EP2911162B1 - Câble électrique hybride - Google Patents

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EP2911162B1
EP2911162B1 EP15155424.3A EP15155424A EP2911162B1 EP 2911162 B1 EP2911162 B1 EP 2911162B1 EP 15155424 A EP15155424 A EP 15155424A EP 2911162 B1 EP2911162 B1 EP 2911162B1
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EP
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cable
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conductors
cables
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EP2911162A2 (fr
EP2911162A3 (fr
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Bruno Weider
Harald Büthe
Lars-Ake Lundgren
Jean Fehlbaum
Eric Du Tertre D'Elmarcq
Patrick Langlet
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Nexans SA
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Nexans SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01B7/22—Metal wires or tapes, e.g. made of steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L7/00—Remote control of local operating means for points, signals, or track-mounted scotch-blocks
    • B61L7/06—Remote control of local operating means for points, signals, or track-mounted scotch-blocks using electrical transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/003—Power cables including electrical control or communication wires

Definitions

  • the invention relates to a hybrid electric cable.
  • hybrid cable an electric cable comprising at least one power conductor and a data transmission cable.
  • umbilical cable such a cable is well known in the field of underwater installations where it is called umbilical cable.
  • An umbilical cable is described in the patent document EP 1,691,377 which describes a cable comprising in a common external sheath a core of three central power cables surrounded by a coiled steel strip and data transmission cables arranged at the periphery around this core. Filling elements are arranged between certain elements to stabilize the assembly.
  • This umbilical cable is specifically intended for use in an underwater environment.
  • the document CN-U-201 503 715 describes an environmentally friendly multifunction computer cable.
  • the document CN 202013773 U describes a hybrid electric cable.
  • the invention proposes a cable intended for land transport and more particularly for equipping at least one railway network switch.
  • the invention relates to a hybrid electric cable according to claim 1 comprising in a common external sheath at least two power cables and at least two data transmission cables, comprising a layer of common conductive material of electromagnetic protection, at least one common screen of mechanical protection of steel being further disposed under said outer sheath, characterized in that said common mechanical protection screen is between 0.1 and 0.8 mm thick and in that it comprises under said steel screen a layer of insulating material, a laminate of insulating material and aluminum laminated on the previous layer and a sheet of plastic holding material.
  • This common screen is to protect cables from damage which may be caused by impact or attack by rodent animals.
  • a first power cable is a third of conductors
  • a second power cable is a pair of conductors
  • said data transmission cables are quarter conductors.
  • the hybrid electric cable comprises at least three power cables and at least three data transmission cables and at least three of said data transmission cables form a central core and said power cables are arranged at the periphery around this nucleus.
  • said core is surrounded by a sheet of plastic holding material or a layer of plastic holding material.
  • This common steel screen for mechanical protection may preferably be of a thickness substantially equal to 0.2 mm.
  • Said insulating material can be polyethylene.
  • said layer of common conductive electromagnetic protection material is made of aluminum.
  • This aluminum layer may be between 0.05 and 0.5 mm thick, and preferably substantially equal to 0.15 mm.
  • the diameter of each conductor of said third parties can be between 1.13 and 2.20 mm, and preferably substantially equal to 1.38 mm.
  • each conductor of said pairs can be between 1.35 and 3.50 mm, and preferably substantially equal to 1.75 mm.
  • each conductor of said quads can be between 0.60 and 1.80 mm and preferably substantially equal to 0.9 mm.
  • Said conductors are preferably made of copper.
  • the figure 1 is a cross-sectional view of a hybrid electric cable intended in particular for equipping a railway network switch.
  • This hybrid cable comprises, in a common external sheath 1, two power cables 2, 3 and two data transmission cables 4, 5.
  • a first power cable 2 is a third of conductors
  • a second power cable 3 is a pair of conductors
  • the data transmission cables 4, 5 are quarter conductors. These cables 2 to 5 are twisted around a central support rod 6, made of insulating material, for example polyethylene.
  • the conductors are preferably made of copper.
  • a common mechanical protection steel screen 7 Under the outer sheath 1 of insulating material, is disposed a common mechanical protection steel screen 7 with a thickness of between 0.1 and 0.8 mm, and preferably substantially equal to 0.2 mm.
  • the purpose of this steel screen is to protect cables from damage that can be caused by impact or attack by rodent animals.
  • the hybrid cable comprises from the outside towards the inside a layer of insulating material 8 preferably of polyethylene, a laminate of insulating material and aluminum 9 laminated on the previous layer and a sheet of plastic retaining material 10.
  • the common aluminum layer provides electromagnetic protection and is between 0.05 and 0.5 mm thick, and preferably substantially equal to 0.15 mm.
  • Said insulating material is advantageously polyethylene.
  • such a hybrid cable is fitted to a railway network switch, the third of conductors 2 supplying the motor of this switch, the pair of conductors 3 being able to supply a heater for this switch and the data transmission cables 4, 5 ensuring the control of the positioning of this switch.
  • One of the two data cables is a backup cable, in the event of failure of the other data cable.
  • the figure 2 is a cross-sectional view of a hybrid electric cable intended in particular for equipping three railway network switches.
  • This hybrid cable comprises in a common external sheath 1 six power cables 2 'to 7' and four data transmission cables 8 'to 11'.
  • insulating material preferably polyethylene
  • the arrangement is identical to that previously described, namely from the outside to the inside, a common steel screen of mechanical protection 7, a layer of material insulator 8 preferably made of polyethylene, a laminate of insulating material and aluminum 9 laminated to the previous layer and a sheet of plastic holding material 10.
  • three data transmission cables 8 ', 9' and 10 ' form a central core surrounded by a sheet of material.
  • holding plastic 12 ′ and the power cables 2 ′ to 7 ′ are twisted at the periphery around this core, with three filling cylinders 13 ′, 14 ′ and 15 ′, made of insulating material, preferably made of polyethylene.
  • such a hybrid cable equips three railroad switches, the thirds of conductors 2 ', 3', 4 'ensuring the supply of the motor to this switch, the pairs of conductors 5', 6 ', 7' being able to ensure the supply of a heating device for this switch and the data transmission cables 8 'to 11' ensuring the positioning of this switch.
  • the fourth data transmission cable 11 ′ disposed at the periphery is a backup cable, in the event of one of the three data transmission cables of the central core failing.
  • the figure 3 is a cross-sectional view of a hybrid electric cable intended in particular for equipping six railway network switches and constituted in a similar manner.
  • This hybrid cable comprises in a common external sheath 1 twelve power cables arranged at the periphery and seven data transmission cables forming a central core.
  • the first six power cables are thirds of conductors, the second six power cables are pairs of conductors, and the data cables are quarter conductors.
  • the central core is surrounded by a layer of extruded plastic holding material 12 ", preferably made of polyethylene.
  • such a hybrid cable is fitted to six rail network switches, the thirds of conductors ensuring the supply of the motor to this switch, the pairs of conductors capable of supplying a heater to this switch and the cables of data transmission ensuring the control of the positioning of this switch.
  • the seventh data transmission cable arranged at the periphery is a backup cable, in the event of one of the six data transmission cables of the central core failing.
  • the invention relates to a hybrid electric cable comprising in a common external sheath at least two power cables and at least two data transmission cables, preferably intended to equip at least one railroad switch.
  • the diameter of each conductor of the third parties ensuring the supply of the switching motor is between 1.13 and 2.20 mm, and preferably substantially equal to 1.38 mm
  • the diameter of each conductor of said pairs capable of supplying a switch heater is between 1.35 and 3.50 mm, and preferably substantially equal to 1.75 mm
  • the diameter of each conductor of said quads ensuring the control of the switch positioning is between 0.60 and 1.80 mm and preferably substantially equal to 0.9 mm.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Description

  • L'invention concerne un câble électrique hybride.
  • Par câble hybride, il est entendu un câble électrique comportant au moins un conducteur de puissance et un câble de transmission de données.
  • A titre d'exemple, un tel câble est bien connu dans le domaine des installations sous-marines où il est appelé câble ombilical.
  • Un câble ombilical est décrit dans le document de brevet EP 1 691 377 qui décrit un câble comprenant dans une gaine externe commune un noyau de trois câbles de puissance centraux entouré d'une bande d'acier enroulée et des câbles de transmission de données disposés en périphérie autour de ce noyau. Des éléments de remplissage sont disposés entre certains éléments pour stabiliser l'ensemble.
  • Ce câble ombilical est spécifiquement destiné à une utilisation en milieu sous-marin.
  • Le document CN-U-201 503 715 décrit un câble informatique multifonction respectueux de l'environnement. Le document CN 202013773 U décrit un câble électrique hybride.
  • L'invention propose par contre un câble destiné au transport terrestre et plus particulièrement à l'équipement d'au moins un aiguillage de réseau ferroviaire.
  • L'invention concerne un câble électrique hybride selon la revendication 1 comprenant dans une gaine externe commune au moins deux câbles de puissance et au moins deux câbles de transmission de données, comportant une couche de matériau conducteur commune de protection électromagnétique, au moins un écran commun de protection mécanique d'acier étant disposé en outre sous ladite gaine externe, caractérisé en ce que ledit écran commun de protection mécanique est d'une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,8 mm et en ce qu'il comporte sous ledit écran d'acier une couche en matériau isolant, un laminé de matériau isolant et d'aluminium contrecollé sur la couche précédente et une feuille de matière plastique de maintien.
  • Cet écran commun a pour fonction de protéger les câbles de dommages qui peuvent être provoqués par des chocs ou des attaques d'animaux rongeurs.
  • Selon un mode de réalisation préféré, un premier câble de puissance est une tierce de conducteurs, un second câble de puissance est une paire de conducteurs et lesdits câbles de transmission de données sont des quartes de conducteurs.
  • Par un choix du nombre de câbles de puissance et des câbles de transmission de données, il est ainsi possible d'équiper un ou plusieurs aiguillages au moyen d'un seul câble ce qui simplifie fortement les travaux et en réduit leur coût.
  • Selon un mode de réalisation, le câble électrique hybride comprend au moins trois câbles de puissance et au moins trois câbles de transmission de données et au moins trois desdits câbles de transmission de données forment un noyau central et les dits câbles de puissance sont disposés en périphérie autour de ce noyau.
  • Avantageusement, ledit noyau est entouré d'une feuille de matière plastique de maintien ou d'une couche de matière plastique de maintien.
  • Cet écran d'acier commun de protection mécanique peut être d'une épaisseur de préférence sensiblement égale à 0,2 mm.
  • Ledit matériau isolant peut être du polyéthylène.
  • De préférence, ladite couche de matériau conducteur commune de protection électromagnétique est en aluminium.
  • Cette couche d'aluminium peut être d'une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,5 mm, et de préférence sensiblement égale à 0,15 mm.
  • Le diamètre de chaque conducteur desdites tierces peut être compris entre 1,13 et 2,20 mm, et de préférence sensiblement égal à 1,38 mm.
  • Le diamètre de chaque conducteur desdites paires peut être compris entre 1,35 et 3,50 mm, et de préférence sensiblement égal à 1,75 mm.
  • Le diamètre de chaque conducteur desdites quartes peut être compris entre 0,60 et 1,80 mm et de préférence sensiblement égal à 0,9 mm.
  • Lesdits conducteurs sont de préférence en cuivre.
  • L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures représentant des modes de réalisation préféré de l'invention.
    • La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un câble hybride conforme à l'invention selon un premier mode de réalisation.
    • La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un câble hybride conforme à l'invention selon un deuxième mode de réalisation.
    • La figure 3 est une vue en coupe transversale d'un câble hybride conforme à l'invention selon un troisième mode de réalisation.
  • La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un câble électrique hybride destiné en particulier à l'équipement d'un aiguillage de réseau ferroviaire.
  • Ce câble hybride comprend dans une gaine externe commune 1 deux câbles de puissance 2, 3 et deux câbles de transmission de données 4, 5.
  • Un premier câble de puissance 2 est une tierce de conducteurs, un second câble de puissance 3 est une paire de conducteurs et les câbles de transmission de données 4, 5 sont des quartes de conducteurs. Ces câbles 2 à 5 sont toronnés autour d'un jonc central de support 6, en matériau isolant, par exemple en polyéthylène. Les conducteurs sont de préférence en cuivre.
  • Sous la gaine externe 1 en matériau isolant, est disposé un écran d'acier commun de protection mécanique 7 d'une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,8 mm, et de préférence sensiblement égale à 0,2 mm. Cet écran d'acier a pour fonction de protéger les câbles de dommages qui peuvent être provoqués par des chocs ou des attaques d'animaux rongeurs.
  • Par ailleurs, sous cet écran d'acier 7, le câble hybride comporte de l'extérieur vers l'intérieur une couche en matériau isolant 8 de préférence en polyéthylène, un laminé de matériau isolant et d'aluminium 9 contrecollé sur la couche précédente et une feuille de matière plastique de maintien 10. La couche d'aluminium commune assure une protection électromagnétique et est d'une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,5 mm, et de préférence sensiblement égale à 0,15 mm.
  • Ledit matériau isolant est avantageusement du polyéthylène.
  • De préférence, un tel câble hybride équipe un aiguillage de réseau ferroviaire, la tierce de conducteurs 2 assurant l'alimentation du moteur de cet aiguillage, la paire de conducteurs 3 pouvant assurer l'alimentation d'un dispositif de chauffage de cet aiguillage et les câbles de transmission de données 4, 5 assurant la commande du positionnement de cet aiguillage. Un des deux câbles de transmission de données est un câble de secours, en cas de défection de l'autre câble de transmission de données.
  • La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un câble électrique hybride destiné en particulier à l'équipement de trois aiguillages de réseau ferroviaire.
  • Ce câble hybride comprend dans une gaine externe commune 1 six câbles de puissance 2' à 7' et quatre câbles de transmission de données 8' à 11'.
  • Trois premiers câbles de puissance 2', 3', 4' sont des tierces de conducteurs, trois seconds câbles de puissance 5', 6', 7' sont des paires de conducteurs et les câbles de transmission de données 8' à 11' sont des quartes de conducteurs. Ces câbles sont toronnés.
  • Sous la gaine externe 1 en matériau isolant, de préférence en polyéthylène, l'agencement est identique à celui précédemment décrit, à savoir de l'extérieur vers l'intérieur, un écran d'acier commun de protection mécanique 7, une couche en matériau isolant 8 de préférence en polyéthylène, un laminé de matériau isolant et d'aluminium 9 contrecollé sur la couche précédente et une feuille de matière plastique de maintien 10.
  • Afin d'obtenir un agencement optimalement stable tout autant sur le plan électrique ou de transmission de données que sur le plan mécanique, trois câbles de transmission de données 8', 9' et 10' forment un noyau central entouré d'une feuille de matière plastique de maintien 12' et les câbles de puissance 2' à 7' sont toronnés en périphérie autour de ce noyau, avec trois cylindres de remplissage 13', 14' et 15', en matériau isolant, de préférence en polyéthylène.
  • De préférence, un tel câble hybride équipe trois aiguillages de réseau ferrés, les tierces de conducteurs 2', 3', 4' assurant l'alimentation du moteur de cet aiguillage, les paires de conducteurs 5', 6', 7' pouvant assurer l'alimentation d'un dispositif de chauffage de cet aiguillage et les câbles de transmission de données 8' à 11' assurant la commande du positionnement de cet aiguillage. Le quatrième câble de transmission de données 11' disposé en périphérie est un câble de secours, en cas de défection d'un des trois câbles de transmission de données du noyau central.
  • La figure 3 est une vue en coupe transversale d'un câble électrique hybride destiné en particulier à l'équipement de six aiguillages de réseau ferroviaire et constitué de façon analogue.
  • Ce câble hybride comprend dans une gaine externe commune 1 douze câbles de puissance disposés en périphérie et sept câbles de transmission de données formant un noyau central.
  • Six premiers câbles de puissance sont des tierces de conducteurs, six seconds câbles de puissance sont des paires de conducteurs et les câbles de transmission de données sont des quartes de conducteurs.
  • Selon ce mode de réalisation, le noyau central est entouré d'une couche de matière plastique de maintien 12" extrudé, de préférence en polyéthylène.
  • De préférence, un tel câble hybride équipe six aiguillages de réseau ferrés, les tierces de conducteurs assurant l'alimentation du moteur de cet aiguillage, les paires de conducteurs pouvant assurer l'alimentation d'un dispositif de chauffage de cet aiguillage et les câbles de transmission de données assurant la commande du positionnement de cet aiguillage. Le septième câble de transmission de données disposé en périphérie est un câble de secours, en cas de défection d'un des six câbles de transmission de données du noyau central.
  • De façon générale, l'invention concerne un câble électrique hybride comprenant dans une gaine externe commune au moins deux câbles de puissance et au moins deux câbles de transmission de données, de préférence destiné à équiper au moins un aiguillage de réseau ferré.
  • Selon tous les modes de réalisation, avantageusement, le diamètre de chaque conducteur des tierces assurant l'alimentation du moteur d'aiguillage est compris entre 1,13 et 2,20 mm, et préférence sensiblement égal à 1,38 mm, le diamètre de chaque conducteur desdites paires pouvant assurer l'alimentation d'un dispositif de chauffage d'aiguillage est compris entre 1,35 et 3,50 mm, et de préférence sensiblement égal à 1,75 mm, et le diamètre de chaque conducteur desdites quartes assurant la commande du positionnement d'aiguillage est compris entre 0,60 et 1,80 mm et de préférence sensiblement égal à 0,9 mm.

Claims (13)

  1. Câble électrique hybride comprenant dans une gaine externe commune (1) au moins deux câbles de puissance (2, 3; 2' à 7') et au moins deux câbles de transmission de données (4, 5; 8' à 11'), comportant une couche de matériau conducteur commune de protection électromagnétique, au moins un écran commun de protection mécanique (7) d'acier étant disposé en outre sous ladite gaine externe, caractérisé en ce que ledit écran commun de protection mécanique (7) d'acier est d'une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,8 mm et en ce qu'il comporte sous ledit écran commun de protection mécanique (7) d'acier une couche en matériau isolant (8), un laminé de matériau isolant et d'aluminium (9) contrecollé sur la couche précédente et une feuille de matière plastique de maintien (10).
  2. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit écran commun de protection mécanique (7) est d'une épaisseur de l'ordre de 0,2 mm.
  3. Câble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un premier câble de puissance (2; 2', 3', 4') est une tierce de conducteurs, un second câble de puissance (3; 5', 6', 7') est une paire de conducteurs et lesdits câbles de transmission de données (4, 5; 8' à 11') sont des quartes de conducteurs.
  4. Câble électrique hybride selon l'une des revendications précédentes comprenant au moins trois câbles de puissance (2' à 7') et au moins trois câbles de transmission de données (8', 9', 10', 11'), caractérisé en ce qu'au moins trois desdits câbles de transmission de données (8', 9', 10') forment un noyau central et les dit câbles de puissance (2' à 7') sont disposés en périphérie autour de ce noyau.
  5. Câble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit noyau est entouré d'une feuille de matière plastique de maintien (12').
  6. Câble selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit noyau est entouré d'une couche de matière plastique de maintien (12").
  7. Câble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit matériau isolant est du polyéthylène.
  8. Câble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couche de matériau conducteur commune de protection électromagnétique est en aluminium.
  9. Câble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite couche d'aluminium est d'une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,5 mm, et de préférence égale à sensiblement 0,15 mm.
  10. Câble selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le diamètre de chaque conducteur desdites tierces est compris entre 1,13 et 2,20 mm, et de préférence sensiblement égal à 1,38 mm.
  11. Câble selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que le diamètre de chaque conducteur desdites paires est compris entre 1,35 et 3,50 mm, et de préférence sensiblement égale à 1,75 mm.
  12. Câble selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que le diamètre de chaque conducteur desdites quartes est compris entre 0,60 et 1,80 mm et de préférence sensiblement égale à sensiblement 0,9 mm.
  13. Câble selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que lesdits conducteurs sont en cuivre.
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