FR3119070A1 - Dispositif de chauffe adapte a assouplir une portion de gaine exterieure isolante d’un cable electrique - Google Patents
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Abstract
Dispositif de chauffe adapté à assouplir une portion de gaine extérieure isolante d’un câble électrique, notamment de câble électrique souterrain, en vue de sa découpe et de son ouverture caractérisé en ce qu’il comporte une couverture chauffante souple (1), pourvue d’une nappe chauffante (2) électrique et configurée pour entourer et chauffer la gaine, et un dispositif d’alimentation électrique (20) de la nappe chauffante, pourvu d’un régulateur thermostatique (22) relié à un capteur de température (3) disposé dans la nappe chauffante.
Figure 1
Description
L’invention relève du domaine des interventions sur câbles souterrains et notamment des opérations de réalisation de raccordement ou dérivations sur des câbles souterrains déjà présents.
Les câbles souterrains ou câbles enterrés comportent en général plusieurs conducteurs isolés enrubannés dans un feuillard métallique, par exemple aluminium qui est lui-même recouvert d’une gaine isolante extérieure polymère semi-rigide. Pour intervenir sur des câbles souterrains il est connu, une fois qu’une portion d’un câble sur lequel on souhaite faire une intervention a été dégagée, d’utiliser un chalumeau afin de chauffer la gaine isolante extérieure pour l’assouplir en sorte de faciliter sa découpe et son enlèvement. Une fois la gaine isolante extérieure ramollie, cette dernière est découpée avec des outils de découpe connus et retirée sur une longueur adaptée, par exemple 50cm à 80cm pour réaliser l’intervention souhaitée
Problème technique
L’utilisation d’un chalumeau a plusieurs inconvénients. En premier lieu, il n’est pas possible de maitriser la température de chauffe. Or, une chaleur excessive peut causer la détérioration de la gaine extérieure et de l’isolant des conducteurs sous le feuillard aluminium. En outre, de nombreux accidents ont été constatés suite à l’utilisation de cet outil.
Au vu de l’art antérieur la présente demande propose un dispositif de chauffe d’une gaine isolante extérieure d’un câble d’utilisation sûre et qui permet de maintenir la température à laquelle est chauffée la gaine dans une plage adaptée à la ramollir sans surchauffer les isolants des conducteurs du câble.
Pour ce faire la présente invention propose principalement un dispositif de chauffe adapté à assouplir une portion de gaine extérieure isolante d’un câble électrique, notamment d’un câble électrique souterrain, en vue de sa découpe et de son ouverture, qui comporte une couverture chauffante souple, pourvue d’une nappe chauffante électrique et configurée pour entourer et chauffer la gaine, et un dispositif d’alimentation électrique de la nappe chauffante pourvu d’un moyen de régulation de la température de la nappe chauffante.
Le moyen de régulation peut comporter un régulateur thermostatique relié à un capteur de température disposé dans la nappe chauffante.
De manière alternative ou complémentaire, le moyen de régulation peut comporter l’utilisation d’un fil chauffant dont la résistance croît avec la température associé à un dispositif limiteur de tension au niveau dudit dispositif d’alimentation électrique.
La couverture permet de chauffer la zone à découper pour la ramollir de manière régulière et homogène et le moyen de régulation de la température permet de limiter la température de consigne de chauffe pour éviter de ramollir ou de dégrader les isolants des conducteurs du câble.
La couverture chauffante comporte avantageusement une première face dite interne formée par la nappe chauffante électrique destinée à s’appliquer sur la gaine et une seconde face dite externe, la seconde face étant recouverte d’un tissu de protection, notamment un tissu de verre ou un tissu PPD-T, enduit PTFE ou silicone pour maintenir la couverture propre lorsqu’elle est utilisée dans un trou creusé dans la terre et la protéger et pour lui permettre de résister aux contraintes de fatigue mécaniques ou thermique appliquées lors de son utilisation.
La nappe chauffante électrique peut comporter un fil conducteur ou résistif isolé disposé en méandres dans un substrat isolant souple. Le fil conducteur ou résistif, relié au dispositif d’alimentation, forme une résistance chauffante à la surface interne de la nappe pour réchauffer la gaine entourée par la couverture.
Dans un mode de réalisation alternatif, la nappe chauffante électrique peut comporter des pistes conductrices résistives intégrées dans un substrat souple isolant.
Les méandres se trouvant dans la première surface portant la nappe chauffante électrique comportent notamment des lignes parallèles à un bord longitudinal de la couverture et selon un pas croissant depuis ledit bord et vers la seconde surface. Ceci évite une surchauffe éventuelle de parties de la couverture en recouvrement pour des câbles de petit diamètre.
Le dispositif d’alimentation électrique peut avantageusement comporter un minuteur configuré pour arrêter la chauffe au bout d’un temps de chauffe déterminé après sa mise en marche, le minuteur étant pourvu d’un moyen de sélection de temps de chauffe comme des boutons poussoirs ou un sélecteur à plusieurs positions. Ceci a pour avantage de pouvoir choisir le temps de chauffe, par exemple pour des câbles de petit ou de grand diamètre et ainsi optimiser ce temps de chauffe pour arriver à une température suffisante de ramollissement de la gaine.
Pour permettre une application homogène et efficace de la face chauffante sur la gaine pour différents diamètres de câbles, la couverture chauffante est préférablement pourvue de sangles de serrage sur le câble.
La couverture est avantageusement rectangulaire de longueur adaptée à couvrir une longueur de câble enterré adaptée à réaliser une zone de raccordement sur ledit câble.
La largeur de la couverture définit préférablement une première surface latérale portant la nappe chauffante électrique et une seconde surface latérale dépourvue de nappe chauffante électrique de formation d’une zone de rabat superposée sur la première surface, couverture enroulée autour dudit câble.
Selon un mode de réalisation particulier, la couverture comporte une couche de tissu ou de feutre souple isolant thermostable disposée entre la nappe chauffante et la couche externe de la couverture.
L’invention propose en outre un procédé de chauffe d’une gaine de câble électrique en vue de procéder à une découpe de la gaine au moyen d’un outil de coupe qui comporte :
- une étape de pose et de serrage d’une couverture chauffante du dispositif de l’invention enroulée sur la gaine dudit câble à l’endroit à ouvrir,
- une étape de chauffe de la gaine, avec une température de consigne de chauffe de la couverture adaptée au ramollissement de la gaine, au moyen de la couverture et,
- une étape de retrait de la couverture chauffante avant découpe de ladite gaine.
- une étape de pose et de serrage d’une couverture chauffante du dispositif de l’invention enroulée sur la gaine dudit câble à l’endroit à ouvrir,
- une étape de chauffe de la gaine, avec une température de consigne de chauffe de la couverture adaptée au ramollissement de la gaine, au moyen de la couverture et,
- une étape de retrait de la couverture chauffante avant découpe de ladite gaine.
Le procédé peut comporter un réglage de la température de consigne de chauffe adaptée. Ce réglage peut être réalisé avant la chauffe au moyen d’un commutateur sur le dispositif ou un réglage réalisé avec un moyen programmable programmé avant utilisation du dispositif d’alimentation.
La température de consigne de chauffe, au niveau de la nappe, peut se situer entre 80°C et 120°C et préférablement de 85°C.
Le dispositif comportant un minuteur, le procédé comporte un réglage de temps de chauffe selon le diamètre du câble à chauffer et/ou les conditions de température lors de l’intervention. Le réglage peut être un réglage entre deux valeurs par exemple 3 mn pour des câbles de petit diamètre et de 4 mn pour des câbles de plus gros diamètre.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après d’exemples de réalisation non limitatifs, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Les dessins et la description ci-après contiennent des éléments pouvant non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
Il est maintenant fait référence à la qui représente d’une part une couverture réalisée selon l’invention vue de dessous avec une nappe chauffante 2 rectangulaire dont la longueur est déterminée pour recouvrir une longueur de gaine à découper sur un câble. Par exemple une longueur de 50cm à 80 cm de long adaptée à réaliser une dérivation sur le câble. La nappe chauffante est ici réalisée au moyen d’un fil électrique conducteur ou résistif préférablement isolé 2a qui forme une résistance chauffante et qui est disposé en méandres dans un substrat isolant souple tel qu’un treillis tressé 2b ou tricoté par exemple. Le fil électrique peut aussi être fixé par tout autre forme de liage dans le substrat souple. Cette nappe peut aussi être réalisée à partir d’un film résistif noyée dans un substrat souple.
La face inférieure 1a de la couverture comporte dans sa largeur une première surface latérale pourvue de la nappe chauffante 2 et une seconde surface latérale 1c dépourvue de nappe chauffante électrique de formation d’une zone de rabat superposée sur la première surface lorsque couverture enroulée autour dudit câble 10. La zone de rabat dépourvue de nappe chauffante a pour but de limiter le recouvrement d’épaisseurs de nappe chauffante et donc de limiter la chauffe pour des câbles de petit diamètre tout en permettant un maintien solide de la couverture sur des câbles de gros diamètre.
Dans le cas où le diamètre du câble serait suffisamment petit pour qu’il y ait tout de même recouvrement de deux parties de la nappe chauffante, le pas des fils chauffant est croissant à partir d’un bord latéral de la couverture pour limiter la chauffe locale au niveau du recouvrement.
La nappe chauffante 2 se raccorde au moyen d’un câble de raccordement 5 à un dispositif d’alimentation électrique. Dans l’exemple représenté mais de manière non obligatoire, le câble 5 comporte un premier connecteur mâle/femelle 4a, 4b côté couverture adapté à permettre une déconnexion sans arrachement des fils dans la couverture si une traction trop important est appliquée. Ce connecteur permet aussi de positionner la couverture sans le câble de raccordement puis de raccorder ce dernier pour éviter au câble de raccordement de gêner lors de la pose de la couverture. Le câble de raccordement comporte les fils de raccordement du fil isolé 2a de la nappe et des fils de connexion d’un capteur de température 3 au niveau de la nappe 2.
Côté dispositif d’alimentation, le câble de raccordement comporte un second connecteur 6 qui se branche sur une embase de connexion du boîtier du dispositif d’alimentation 20 pour relier les fils de la nappe et le capteur au dispositif d’alimentation.
Le dispositif d’alimentation selon ce premier exemple comporte un bouton de réglage de température d’un régulateur thermostatique relié au capteur de température 3. La température de consigne de chauffe peut ici être réglée entre 80°C et 120°C, ce qui permet, en fonction des déperditions de chaleur au niveau du câble 10 et notamment du feuillard aluminium sous la gaine de choisir une température adaptée. La température de consigne est définie pour permettre d’atteindre une température d’au moins 40°C en quelques minutes au niveau de la gaine ce qui permet, pour une gaine de 3mm à 4mm recouvrant un feuillard aluminium 12 autour des conducteurs isolés comme visible en de réaliser une incision dans la gaine.
En complément du régulateur ou dans le cas d’un dispositif dépourvu d’un tel régulateur, une régulation utilisant un fil résistif dont la résistance croît avec la température et une alimentation limitée en tension peut être prévue.
Le dispositif d’alimentation 20 comporte en outre selon l’exemple de la un moyen de sélection de temps de chauffe 21 multi-positions qui permet par exemple d’augmenter le temps de chauffe lorsque la température extérieure est très basse ou le réduire dans le cas contraire.
Pour démarrer la chauffe, un poussoir 23 déclenche la chauffe pour la durée choisie et à la limite de température choisie.
Le dispositif d’alimentation incorpore préférablement une batterie 24 et son moyen de charge ainsi qu’un interrupteur général 25.
La représente un mode de réalisation préféré de dispositif d’alimentation 200 pour lequel le moyen de sélection de temps de chauffe comporte un premier bouton 211 pour un premier temps de chauffe, par exemple 3 mn pour des câbles de petit diamètre par exemple de diamètre inférieur à 4 cm et un second bouton 212 pour un second temps de chauffe, par exemple 4 mn pour des câbles de grand diamètre, par exemple de diamètre supérieur à 4 cm. Dans ce mode de réalisation, la température de consigne de chauffe de la couverture est fixée au niveau d’un logiciel de commande, par exemple à 115°C pour permettre une chauffe efficace par basse température. Le dispositif de commande comporte en outre un bouton d’arrêt 251 par exemple pour réaliser un arrêt d’urgence.
Pour ce mode de réalisation, une carte de commande schématisée en comporte un écran de contrôle 202 relié à une carte électronique 203 pourvue d’un microprocesseur 203a, de mémoire programme et données 203b, d’un logiciel de commande pilotant une électronique de mesure 203c reliée à la sonde de température 3 et une électronique de puissance 203d pour alimenter le fil chauffant 2a de la nappe. Le dispositif est en outre pourvu d’une liaison externe, ici une liaison radio telle qu‘une liaison Wifi avec antenne 204 au travers de laquelle au moyen d’un logiciel administrateur il est possible de programmer les temps et températures de consigne appropriés pour les deux modes de chauffe commandés par les boutons 211 et 212. Une carte électronique similaire mais adaptée à la gestion des commutateurs 21, 22 peut être utilisée pour le mode de réalisation de la .
En variante, le dispositif d’alimentation 200 peut aussi comporter un capteur de température extérieure qui va adapter la température de consigne de chauffe en fonction des conditions extérieures.
La représente la couverture vue du dessus. La face supérieure 1b est réalisée dans un matériau souple et résistant comme par exemple un tissu de verre ou un tissu PPD-T qui peut être enduit de silicone ou de PTFE par exemple pour être facile à nettoyer et résister aux griffures, abrasion due à la terre entourant le câble ou autre.
Pour appliquer la couverture sur le câble, cette dernière comporte ici des sangles de serrage 7 pourvue de passants 8a et de zones d’accroche de type auto-agrippant 9a, 9b afin de pouvoir serrer la couverture enroulée sur un câble.
La représente une couverture 1 en cours d’installation sur un câble 10 ici à trois conducteur. Dans cert exemple, les sangles comportent des moyens d’encliquetage à clip 8a, 9c et un bout libre 7a dont on peut régler la longueur pour serrer la couverture sur le câble. Dans cet exemple, la surface 1c de couverture dépourvue de nappe vient en recouvrement de la surface 2 munie de la nappe chauffante au contact de la gaine du câble 10.
La couverture de l’invention peut être dimensionnée pour des câbles de 7cm à 13cm de diamètre. La surface portant la nappe ayant ainsi une largeur de l’ordre de 10cm à 15cm et la surface 1c dépourvue de nappe ayant une largeur similaire.
La représente le câble 10 dont la gaine 10a est incisée avec un outil de coupe traditionnel et dont des parties de gaine 11a, 11b sont en cours de retrait laissant apparent le feuillard aluminium 12.
L’invention permet donc de rendre plus sûre l’intervention sur de câbles enterrés en général à environ entre 65cm et 80cm dans le sol et notamment des câbles dont les conducteurs sont sous tension pour lesquels l’usage d’un chalumeau risque de détériorer l’isolant de ces conducteurs et des causer des accidents électriques. La batterie 24 peut être avantageusement une batterie de type outillage électroportatif.
La nappe chauffante électrique souple est réalisée en sorte d’être résistante aux effets de fatigue mécanique par flexions répétées dans le sens de l’enroulement et de fatigue thermique par phénomène de cyclage et d’être d’encombrement réduit.
La nappe chauffante doit préférentiellement être calculée avec une puissance nominale proche de sa puissance maximale de fonctionnement fournie par le dispositif d’alimentation. Ceci permet d’optimiser la chauffe et d’éviter de soumettre le fil chauffant a de trop nombreux cycles ou à de grandes différentes de températures sur des périodes de temps trop brèves.
Dans un mode de réalisation perfectionné, la couverture comporte une troisième couche sous forme d’un tissu ou d’un feutre souple isolant thermostable. Cette couche sera située entre la nappe chauffante et la couche externe de la couverture pour diminuer les pertes thermiques lors de la chauffe.
L’invention ne se limite pas aux exemples décrits ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l’homme de l’art dans le cadre de la protection recherchée et notamment le réglage du temps de chauffe peut avoir une plage plus large.
Claims (14)
- Dispositif de chauffe adapté à assouplir une portion de gaine (10a) extérieure isolante d’un câble électrique (10), notamment de câble électrique souterrain, en vue de sa découpe et de son ouverture, caractérisé en ce qu’il comporte une couverture chauffante souple (1), pourvue d’une nappe chauffante (2) électrique et configurée pour entourer et chauffer la gaine (10a), et un dispositif d’alimentation électrique (20) de la nappe chauffante et pourvu d’un moyen de régulation de la température de la nappe chauffante.
- Dispositif de chauffe selon la revendication 1, pour lequel ledit moyen de régulation comporte un régulateur thermostatique relié à un capteur de température disposé dans la nappe chauffante.
- Dispositif de chauffe selon la revendication 1 ou 2, pour lequel la couverture chauffante (1) comporte une première face (1a) dite interne comportant la nappe chauffante (2) destinée à s’appliquer sur la gaine et une seconde face (1b) dite externe et pour lequel la seconde face est recouverte d’un tissu de protection, notamment un tissu de verre ou un tissu PPD-T, enduit PTFE ou silicone.
- Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel la nappe chauffante (2) comporte un fil conducteur ou résistif isolé (2a) disposé en méandres dans un substrat souple isolant (2b) ou comporte des pistes résistives intégrées dans ledit substrat souple isolant.
- Dispositif de chauffe selon la revendication 4, pour lequel ledit fil résistif est un fil résistif dont la résistance croît avec la température, ledit moyen de régulation comportant ledit fil résistif associé à un dispositif limiteur de tension au niveau dudit dispositif d’alimentation électrique.
- Dispositif de chauffe selon la revendication 4 ou 5, pour lequel lesdits méandres (2b) comportent des lignes parallèles à un bord longitudinal de la couverture et selon un pas croissant depuis ledit bord et vers la seconde surface.
- Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le dispositif d’alimentation électrique (20) comporte un minuteur configuré pour arrêter la chauffe au bout d’un temps de chauffe déterminé après sa mise en marche, le minuteur étant pourvu d’un moyen (21, 211, 212) de sélection de temps de chauffe.
- Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel la couverture chauffante est pourvue de sangles (7) de serrage sur le câble.
- Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel la couverture est rectangulaire de longueur adaptée à couvrir une longueur de câble enterré adaptée à réaliser une zone de raccordement (13) sur ledit câble et dont la largeur définit une première surface latérale portant la nappe chauffante (2) et une seconde surface latérale (1c) dépourvue de nappe chauffante électrique de formation d’une zone de rabat superposée sur la première surface, couverture enroulée autour dudit câble 10.
- Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications précédentes, pour lequel la couverture comporte une couche de tissu ou de feutre souple isolant thermostable disposée entre la nappe chauffante et la couche externe de la couverture.
- Dispositif de chauffe selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un moyen de réglage de la température de consigne de chauffe.
- Procédé de chauffe d’une gaine isolante (10a) d’un câble électrique (10) en vue de procéder à une découpe (11a, 11b) de ladite gaine au moyen d’un outil de coupe caractérisé en ce qu’il comporte :
- une étape de pose et de serrage d’une couverture chauffante (1) du dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes enroulée sur la gaine dudit câble électrique à l’endroit à ouvrir,
- une étape de chauffe de la gaine, avec une température de consigne de chauffe de la couverture adaptée au ramollissement de la gaine, au moyen de ladite couverture et,
- une étape de retrait de la couverture chauffante avant découpe de ladite gaine. - Procédé selon la revendication 12 comportant un réglage de la température de consigne pour choisir ladite température adaptée.
- Procédé selon la revendication 12 ou 13, pour lequel le dispositif comportant un minuteur et un sélecteur de temps de chauffe (21, 211, 212), le procédé comporte un réglage de temps de chauffe selon le diamètre du câble à chauffer et/ou les conditions de température lors de l’intervention.
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