the insulator.
In Fig. 4, a particularly advantageous construction of the connection sleeve of a tubular pressure pipe is shown. As the clean cable joint itself does not have special important points compared to common practice, this joint is indicated without details by Q.
R1 and R2 are the two cable ends to be joined by joint Q. For joint Q, it is not necessary that this be provided, in the same way as the cable, with a sufficiently waterproof casing. and deformable playing the role of a membrane vis-à-vis the pressure, for example a lead sheath of suitable thickness, by which the pressure of the fluid inside the connection sleeve is transmitted inside the joint Q of the cable.
S1 and S2 are the two ends of the tubular pressure pipe, which must be joined by a suitable construction so as to resist the pressure. This is achieved by the fact that, on the ends S1 and S2 are first welded two pieces u1 and U2 of bead. It is important that these two parts U1 and U2 have a curvature in the direction shown in the figure, that is to say that their curved side is directed towards the middle of the connection and, in addition, a cylindrical part - that of sufficient length leaves this curvature.
These bead pieces U1 and U2 can preferably be made by pressure, and they can be welded before
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delivery on the S1 and S2 ends or be manufactured in another way.
On these beads U1 and U2 is fitted a tubular part T of sufficient length, which is rigidly and tightly connected to the beads U1 and U2 by an annular weld at W1 and W2 Annular hoops V1 and V2 can be mounted on the tube T at the locations of the beads, to strengthen the connection.
Already before assembly, the T-tube is fitted on one side of the tubular parts to be connected. After the actual connection of the cables has been made, asbestos or another similar thermal insulator is advantageously wound around the ends R1 and R of the cables at the location of the bundles, and, if necessary, around part of the link in order to prevent unacceptable heating of the cable and of the link Q, by subsequent soldering at W1 and W2. Next, the tubular part T is brought into the exact desired position, then the welds W1 and W2 are made and possibly the hoops V1 and V2 put in place, after which the connection is completed.
The advantages of this embodiment of the connection sleeves are numerous. For example, it is easy, by simply cutting the weld lines W1 and W2, to open the sleeve again, in the event that it is necessary to carry out work on the cable. It is also easy to re-weld the sleeve, after this work, without having to take any new part or part. There is no difficulty in making the outer part of the beads so long that 4, 5 or more such repairs can be made without having to use any new parts for the connection.
The use of such beaded parts also has the advantage that the welding locations are located away from the clean tube and from the cable housed therein, which correspondingly reduces the heating of the cable during welding. In addition, it is easy,
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by blowing cold air or water, or interposing a moist material in the bead, practically completely preventing the transmission of heat from the weld location to the interior of the tubular pipe.
It goes without saying that the shape of the beaded parts may be other than that shown; it may for example be non-round, as long as the bead is curved away from the middle of the seal towards the direction of the axis of the pipe attached thereto.
FIG. 5 finally shows the use of another means for obtaining gas tightness even under changes in temperature, and this, for a terminal closure filled with gas or oil. In this case, the insulating cylinder is again designated by ± and the top closing cap by.!. It is assumed that the cylinder ± is mounted on a flange X and this in such a way that this sleeve is slipped on a tubular projection X1 of the flange X. A ring Y is shrunk at this location.
In the cap.! A Z-ring is fitted. In consideration of the temperature variations to which the end closure is subjected during use, the X-flange and the Z-ring are made of a material having a greater coefficient of expansion than the material from which the seal is made. ring Y and the oa - puchon i. For example, the X flange and the Z ring can be made of copper or brass, while the Y ring and the cap are made of iron or steel. If an increase in temperature occurs, the conditions of tightness and solidity, at the two places of connection and sealing, at the top and at the bottom where the insulator is clamped, are improved as a result of the different expansion coefficients of the various parts.
In the rarer case where very strong temperature drops come into play, the reverse arrangement of metals with different coefficients of expansion can be employed. It is also possible to apply the two provisions simultaneously so that one of them intervenes for the increases.
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temperature, while the other only comes into play for temperature reductions. It goes without saying that a greater tensile strength of the connection can be achieved quite generally by known means, for example by a wedge construction or a labyrinth of the parts to be connected.
CLAIMS.
1. Parts and connecting pieces for cable installations which have to be kept under pressure, in particular of cables housed in pressure-resistant tubular conduits, characterized in that these connecting or connecting parts and parts are not only sufficiently resistant to pressure. pressure, but are also gas-tight, like the pressure tubes, so that the parts of the cable enclosed in these parts and connecting pieces can be kept under pressure as well as the cable housed in these tubes.
2. Terminal closure for pressurized cable installations, characterized in that the insulator of the terminal closure is cemented into an upper cap and a lower cap, and is made gas-tight and tensile-resistant by conformation. in a labyrinth behind these caps.