FR1465123A

FR1465123A - Improvement to the terminations of electric cables

Info

Publication number: FR1465123A
Application number: FR46745A
Authority: FR
Original assignee: Micanite & Insulators Co Ltd
Current assignee: Micanite & Insulators Co Ltd
Priority date: 1965-01-28
Filing date: 1966-01-21
Publication date: 1967-01-06
Also published as: GB1131841A

Description

Perfectionnement aux terminaisons des câbles électriques. La présente invention est relative aux ter minaisons de câbles électriques à refroidisse ment par eau ou par un autre fluide, du type comportant un conducteur creux perméable au réfrigérant et entouré par une couche de réten tion du réfrigérant qui sert à empêcher le réfrigérant de sortir latéralement hors du câble. Le conducteur du câble peut être constitué par exemple par des torons conducteurs, tressés ou non, qui sont posés autour d'une conduite cen trale et entre les interstices desquels le réfri gérant qui s'écoule le long de la conduite peut s'infiltrer. La couche de rétention du réfrigé rant peut être soit une couche isolante, soit une couche conductrice recouverte par une couche isolante et l'ensemble peut être recouvert d'une ou plusieurs couches de blindage, d'isolement supplémentaire ou de protection. La terminaison d'un tel câble doit généralement assurer à la fois la connexion électrique avec le conducteur du câble et le raccordement étanche de l'ali mentation en réfrigérant avec la conduite du câble. Lorsque le conducteur du câble se trouve à un potentiel électrique relativement élevé par rapport à l'alimentation en réfrigérant qui est généralement au potentiel de la terre, on doit prévoir une conduite isolante à travers laquelle le réfrigérant peut s'écouler entre le potentiel élevé et le potentiel de la terre sans donner lieu à un courant de fuite supérieur à une valeur maxima prédéterminée admissible. Improvement to the terminations of the electric cables. The present invention relates to the termination of water-cooled or other fluid-cooled electrical cables of the type having a refrigerant-permeable hollow conductor and surrounded by a refrigerant retention layer which serves to prevent the refrigerant from coming out laterally. out of the cable. The conductor of the cable can be constituted for example by conductive strands, braided or not, which are placed around a central duct and between the interstices of which the cooler which flows along the pipe can infiltrate. The refrigerant retention layer may be either an insulating layer or a conductive layer covered by an insulating layer and the assembly may be covered with one or more layers of shielding, additional insulation or protection. The termination of such a cable should generally provide both the electrical connection with the cable conductor and the sealed connection of the supply by refrigerating with the cable conduit. When the cable conductor is at a relatively high electrical potential with respect to the refrigerant supply which is generally at ground potential, an insulating conduit through which the refrigerant can flow between the high potential and the high potential must be provided. the potential of the earth without giving rise to a leakage current greater than a predetermined maximum permissible value.

Pour terminer dans ces conditions un câble de ce genre, il est nécessaire de dénuder l'ex trémité du conducteur du câble pour exécuter la connexion électrique ainsi que généralement la partie terminale de la couche de rétention du réfrigérant pour réaliser un raccordement étanche aux fluides avec celle-ci. Cependant, pour résister à la pression interne du réfrigé rant, la partie dénudée de la couche de réten tion du réfrigérant doit être soit très résistante elle-même, soit être renforcée : en effet pour que le câble puisse transporter des puissances électriques élevées, l'écoulement du réfrigérant doit être rapide et donc exiger des pressions de réfrigérant élevées. Il a été proposé par exemple dans le brevet français n 1.319.797 de réaliser la terminaison du câble de telle façon que la partie dénudée de la couche de rétention du réfrigérant se trouve étroitement entourée par les éléments de la terminaison qui jouent ainsi le rôle de renforcement. Cette disposition donne lieu à une construction quel que peu compliquée, en particulier si la chute de potentiel dans le réfrigérant doit avoir lieu à l'intérieur de la structure terminale. In order to terminate such a cable under these conditions, it is necessary to expose the cable conductor end to perform the electrical connection as well as generally the terminal portion of the refrigerant retention layer to make a fluid tight connection with it. However, to resist the internal pressure of the refrigerant, the stripped portion of the refrigerant retention layer must either be very strong itself or be reinforced: indeed, for the cable to carry high electrical powers, Refrigerant flow must be rapid and therefore require high refrigerant pressures. It has been proposed for example in French Patent No. 1,319,797 to terminate the cable in such a way that the stripped portion of the refrigerant retention layer is closely surrounded by the elements of the termination which thus play the role of enhancement. This arrangement gives rise to a somewhat uncomplicated construction, in particular if the potential drop in the refrigerant must take place inside the terminal structure.

La présente invention a pour objet de réaliser une terminaison de câble qui remédie aux dif ficultés ci-dessus au moyen d'une construction relativement simple. D'autres avantages de l'in vention apparaîtront dans la description ci- après. It is an object of the present invention to provide a cable termination which overcomes the above difficulties by means of a relatively simple construction. Other advantages of the invention will become apparent from the description hereinafter.

Conformément à l'invention, la terminaison d'un câble du type à refroidissement par fluide défini ci-dessus comprend un organe terminal creux électriquement conducteur pouvant être fixé avec un bon contact électrique sur la partie terminale dénudée du conducteur du câble, et une pièce isolante creuse qui, lors qu'elle est assemblée avec l'organe terminal entoure avec un certain écartement l'emplace ment qui doit être occupé par la partie termi nale dénudée de la couche de rétention du réfri gérant du câble, de façon à former une conduite annulaire entre la pièce isolante et la surface de cette partie de la couche de rétention du réfrigérant, l'organe terminal présentant au moins un passage pour le réfrigérant donnant accès à celui-ci dans l'espace compris entre l'in térieur de cet organe et la conduite, le dispositif comportant, à l'extrémité la plus éloignée de la pièce isolante par rapport à l'organe terminal, des moyens pour fermer cette conduite d'une manière étanche aux fluides par- rapport au câble, tout en permettant au réfrigérant d'accé der à la conduite à cette extrémité éloignée de facon - à assurer l'écoulement du réfrigérant le long de la conduite entre lesdits passages pour le réfrigérant et en contact avec la surface exté rieure de ladite partie terminale de la couche de rétention du réfrigérant, la conduite ayant une -longueur et une section transversale telles, compte tenu de la conductibilité du réfrigérant et du potentiel de fonctionnement de l'organe terminal qu'un courant de fluide qui n'est pas supérieur à une valeur maxima prédéter minée admissible s'écoulera à travers le réfri gérant entre l'organe terminal et ladite extrémité éloignée de la conduite. According to the invention, the termination of a fluid-cooling type cable defined above comprises an electrically conductive hollow end member attachable with good electrical contact on the stripped end portion of the cable conductor, and a workpiece hollow insulator which, when assembled with the terminal member, surrounds with a certain spacing the location which must be occupied by the naked end portion of the retention layer of the cable manager, so as to form a annular conduit between the insulating member and the surface of this portion of the refrigerant retention layer, the terminal member having at least one passage for the refrigerant giving access thereto in the space between the interior of this organ and the pipe, the device comprising, at the end farthest from the insulating part with respect to the terminal member, means ns to close this pipe in a fluid-tight manner with respect to the cable, while allowing the refrigerant to access the pipe at this far end so as to ensure the flow of the refrigerant along the pipe between said passages for the coolant and in contact with the outer surface of said end portion of the refrigerant retention layer, the pipe having such a length and cross-section, taking into account the coolant conductivity and the operating potential of the the terminal member that a fluid stream which is not greater than a predetermined maximum permissible maximum value will flow through the refrigerator between the terminal member and said far end of the pipe.

Cette construction d'une terminaison de câble présente plusieurs avantages par rapport aux dispositions qui avaient été utilisées précédem ment: En dehors de la chute de potentiel du réfrigérant le long de la conduite annulaire, un avantage particulièrement important consiste en ce que le réfrigérant entourant la partie termi nale de la couche de rétention du réfrigérant dans la conduite annulaire donne lieu à une différence de pression négligeable entre les sur faces interne et externe de cette partie termi nale, supprimant ainsi la nécessité pour celle-ci d'avoir une grande résistance mécanique ou d'être renforcée par d'autres moyens. This construction of a cable termination has several advantages over the arrangements previously used: Apart from the potential drop of refrigerant along the annular pipe, a particularly important advantage is that the refrigerant surrounding the The final part of the refrigerant retention layer in the annular pipe gives rise to a negligible pressure difference between the inner and outer faces of this end part, thus eliminating the need for it to have a high mechanical strength. or to be reinforced by other means.

Un autre avantage important consiste en ce que, dans le cas d'utilisation d'un réfrigérant ayant une conductibilité sensible-(par exemple la saumure ou l'eau ordinaire), le réfrigérant donnera lieu à l'intérieur de la conduite annu laire à un gradient de pntenitel sensiblement constant le long de la -pièce isolante qui la délimite, rendant ainsi inutile l'emploi d'autres moyens d'obtention d'une chute de potentiel pro gressive; tels que des condensateurs de traversée. Another important advantage is that, in the case of using a refrigerant having a sensible conductivity (eg brine or ordinary water), the refrigerant will give rise to the interior of the annular line at a substantially constant pntenitel gradient along the insulating part which delimits it, thus rendering useless the use of other means of obtaining a progressive potential drop; such as crossing capacitors.

La construction conforme à l'invention se prête à une réalisation permettant un assem blage facile lors de l'installation ainsi - qu'un démontage- rapide et- aisé pour l'inspection et l'entretien. De même une opération telle que l'insertion de -l'organe terminal sur l'extrémité dénudée du conducteur du câble peut être effectuée convenablement dans des conditions plus favorables avant que le- câble quitte l'usine. The construction according to the invention lends itself to an embodiment allowing easy assembly during installation as well as quick and easy disassembly for inspection and maintenance. Also an operation such as inserting the end member on the stripped end of the cable conductor can be conveniently performed under more favorable conditions before the cable leaves the factory.

A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté- au dessin annexé plusieurs formes de réalisation de l'invention. By way of example, there are described below and shown in the accompanying drawing several embodiments of the invention.

La figure 1 est une vue en coupe axiale dune forme de réalisation de l'invention et une vue en coupe partielle d'une extrémité de câble typique Les figures 2 et 3 représentent respective ment en coupe partielle d'autres formes de réalisation de l'invention. FIG. 1 is an axial sectional view of an embodiment of the invention and a partial sectional view of a typical cable end. FIGS. 2 and 3 respectively show a partial sectional view of other embodiments of the invention. invention.

Dans la figure 1, l'agencement terminal est représenté en application à l'extrémité d'un câble comportant- un conducteur creux 1 avec une conduite de réfrigérant 2, une couche de rétention 3 du réfrigérant, par exemple en po1y- éthylène; qui sert également d'isolement prin cipal du câble, et une couche de blindage cons tituée par un ruban métallique et/ou graphité 4 placée au-dessous d'une couche extérieure de protection. Dans la partie terminale dénudée du conducteur 1 du câble est inséré un tube 5. Sur l'extrémité dénudée est appliqué un organe terminal creux 6 qui est serré ou fixé autre ment sur le conducteur 1 du câble de façon à être en bon contact électrique avec celui-ci. L'organe terminal creux 6 présente des canaux tels que 7 conduisant dans son intérieur et il est conformé à son extrémité externe 8 de façon à recevoir une connexion électrique. Une enveloppe 9 en forme de cloche entoure une partie de l'organe terminal 6 et -elle est scellée à celui-ci d'une façon étanche aux fluides au moyen d'un joint d'étanchéité 10 pressé contre un épaulement annulaire de l'enveloppe, par exemple à l'aide d'une bague à bride Il sous l'action d'écrous tels que 13 qui sont vissés sur des tiges filetées telles que 12 faisant saillie sur l'extrémité de l'enveloppe 9. Une clavette15 insérée d'une façon amovible dans l'organe ter minal 6 sert à positionner et à fixer cet organe terminal et elle peut être elle-même mise en place sur des tétons tels que 12 et immobilisée par des écrous tels que 16. In Figure 1, the terminal arrangement is shown in application at the end of a cable comprising a hollow conductor 1 with a refrigerant line 2, a retention layer 3 of the refrigerant, for example polyethylene; which also serves as the main insulation of the cable, and a shielding layer constituted by a metal and / or graphite strip 4 placed beneath an outer protective layer. In the stripped end of the conductor 1 of the cable is inserted a tube 5. On the stripped end is applied a hollow terminal member 6 which is tightened or otherwise fixed on the conductor 1 of the cable so as to be in good electrical contact with this one. The hollow end member 6 has channels such as 7 leading into its interior and is shaped at its outer end 8 so as to receive an electrical connection. A bell-shaped envelope 9 surrounds a portion of the end member 6 and is sealed thereto in a fluid-tight manner by means of a seal 10 pressed against an annular shoulder of the envelope, for example using a flange ring Il under the action of nuts such as 13 which are screwed on threaded rods such as 12 protruding from the end of the envelope 9. A key 15 inserted in a removable manner in the terminal member 6 serves to position and fix this terminal member and may itself be placed on pins such as 12 and immobilized by nuts such as 16.

La variante représentée en figure 2 peut être utilisée lorsqu'un joint d'étanchéité 35 et un anneau à épaulement 37 sont bloqués entre une plaque de serrage 36 et l'extrémité de l'enveloppe annulaire - 9 au moyen de vis de serrage non représentées. Une bague de positionnement 38, constituée par deux pièces semi-circulaires est emprisonnée dans une gorge annulaire 39 ména gée sur l'organe terminal 6 et dans une autre gorge annulaire formée entre l'épaulement de la bague 37 et l'extrémité de l'enveloppe 9. De cette façon l'organe terminal 6 est positionné par rapport à l'enveloppe 9 avec un jeu suffi- saut dans la gorge 39 pour permettre un certain mouvement relatif dû par exemple à une dila tation thermique. The variant shown in Figure 2 may be used when a seal 35 and a shoulder ring 37 are locked between a clamping plate 36 and the end of the annular casing - 9 by means of unrepresented clamping screws . A positioning ring 38, constituted by two semicircular pieces is trapped in an annular groove 39 formed on the end member 6 and in another annular groove formed between the shoulder of the ring 37 and the end of the In this way, the end member 6 is positioned relative to the casing 9 with a sufficient clearance in the groove 39 to allow a certain relative movement due for example to a thermal expansion.

Dans la figure 1, un organe d'écartement iso lant et creux 20 entoure une partie terminale dénudée de la -couche de rétention 3 du réfri gérant et il est représenté muni d'écrans de protection contre les intempéries qui peuvent avoir une forme classique comme celle repré- 'entée, ou qui peuvent être du type à long trajet de fuites électriques rampantes. Pour les installations intérieures de petites cannelures ménagées sur la surface seraient suffisantes. In FIG. 1, an insulating and hollow spacing member 20 surrounds a stripped end portion of the refrigerant retention layer 3 and is shown provided with weather protection shields which may have a conventional shape such as that represented, or which may be of the long-path type of creeping electrical leakage. For indoor installations small grooves on the surface would be sufficient.

L'organe d'écartement 20 est fixé d'une manière -étanche aux fluides à une extrémité de l'enveloppe en cloche 9 et, - à son autre extrémité, à une pièce de montage 22 munie d'un flasque, par exemple au moyen de vis ou de boulons 30 et de joints d'étanchéité 31; cet organe d'écartement 20 délimite autour de la partie terminale de la couche de rétention 3 du réfrigérant une conduite annulaire A qui assure une liaison pour l'écoulement du réfri gérant entre l'enveloppe en cloche 9 et la chambre collectrice 34 ménagée dans l'organe 22. Les dimensions de l'organe d'écartement 20 sont telles que lorsque la conduite annulaire A est remplie de réfrigérant, un courant de fuite qui n'est pas supérieur à une valeur maxima admissible s'écoulera à travers le réfrigérant entre l'organe terminal 6 porté au potentiel élevé du conducteur du câble et l'organe 22 qui est au potentiel de la terre. L'organe 22 qui comporte un canal 32 assurant le passage du réfrigérant entre l'agencement terminal et une source de réfrigérant par l'intermédiaire d'un tube nu tuyau 23, est relié d'une manière étan che aux fluides à la couche de rétention 3 du réfrigérant, par exemple à l'aide du joint repré senté constitué par un collier 24 moulé sur la couche de rétention 3 et serré sur un épaule ment annulaire 25 de l'organe 22 à l'aide de vis telles que 33 agissant sur la plaque de ser rage 27 et la bague 26. La référence 28 désigne une connexion assurant une liaison électrique entre le ruban de blindage 4 et l'organe 22. Suivant une variante, on peut utiliser entre la couche de rétention 3 du réfrigérant et l'or gane 22 un scellement tel que celui représenté en 10 et comportant une rondelle d'étanchéité séparée. The spacer member 20 is fixed in a fluid-tight manner at one end of the bell-shaped envelope 9 and at its other end to a mounting piece 22 provided with a flange, for example at the means of screws or bolts 30 and seals 31; this spacer member 20 defines around the end portion of the retention layer 3 of the refrigerant an annular pipe A which provides a connection for the flow of the refrigerator manager between the bell-shaped envelope 9 and the collection chamber 34 formed in the 22. The dimensions of the spacer member 20 are such that when the annular line A is filled with refrigerant, a leakage current of not more than a maximum allowable value will flow through the refrigerant between the terminal member 6 raised to the high potential of the cable conductor and the member 22 which is at the potential of the earth. The member 22 which comprises a channel 32 ensuring the passage of the refrigerant between the terminal arrangement and a source of refrigerant via a tube 23, is connected in a fluid-tight manner to the fluid layer. retention 3 of the refrigerant, for example by means of the seal represented constituted by a collar 24 molded on the retention layer 3 and tightened on an annular shoulder 25 of the member 22 by means of screws such as 33 acting The reference 28 designates a connection providing an electrical connection between the shielding tape 4 and the member 22. Alternatively, it is possible to use between the retention layer 3 of the refrigerant and the metal 22 is a seal such as that shown at 10 and having a separate sealing washer.

Une disposition de ce genre est représentée en figure 3. Dans ce cas, la pièce de montage à flasque 22 est scellée sur la couche de réten tion 3 du réfrigérant à l'aide d'une bague d'étan. chéité séparée 40 au moyen d'une plaque de serrage 41 et de vis de serrage non représen tées, semblables aux vis 33 représentées en figure 1. Un manchon 42 fendu en 42a entoure la partie terminale dénudée 29 et l'enruban- nage 4 du câble et il est serré entre la plaque 41 et la bague d'étanchéité 40 par un épaulement annulaire 42b. Un enrobage 43 en résine époxy enveloppe étroitement le manchon 42 et une partie de la couche extérieure 44 en chlorure de polyvinyle du câble. Un enroulement 45 en fil métallique entoure l'enrubannage 4 et se trouve disposé entre l'extrémité du manchon 42 et celle de la couche extérieure 44 en chlorure de polyvinyle. Pour plus de clarté l'enrobage 43, la couche 44 en chlorure de polyvinyle et l'en roulement 45 en fil métallique ont été repré sentés uniquement dans la partie inférieure du dessin représentant le câble en section, tandis que la couche de rétention du réfrigérant du câble n'a pas été représentée en coupe. Comme représenté dans les figures 1 et 3, une ouver ture d'échappement d'air 17, fermée d'une façon étanche aux fluides par exemple par un bou. lon 18 et une rondelle d'étanchéité 19 peut être prévue sur l'enveloppe en cloche 9 de la façon représentée. An arrangement of this kind is shown in FIG. 3. In this case, the flange mounting piece 22 is sealed to the retention layer 3 of the coolant by means of a brass ring. The sleeve 40 is separated by means of a clamping plate 41 and unrepresented clamping screws, similar to the screws 33 shown in FIG. 1. A sleeve 42 split at 42a surrounds the stripped end portion 29 and the winding 4 of FIG. cable and is clamped between the plate 41 and the sealing ring 40 by an annular shoulder 42b. An epoxy resin coating 43 tightly envelops the sleeve 42 and a portion of the polyvinyl chloride outer layer 44 of the cable. A winding 45 of wire surrounds the wrapping 4 and is disposed between the end of the sleeve 42 and that of the outer layer 44 of polyvinyl chloride. For clarity the coating 43, the polyvinyl chloride layer 44 and the wire 45 wire deck were shown only in the bottom portion of the drawing showing the sectional cable, while the refrigerant retention layer. cable has not been shown in section. As shown in Figures 1 and 3, an air exhaust opening 17, closed in a fluid-tight manner for example by a bou. 18 and a sealing washer 19 may be provided on the bell-shaped envelope 9 as shown.

On remarquera d'après le dessin que l'organe terminal 6 étant fixé sur l'extrémité dénudée du conducteur, le reste du dispositif peut, eu égard aux dimensions relatives des pièces cons titutives, être assemblé par la suite sur l'extré. mité du câble.It will be noted from the drawing that the end member 6 being fixed on the stripped end of the conductor, the rest of the device can, in view of the relative dimensions of the constituent parts, be assembled thereafter on the end. cable.

Claims

SUMMARY 1 Fluid cooling type cable termination with a ter. electrically conductive hollow core adapted to be fixed with a good electrical contact on the bare end portion of the cable conductor and having at least one channel ensuring the passage of the refrigerant between the hollow interior of the terminal member and the adjacent end of an annular duct which, when the cable is in place, is delimited in and by an insulating part of the terminal structure around the location occupied by an end portion of the refrigerant retention layer of the cable, so that the refrigerant flows along this pipe in contact with the outer surface of this end portion of the retention layer, this pipe having, in view of the conductivity of the refrigerant and the operating potential of the terminal member, dimensions such as that a leakage current not greater than a predetermined maximum permissible value will flow through the in the pipe between the terminal body and the end of this pipe which is farthest from the terminal member, the device comprising at this end remote means for sealing the pipe in a fluid-tight manner by relative to the cable as well as means of access for the refrigerant to the pipe. 2 Forms of termination of a cable following 10, characterized by one or more of the following provisions: a. The end of the device which is remote from the hollow end member is constituted by an electrically conductive mounting piece. trice for closing the conduit in a fluid-tight manner around the cable and having an access port for the coolant while the end closest to the terminal member is provided with an annular electrically conductive envelope surrounding the terminal member with a certain distance and connected in a fluid-tight manner to both the adjacent part of the insulating piece and the terminal member so as to create a connecting passage between the channel provided in the terminal organ and the annular conduit; 6. An annular sealing piece is pre. viewed in the terminal member to be clamped between a recess annular shoulder provided on the annular casing and a serration cage cooperating with said shoulder to create a fluid-tight seal, the mounting piece being sealable with similar material on the retention layer of the refrigerant; c. The consecutive parts of the terminal device are preferably dimensioned so that, once the terminal member is attached to the stripped end of the cable conductor, the rest of the device can be assembled on the end of the cable.