FR2519505A1 - Earthing screen for electrical resistance heating wire - being combination of conductive wire and annular strip - Google Patents

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FR2519505A1 FR8124577A FR8124577A FR2519505A1 FR 2519505 A1 FR2519505 A1 FR 2519505A1 FR 8124577 A FR8124577 A FR 8124577A FR 8124577 A FR8124577 A FR 8124577A FR 2519505 A1 FR2519505 A1 FR 2519505A1
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Abstract

An insulated electrical resistance heating wire is provided with a conductive screen having a linear resistance less than an critical value, where the screen comprises a combination of one or more longitudinal wires having a linear resistance less than the critical value adjacent to a tubular layer of thin conductive material having a linear resistance above the critical value. Used to provide a conductive path to earth via the screen if the insulation breaks down, by combining the longitudinal conductivity of the wire with annular current distribution from an annular screen without the latter needing to be so thick for linear conductivity that it would introduce excessive stiffness in the total cable. Esp. applicable to cables with steel or copper core wires and having insulation and/or an external sheath of crosslinked polyethylene.

Description

CABLE C9AUFFANT ET SON PROCEDE DE FABRICATION. C9AUFFANT CABLE AND ITS MANUFACTURING METHOD.

L'invention est relative à un câble chauffant et à son procédé de fabrication. The invention relates to a heating cable and its manufacturing process.

Les câbles chauffants sont habituellement destinés à être noyés dans le sol des habitations pour les chauffer par effet Joule, c'est-à-dire grâce au passage du courant électrique dans ces câbles. The heating cables are usually intended to be buried in the ground of the houses to heat them by Joule effect, that is to say thanks to the passage of the electric current in these cables.

Un cible chauffant comprend une âme en fil(s) résistant(s) entourée par un isolant, lui-même entouré par un écran destiné à dériver vers la masse les courants de fuite en cas de défaut d'isolement du câble. Enfin l'écran est enfermé dans une gaine isolante. A heating target comprises a core of resistant wire (s) surrounded by an insulator, itself surrounded by a screen intended to divert leakage currents to ground in the event of a fault in the insulation of the cable. Finally the screen is enclosed in an insulating sheath.

Jusqu'à présent l'écran est constitué par une tresse métallique ou par une gaine, notamment de cuivre extrudé. Mais les câbles munis de tels écrans sont onéreux. Until now, the screen has consisted of a metal braid or a sheath, in particular of extruded copper. But cables with such screens are expensive.

L'invention ne présente pas cet inconvénient. The invention does not have this drawback.

Le câble selon l'invention est caractérisé en ce que l'écran comprend, d'une part, un ruban métallique souple, notamment en cuivre, dune faible épaisseur telle que la résistance linéique soit supérieure a' la valeur limite permettant, en cas de défaut, I'écoule- ment prioritaire du courant par cet écran et, d'autre part, au moins un fil conducteur de résistance linéique telle que l'ensemble formé par le ruban et ce fil ait une résistance inférieure à ladite valeur limite. En d'autres termes, l'épaisseur du ruban est trop faible pour qu'il assure à lui seul la protecti < 'n à laquelle il cst destiné, cette protection n'étant assurée que par la combinaison du fil et 4 ruban. The cable according to the invention is characterized in that the screen comprises, on the one hand, a flexible metallic strip, in particular made of copper, of a small thickness such that the linear resistance is greater than the limit value allowing, in the event of by default, priority flow of current through this screen and, on the other hand, at least one conductive wire of linear resistance such that the assembly formed by the ribbon and this wire has a resistance less than said limit value. In other words, the thickness of the ribbon is too small for it alone to provide the protection for which it is intended, this protection being provided only by the combination of the wire and the ribbon.

L'invention résulte en effet de la constatation qu'il n'est pratiquement pds possible de conférer au ruban une éj-isseur qui soit à ia fois suffisamhlent impoitante pour que sa résistance linéique soit inférieure à la valeur limite et suffisamment faille pour qu'il ait une souplesse permettant son installation autour de l'âme isolée du cble. The invention in fact results from the observation that it is practically not possible to give the ribbon an ejector which is at times sufficiently impotent for its linear resistance to be less than the limit value and sufficiently flawed so that it has flexibility allowing its installation around the insulated core of the cable.

Dans une réalisation le (ou les) fil(s) de cuivre a, à lui seul, une résistance linéique inférieure à la valeur limite, la feuille souple ayant alors pour but essentiel de former un écran équi-potentiel autour du câble. In one embodiment, the copper wire (s) has, by itself, a linear resistance below the limit value, the flexible sheet then having the essential aim of forming an equi-potential screen around the cable.

Il est avantageux, pour faciliter la fabrication, que le (ou les) fil(s) de cuivre sOit à l'intétieur de la feuille souple.  It is advantageous, in order to facilitate manufacture, for the copper wire (s) to be inside the flexible sheet.

Le ruban est, également pour faciliter la fabrication, de préférence disposé de façon que ses bords longitudinaux soient selon la direction d! câble et son maintien est obtenu grâce à la gaine isolante qui l'entoure. The ribbon is, also to facilitate manufacture, preferably arranged so that its longitudinal edges are in the direction d! cable and its maintenance is obtained thanks to the insulating sheath which surrounds it.

Pour fabriquer le câble selon l'in Jention on procède de la façon suivante : on fabrique d'abord la partie centrale du câble formée de 11a"me et de sa gaine isolante, on dispose le long de cette partie cer.trale au moins un fil conducteur, notamment en cuivre, et on entoure ensuite ce (ou ces) conducteur(s) et la partie centrale par la feuille souple, puis on noie cette feuille dans une gaine extérieure isolante. To manufacture the cable according to in Jention we proceed as follows: first we manufacture the central part of the cable formed from 11a "me and its insulating sheath, we have along this cer.tral part at least one conductive wire, in particular copper, and then surrounds this (or these) conductor (s) and the central part with the flexible sheet, then this sheet is drowned in an insulating outer sheath.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront avec la description de certains de ses modes de réalisation, cAlSe-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une coupe tranversale d'un câble selon itinvention, et
- la figure 2 est une vue en perspective d'un câble selon l'invention en cours de fabrication.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent with the description of some of its embodiments, this being done with reference to the attached drawings in which:
FIG. 1 is a cross section of a cable according to the invention, and
- Figure 2 is a perspective view of a cable according to the invention during manufacture.

Le câble chauffant représenté sur les figures 1 et 2 comprend une âme centrale 10 formée de sept fils résistants, c'est-à-dire de résistance suffisante pour assurer le chauffage. Dans l'exemple, ces fils sont en acier et sont noyés dans un isolant 11 en polyéthylène réticulé. En variante les .;ls résistants sont en un alliage de cuivre et 'ckel.  The heating cable shown in Figures 1 and 2 comprises a central core 10 formed of seven resistant son, that is to say of sufficient strength to provide heating. In the example, these wires are made of steel and are embedded in an insulator 11 made of crosslinked polyethylene. As a variant, the resistant elements are made of a copper alloy and 'ckel.

Le lon < x de cette partie centrale, contre la périphérie de la gaine isolante 11, sont disposés trois fils de cuivre 12. Un ruban 13 en feuille souple de cuivre, dont les bords longitudinaux 14 et 15 sont parallèles à l'axe du câble, entoure l'ensemble formé par ces fils 12 et la gaine 11.  The length <x of this central part, against the periphery of the insulating sheath 11, are arranged three copper wires 12. A strip 13 of flexible copper foil, the longitudinal edges 14 and 15 of which are parallel to the axis of the cable , surrounds the assembly formed by these wires 12 and the sheath 11.

Le ruban 13 est maintenu en forme de cylindre avec l'extré- mité 15a se terminant par le bord 15 contre llextrémité 14a se terminant par le bord 14 grâce à une gaine isolante extérieure 16, également en polyéthylène réticulé. The strip 13 is held in the form of a cylinder with the end 15a ending in the edge 15 against the end 14a ending in the edge 14 by means of an external insulating sheath 16, also made of crosslinked polyethylene.

La feuille souple 13 a une épaisseur suffisamment faible pour qu'elle puisse être aisémènt conformée en forme de cylindre autour de la partie centrale du câble chauffant. Mais cette faible épaisseur lui confère une résistance électrique importante l'empêchant de jouer, à elle-seule, son rôle qui est de dériver vers la masse ou la terre les courants de fuite en cas de défaut d'isolement. En effet pour obtenir une telle dérivation prioritaire il est nécessaire que la résistance de l'écran soit inférieure à une valeur limite déterminée. The flexible sheet 13 has a thickness sufficiently small so that it can be easily shaped into a cylinder around the central part of the heating cable. But this small thickness gives it a significant electrical resistance preventing it from playing, on its own, its role which is to divert leakage currents towards ground or earth in the event of an insulation fault. Indeed to obtain such a priority derivation it is necessary that the resistance of the screen is less than a determined limit value.

La faible valeur de la résistance est obtenue grâce aux fils de cuivre 12 Comme mentionné plus haut, dans une réalisation, ces fils 12 ont une résistance suffisamment faible pour qu'à eux seuls ils assurent que la résistance de l'écran (formé par le ruban et les fils) soit inférieure à ladite valeur limite.The low value of the resistance is obtained thanks to the copper wires 12 As mentioned above, in one embodiment, these wires 12 have a sufficiently low resistance so that by themselves they ensure that the resistance of the screen (formed by the ribbon and wires) is less than said limit value.

La fabrication de la partie centrale du câble, constituée par l'âne résistante 10 et la gaine isolante 11, s'effectue de façon classique. Ensuite on dispose les conducteurs 12 parallèlement à l'axe du câble contre la périphérie 17 de la gaine 11, puis on conforme le ruban 13 de façon qu'il entoure la partie centrale et les conducteurs 12 et que l'extrémité longitudinale 15a recouvre l'autre extrémité longitudinale 14a Enfin pour maintenir et protéger le ruban 13 on coule la gaine isolante 16 sur cette feuille. The manufacture of the central part of the cable, constituted by the resistant donkey 10 and the insulating sheath 11, is carried out in a conventional manner. Then the conductors 12 are arranged parallel to the axis of the cable against the periphery 17 of the sheath 11, then the ribbon 13 is conformed so that it surrounds the central part and the conductors 12 and that the longitudinal end 15a covers the 'other longitudinal end 14a Finally to maintain and protect the tape 13 is poured the insulating sheath 16 on this sheet.

Dans l'exemple l'âme est formée de sept fils d'acier de diamètre 0,40 mm chacun avec une résistance linéique de 0,138 ohm ,j - mètre, 1'écran est une fe le de cuivre d' ,- -u. 5!100 de mm et forme un ruban de largeur 15 mm tandis que chacun des trois fils 12 a un diamètre de 0,5mm et une résistance linéique de 0,017 ohm par mètre. In the example, the core is formed of seven steel wires with a diameter of 0.40 mm each with a linear resistance of 0.138 ohm, j - meter, the screen is a fe of copper from - u. 5! 100 of mm and forms a ribbon of width 15 mm while each of the three wires 12 has a diameter of 0.5 mm and a linear resistance of 0.017 ohm per meter.

En variante l'âme comprend cinq fils en acier de diamètre 0,55 mm chacun et de résistance linéique 0,100 ohm par mètre. Dans cet exemple l'écran a une épaisseur de 51100 de mn et une largeur de 20 mm tandis que les fils 12 ont chacun un diamètre de 0,55 mm et une résistance linéique de 0,013 ohm par mètre. As a variant, the core comprises five steel wires with a diameter of 0.55 mm each and a linear resistance of 0.100 ohm per meter. In this example, the screen has a thickness of 51,100 min and a width of 20 mm, while the wires 12 each have a diameter of 0.55 mm and a linear resistance of 0.013 ohm per meter.

Dans un autre exemple l'âme comprend 7 fils d'acier de diamètre 0,55 rnm chacun et de résistance linéique 0,0714 ohm par mètre, l'écran a une épaisseur de 51100 de mm, une largeur de 20 mm et les fils 12 ont un diamètre de 0,07 mm chacun et une résistance linéique de 0,0093 ohm par mètre. In another example the core comprises 7 steel wires with a diameter of 0.55 nm each and a linear resistance of 0.0714 ohm per meter, the screen has a thickness of 51,100 mm, a width of 20 mm and the wires 12 have a diameter of 0.07 mm each and a linear resistance of 0.0093 ohm per meter.

Dans une réalisation le ruban n'est pas disposé en long, c'est a- dire avec ses bords 14 et 15 selon l'axe du câble, mais est disposé en spirale auteur de la gaine il et des fils 12. In one embodiment, the ribbon is not arranged lengthwise, that is to say with its edges 14 and 15 along the axis of the cable, but is arranged in a spiral which forms the sheath 11 and wires 12.

Pour que la résistance linéique de l'écran soit suffisamment faible on peut se passer des conducteurs 12 et prévoir deux (ou plus) épaisseurs de ruban disposé en long ou en spirale pour former l'écran de résistance linéique suffisamment faible.  For the linear resistance of the screen to be sufficiently low, it is possible to do without the conductors 12 and provide two (or more) thicknesses of ribbon arranged in a long or spiral fashion to form the screen of sufficiently low linear resistance.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Câble chauifan. comprenant une âme isolée (10, 11) entourée par un écran de protection destiné à dériver le courant vers la masse en cas de défaut du câble, cet écran ayant une résistance linéique inférieure à une valej; limite, caråcté. isé en ce que écran comporte, d'une part, un ruban métallique souple (13), notamment en cuivre, de faible épaisseur telle que sa résistance linéique soit supérieure à la valeur limite et, d'autre par., au moins un fil conducteur (12), notamment en cuivre, tel que la résistance linéique de "ensemble du ruban et du fil soit inférieure à ladite valeur limite. 1. Chauifan cable. comprising an insulated core (10, 11) surrounded by a protective screen intended to divert the current to ground in the event of a cable fault, this screen having a linear resistance less than one valej; limit, caråcted. ized in that the screen comprises, on the one hand, a flexible metallic strip (13), in particular made of copper, of small thickness such that its linear resistance is greater than the limit value and, on the other hand, at least one wire conductor (12), in particular of copper, such that the linear resistance of the "ribbon and wire assembly is less than said limit value. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur (12) est entre l'âme isolée (10, 11) et le ruban (13).   Cable according to claim 1, characterized in that the conductor (12) is between the insulated core (10, 11) and the strip (13). 3. Câble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ruban (13) est disposé en long avec ses bords longitudinaux (14, 15) parallèles à la direction du câble. 3. Cable according to claim 1 or 2, characterized in that the ribbon (13) is arranged lengthwise with its longitudinal edges (14, 15) parallel to the direction of the cable. 4. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil conducteur (12) est parallèle à la direction du câble. 4. Cable according to any one of the preceding claims, characterized in that the conductive wire (12) is parallel to the direction of the cable. 5. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran comprend trois fils conducteurs (12).  5. Cable according to any one of the preceding claims, characterized in that the screen comprises three conductive wires (12). 6. Câble selon l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisé en ce que le ruban (13) est entouré par une gaine isolante (16) qui le maintient. 6. Cable according to any one of the preceding claims, characterized in that the strip (13) is surrounded by an insulating sheath (16) which holds it. 7. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran est en cuivre et a une épaisseur de l'ordre de 5;100 de mm. 7. Cable according to any one of the preceding claims, characterized in that the screen is made of copper and has a thickness of the order of 5; 100 of mm. 8. Câble selon l'une quelconque des reX endic-;tions précédentes, caractérisé en ce que la résistance linéique de chaque fil (12) d-cran est de l'ordre de 0,01 nhm par mètre. 8. Cable according to any one of the preceding reX- tions; characterized in that the linear resistance of each wire (12) d-notch is of the order of 0.01 nhm per meter. 9. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'isolant de l'a!ne (Il) et/ou dtu"e gaine externe (16) est du polyéthylène reticulé.  9. Cable according to any one of the preceding claims, characterized in that the insulation of the a! Ne (II) and / or dtu "e outer sheath (16) is cross-linked polyethylene. 10. Procédé de fabrication d'un câble selon la revendication 6, caractérise en ce qu'après fo.:nation de l'âme isolée (10, 11), on dispose le ou les conducteur !12) le long de la périphérie (17) de la gaine isolante de l'âme puis on conforme le ruban (13) de feuille souple de manière qu'il entoure l'ensemble formé par le ou les fils (12) et l'âme isolée et on isole et maintient en place la feuille souple (13) en l'entourant par la gaine isolante externe (16).  10. A method of manufacturing a cable according to claim 6, characterized in that after fo.:nation of the insulated core (10, 11), the conductor or conductors are arranged! 12) along the periphery ( 17) of the insulating sheath of the core then the ribbon (13) of flexible sheet is conformed so that it surrounds the assembly formed by the wire (s) (12) and the insulated core and it is isolated and maintained in places the flexible sheet (13) by surrounding it with the external insulating sheath (16).
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