EP1308968A1 - Câble d'énergie ou de communication adapté à être enterré - Google Patents

Câble d'énergie ou de communication adapté à être enterré Download PDF

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EP1308968A1
EP1308968A1 EP02292568A EP02292568A EP1308968A1 EP 1308968 A1 EP1308968 A1 EP 1308968A1 EP 02292568 A EP02292568 A EP 02292568A EP 02292568 A EP02292568 A EP 02292568A EP 1308968 A1 EP1308968 A1 EP 1308968A1
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Jean-François Lecoeuvre
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/1875—Multi-layer sheaths
    • H01B7/1885—Inter-layer adherence preventing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/184—Sheaths comprising grooves, ribs or other projections

Definitions

  • the present invention relates to a cable withstand high mechanical particularly suitable for being buried.
  • the invention applies not only to an energy cable whatever the supply voltage, but also to a communication cable, including a fiber cable optics.
  • the sheaths of cable protection are generally made of polyethylene or polyvinyl chloride and to get satisfactory mechanical strength, it is necessary to foresee a significant increase in the thickness of the cable protection sheath so that the unwinding of cable and the use of cable preparation tools become difficult.
  • the cable protection sheath with an external layer produced made of a material having a higher elasticity that the protective sheath and having relative to the protective sheath less grip than strength tearing of the outer layer.
  • the outer layer achieves by its elasticity cushioning of constraints and thus indirectly provides reduced risk of damage to the cable so the use of a textured material thin in the trench is no longer necessary.
  • materials with high elasticity can easily be cut by the usual cable preparation tools and the limited adhesion of the outer layer compared with the protective sheath allows successively to be carried out cutting the outer layer and then protective sheath using preparation tools usual.
  • the outer layer has an outer contour having parts projecting.
  • the protruding parts are requested first and depreciation that they realize minimizes the constraint to which the central part of the cable is subjected to.
  • the protruding parts constitute pads wear when rubbing on the ground during unwinding of the cable and its laying in the trench, which verifies that the abrasion did not cause a wear of the outer layer beyond an acceptable amount.
  • the parts of the outer layer of lesser thickness between the projecting parts allow a better thermal evacuation than that achieved by a layer of uniform thickness.
  • the outer layer has an outline external in slots whose protruding parts are longitudinal or arranged in a helix around the cable. This provides multidirectional protection of the cable while promoting flexion of the cable during unwinding.
  • the outer layer has reinforcing fibers which preferably extend in a direction substantially longitudinal of the cable.
  • the electrical cable illustrated comprises in a manner known per se a conductor 1 covered with a conductive layer 2, itself covered an insulating layer 3.
  • the insulating layer 3 is at turn covered with a conductive layer 4 on which is disposed a metal shield 5 covered a protective sheath 6, the latter generally being made of polyethylene or polyvinyl chloride.
  • the cable further comprises a outer layer 7 which covers the protective sheath 6 and is made of a material with elasticity higher than the protective sheath 6 and whose adhesion to the protective sheath 6 is less than the resistance tearing of the outer layer.
  • Layer external 7 is for example made of crosslinked elastomer, or in elastomeric thermoplastic material, that is to say a multiphase polymer comprising a thermoplastic phase and a mixed polymer phase, the polymer obtained can be either in mass form or under cell form, and not naturally adhering to protective shealth.
  • the outer layer 7 has a niche outline, the projecting parts 8 extend in a helix around the cable.
  • the outer layer further includes reinforcing fibers 9, for example aramid fibers, which extend between the parts protruding 8 and thus provide a reinforcement of the layer external 7 in the parts of lesser thickness thereof.
  • the fibers of reinforcement 9 extend like the protruding parts 8, in propeller in a substantially longitudinal direction of the cable.
  • Figure 2 illustrates a second embodiment in which the cable has the same structure base covered with an outer layer 7 produced in a material with higher elasticity than protective sheath 6.
  • the outer layer 7 does not have reinforcing fibers 9 and has a polygonal outer contour whose edges 10 projecting extend in the longitudinal direction of the cable.
  • the outer layer according to the invention can be applied to a cable without metal shield 5 or conductive layers and can have any external contour, including a smooth circular outer contour corresponding to a layer external 7 of constant thickness.
  • a cable can be made with several metallic conductors or with optical fibers extending in a protective sheath itself covered an elastic outer layer.
  • the thickness of the outer layer 7 is adapted to the size of the cable, the efforts to which it risks to be subjected during its installation and to the nature of the soil in which the cable is to be laid.
  • an outer layer having a thickness between 1 mm and 5 mm gave satisfactory results when tests simulating handling, installation and use of the cable.
  • reinforcing fibers can be provided extending lengthwise, or segments of reinforcing fibers distributed randomly in elastic layer 7, the fibers of reinforcement having as main function to distribute a radial impact on the area surrounding the impact point.
  • the protruding parts are shown with widths identical, parts of different widths can be provided, a wider part which can in particular be made to facilitate marking of the cable.

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  • Insulated Conductors (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)

Abstract

Le câble comporte au moins un conducteur (1) s'étendant dans une gaine de protection (6), et une couche externe (7) qui recouvre la gaine de protection (6) et est réalisée en une matière présentant une élasticité plus élevée que la gaine de protection (6) et ayant par rapport à la gaine de protection (6) une adhérence inférieure à la résistance au déchirement de la couche externe (7). <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un câble à tenue mécanique élevée particulièrement adapté à être enterré. L'invention s'applique non seulement à un câble d'énergie quelle que soit la tension d'alimentation, mais également à un câble de communication, y compris un câble à fibres optiques.
On sait que la pose des câbles, qu'il s'agisse de câbles d'énergie basse tension, moyenne tension ou haute tension, ou de câbles de communication, nécessite la réalisation de travaux de terrassement dont les conditions de réalisation sont définies de façon rigoureuse afin de minimiser les risques d'endommagement. En particulier, lorsque le câble est disposé directement dans une tranchée, le fond de la tranchée doit être recouvert d'une couche de 0,1 m de matériau (terre fine, sable de faible granulométrie...) exempt de tout élément susceptible de détériorer la gaine de protection du câble.
De même, après la pose du câble, celui-ci doit être recouvert d'une couche de terre fine ou de sable de 0,1 m d'épaisseur afin d'éviter un endommagement du câble lors du passage d'un engin lourd à l'aplomb du câble.
Ces contraintes impliquent non seulement la réalisation d'une tranchée de profondeur élevée pour recevoir les couches de matériau à texture fine, mais également l'approvisionnement sur le chantier de ces matériaux ou la réalisation d'un criblage sur le chantier des éléments les plus meubles des déblais afin d'en extraire des déblais les matériaux de texture fine destinés à réaliser les couches précitées.
Afin d'éliminer ces contraintes de terrassement lors de la mise en place d'un câble, on a envisagé d'augmenter l'épaisseur de la gaine de protection d'une manière suffisante pour que celle-ci puisse résister d'une part à l'abrasion résultant du frottement lors du déroulage, et à des contraintes mécaniques tels que la chute d'un outil de chantier sur le câble, le passage d'un engin sur celui-ci ou l'agression par un objet tel qu'une pierre affleurant le fond de la tranchée ou mis en appui sur le câble lors du remblayage. Toutefois, les gaines de protection des câbles sont généralement réalisées en polyéthylène ou en polychlorure de vinyle et pour obtenir une résistance mécanique satisfaisante, il est nécessaire de prévoir une augmentation importante de l'épaisseur de la gaine de protection du câble de sorte que le déroulage du câble et l'utilisation d'outils de préparation du câble deviennent difficiles.
Selon l'invention, on propose de recouvrir la gaine de protection du câble avec une couche externe réalisée en une matière présentant une élasticité plus élevée que la gaine de protection et ayant par rapport à la gaine de protection une adhérence inférieure à la résistance au déchirement de la couche externe.
Ainsi, la couche externe réalise par son élasticité un amortissement des contraintes et assure ainsi indirectement une réduction des risques d'endommagement du câble de sorte que l'utilisation d'un matériau à texture fine dans la tranchée n'est plus nécessaire. En outre, les matériaux à élasticité élevée peuvent facilement être découpés par les outils de préparation habituelle du câble et l'adhérence limitée de la couche externe par rapport à la gaine de protection permet de réaliser successivement un découpage de la couche externe puis de la gaine de protection au moyen des outils de préparation habituels.
Selon une version avantageuse de l'invention, la couche externe a un contour externe présentant des parties en saillie. Ainsi, lors d'un choc sur le câble, les parties en saillie sont sollicitées en premier et l'amortissement qu'elles réalisent minimise la contrainte à laquelle la partie centrale du câble est soumise. En outre, les parties en saillie constituent des patins d'usure lors du frottement sur le sol à l'occasion du déroulage du câble et de sa pose dans la tranchée, ce qui permet de vérifier que l'abrasion n'a pas provoqué une usure de la couche externe au-delà d'une quantité acceptable. Enfin, les parties de la couche externe de moindre épaisseur entre les parties en saillie permettent une meilleure évacuation thermique que celle réalisée par une couche d'épaisseur uniforme.
Selon un mode de réalisation particulier de cette version de l'invention, la couche externe a un contour externe en créneaux dont les parties en saillie sont longitudinales ou disposées selon une hélice autour du câble. On assure ainsi une protection multidirectionnelle du câble tout en favorisant une flexion du câble lors du déroulage.
Selon un autre aspect avantageux de l'invention, la couche externe comporte des fibres de renfort qui s'étendent de préférence selon une direction sensiblement longitudinale du câble. Ainsi les effets d'un choc radial ponctuel sont répartis sur un segment de câble adjacent au point de choc de sorte que le risque d'endommagement du câble est minimisé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description qui suit de deux modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention, en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles :
  • la figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation de l'invention,
  • la figure 2 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation de l'invention.
En référence à la figure 1, le câble électrique illustré comporte de façon connue en soi un conducteur 1 recouvert d'une couche conductrice 2, elle-même recouverte d'une couche isolante 3. La couche isolante 3 est à son tour recouverte d'une couche conductrice 4 sur laquelle est disposé un blindage métallique 5 recouvert d'une gaine de protection 6, cette dernière étant généralement en polyéthylène ou en polychlorure de vinyle.
Selon l'invention, le câble comporte en outre une couche externe 7 qui recouvre la gaine de protection 6 et est réalisée en une matière présentant une élasticité plus élevée que la gaine de protection 6 et dont l'adhérence à la gaine de protection 6 est inférieure à la résistance au déchirement de la couche externe. La couche externe 7 est par exemple réalisée en élastomère réticulée, ou en matière thermoplastique élastomère c'est-à-dire un polymère multiphasique comportant une phase thermoplastique et une phase polymère mélangées, le polymère obtenu pouvant être soit sous forme massique soit sous forme cellulaire, et n'adhérant pas naturellement à la gaine de protection.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, la couche externe 7 a un contour en créneaux dont les parties en saillie 8 s'étendent en hélice autour du câble. Dans ce mode de réalisation, la couche externe comporte en outre des fibres de renfort 9, par exemple des fibres en aramide, qui s'étendent entre les parties en saillie 8 et réalisent ainsi un renfort de la couche externe 7 dans les parties de moindre épaisseur de celle-ci. Dans le mode de réalisation illustré, les fibres de renfort 9 s'étendent comme les parties en saillie 8, en hélice selon une direction sensiblement longitudinale du câble.
La figure 2 illustre un second mode de réalisation dans lequel le câble présente la même structure de base recouverte d'une couche externe 7 réalisée en une matière présentant une élasticité plus élevée que la gaine de protection 6. Dans ce mode de réalisation la couche externe 7 ne comporte pas de fibres de renfort 9 et présente un contour externe polygonal dont les arêtes 10 en saillie s'étendent selon la direction longitudinale du câble.
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'invention tel que défini par les revendications.
En particulier, la couche externe selon l'invention peut être appliquée à un câble ne comportant pas de blindage métallique 5 ni de couches conductrice et peut présenter un contour externe quelconque, y compris un contour externe circulaire lisse correspondant à une couche externe 7 d'épaisseur constante.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un câble d'énergie comprenant un seul conducteur métallique isolé, on peut réaliser un câble avec plusieurs conducteurs métalliques ou avec des fibres optiques s'étendant dans une gaine de protection elle-même recouverte d'une couche externe élastique.
L'épaisseur de la couche externe 7 est adaptée à la dimension du câble, aux efforts auxquels celui-ci risque d'être soumis lors de sa pose et à la nature du sol dans lequel le câble doit être posé. Pour une gaine de protection ayant une épaisseur comprise entre 1,5 mm et 3 mm, une couche externe ayant une épaisseur comprise entre 1 mm et 5 mm a donné des résultats satisfaisants lors de tests simulant la manutention, la pose et l'utilisation du câble.
Bien que dans le premier mode de réalisation décrit, la couche externe ait été illustrée avec des fibres de renfort 9 s'étendant en hélice comme les parties en saillie 8, on peut prévoir des fibres de renfort s'étendant en long, ou des segments de fibres de renfort répartis au hasard dans la couche élastique 7, les fibres de renfort ayant comme fonction principale de répartir un choc radial sur la zone entourant le point de choc.
Bien que dans le premier mode de réalisation les parties en saillie soient illustrées avec des largeurs identiques, on peut prévoir des parties de largeurs différentes, une partie plus large pouvant en particulier être réalisée pour faciliter le marquage du câble.

Claims (10)

  1. Câble comportant au moins un conducteur (1) s'étendant dans une gaine de protection (6), caractérisé en ce qu'il comporte une couche externe (7) qui recouvre la gaine de protection (6) et est réalisée en une matière présentant une élasticité plus élevée que la gaine de protection (6) et ayant par rapport à la gaine de protection (6) une adhérence inférieure à la résistance au déchirement de la couche externe (7).
  2. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche externe (7) est réalisée en une matière n'adhérant pas naturellement à la gaine de protection (6).
  3. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche externe (7) est réalisée en élastomère.
  4. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche externe (7) a un contour externe présentant des parties en saillie (8, 10).
  5. Câble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche externe (7) a un contour externe en créneaux.
  6. Câble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche externe (7) a un contour externe polygonal.
  7. Câble selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les parties en saillie (8) s'étendent selon une hélice autour du câble.
  8. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche externe comporte des fibres de renfort (9).
  9. Câble selon la revendication 8, caractérisé en ce que les fibres de renfort (9) s'étendent selon une direction sensiblement longitudinale du câble.
  10. Câble selon la revendication 4 et la revendication 8, caractérisé en ce que les fibres de renfort (9) s'étendent entre les parties en saillie (8).
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