WO1997028578A1

WO1997028578A1 - Connecteur de derivation pour cable souterrain

Info

Publication number: WO1997028578A1
Application number: PCT/FR1997/000162
Authority: WO
Inventors: Pierre François; Eric Sauer
Original assignee: Societe Industrielle De Construction D'appareils Et De Materiel Electriques
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 1997-08-07
Also published as: ATE184427T1; EP0878032A1; CA2242379A1; ES2137047T3; AU1549997A; AU716555B2; FR2744289A1; US6086406A; EP0878032B1; GR3031740T3; FR2744289B1; DE69700498T2; CA2242379C; DE69700498D1

Abstract

Connecteur de dérivation pour câble souterrain permettant de raccorder électriquement un câble principal et au moins un câble dérivé formés chacun d'une âme métallique entourée d'une gaine isolante et comprenant un corps inférieur (10) et un corps supérieur (12) disposés en opposition et rapprochés mutuellement par serrage, chaque corps comportant un élément de contact, au moins en partie métallique, situé dans un plan transversal par rapport à une direction axiale des câbles et pénétrant à la fois l'isolant du câble principal et l'isolant du câble dérivé pour venir en contact avec l'âme de ces câbles lorsque les corps supérieur et inférieur sont rapprochés mutuellement par au moins un moyen de serrage (14) et un organe mobile de séparation non conducteur (70) situé dans le plan médiateur du connecteur est prévu pour permettre un montage sans contact entre eux de deux câbles dérivés.

Description

Connecteur de dérivation pour câble souterrain

La présente invention concerne un connecteur de dérivation pour câble souterrain qui permet d'effectuer le raccordement électrique et mécanique d'un câble principal, ou câble passant, de section circulaire ou de section non circulaire dite "sectorale" et d'un câble secondaire, ou câble dérivé, de section circulaire ou sectorale.

La figure 9 montre un dispositif de connexion couramment utilisé actuellement dans le domaine des réseaux souterrains et qui est constitué essentiellement de parties métalliques, avec un corps 5 surmonté d'un cabochon autobloquant 6, assurant par l'intermédiaire d'un organe presseur 7 une liaison mécanique et électrique entre les câbles à interconnecter, et dont la mise en oeuvre est obtenue par un serrage mécanique, par exemple au moyen d'une vis 8, ou par un sertissage. Il en résulte que, pour mettre en place un tel connecteur souterrain, il est nécessaire de procéder tout d'abord à un dénudage à la fois du câble dérivé et du câble passant, puis ensuite, une fois la liaison réalisée, de rapporter une isolation soit par capot isolant soit par feuille isolante souple.

Ce dispositif actuel de connexion de câbles souterrains présente de ce fait de nombreux inconvénients. Tout d'abord, l'obligation de dénuder les câbles est une opération longue, malaisée, et parfois même dangereuse car très souvent, dans ce domaine particulier des réseaux de câbles souterrains, le câble principal est sous tension et ne peut pas être désalimenté sans entraîner de lourdes conséquences pour les utilisateurs du réseau électrique auquel il est raccordé. Le dispositif de connexion est en effet relié à un potentiel actif de même que les vis de serrage ou les outillages de sertissage. Par conséquent, la personne (le monteur) devant accéder au câble principal sous tension se trouve en cas d'intervention aussi porté à ce potentiel, ce qui l'oblige à disposer de protections spécifiques (habillage spécifique de fouille par exemple). Ensuite, le dispositif de connexion doit encore être isolé postérieurement à son montage, ce qui implique une nouvelle opération délicate car effectuée également sous tension. Enfin, avec ce type de connecteur de l'art antérieur, il est indispensable de séparer entre eux les différents conducteurs du câble principal pour passer autour de chaque conducteur le corps du connecteur. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients précités en prévoyant un connecteur de dérivation ne nécessitant aucun dénudage des câbles à interconnecter, ni aucune isolation postérieure au montage. Un but essentiel de l'invention est de réaliser un connecteur de dérivation dont la mise en oeuvre soit rapide, de qualité et totalement sécurisante pour le monteur. Un autre but est de garantir avec le connecteur de dérivation de l'invention une parfaite tenue diélectrique comme un positionnement naturel du câble principal sans intervention à l'intérieur du faisceau de conducteurs qu'il peut éventuellement contenir.

Ces buts sont atteints par un connecteur de dérivation pour câble souterrain permettant de raccorder électriquement un câble principal et au moins un câble dérivé, chacun de ces câbles étant formé d'une âme métallique entourée d'une gaine isolante, caractérisé en ce qu'il comprend un corps inférieur et un corps supérieur disposés en opposition et rapprochés mutuellement par serrage, chaque corps comportant un élément de contact, au moins en partie métallique, situé dans un plan transversal par rapport à une direction axiale des câbles et pénétrant respectivement l'isolant du câble principal et l'isolant du câble dérivé pour venir en contact avec l'âme de ces câbles lorsque les corps supérieur et inférieur sont rapprochés mutuellement par au moins un moyen de serrage et en ce qu'il comporte en outre un organe mobile de séparation non conducteur situé dans le plan médiateur du connecteur et destiné à permettre un montage sans contact entre eux de deux câbles dérivés.

Par cette structure particulière de connecteur, la liaison est réalisée rapidement sans dénuder les câbles et sans nécessiter un quelconque positionnement des câbles à interconnecter. La présence d'un organe de séparation au niveau du passage des câbles dérivés permet de garantir une parfaite liaison électrique et mécanique de ces câbles tout en en facilitant le montage.

De préférence, l'élément de contact comporte de part et d'autre de son plan médiateur d'une part un groupe de pointes comportant au moins deux dents orientées selon une direction de serrage et d'autre part deux arrêtes tranchantes et conductrices tournées l'une vers l'autre obliquement de façon à faire apparaître entre elles un angle rentrant.

Avantageusement, cet élément de contact est formé d'une lame d'épaisseur unique sur laquelle est monté solidairement, par exemple par sertissage, un profilé métallique en U, de telle sorte que la pièce ainsi obtenue, de par sa plus grande largeur de base, présente des caractéristiques mécaniques et thermiques améliorées.

Les parties non tranchante et non perforante de l'élément de contact sont recouvertes d'un matériau isolant formant un joint d'isolation électrique. Par ce biais, il est possible de garantir une très bonne tenue diélectrique de la connexion qui se trouve ainsi parfaitement isolée à l'issue du rapprochement des corps par le moyen de serrage.

De préférence, au moins un manchon, avantageusement réalisé en un matériau transparent, est disposé dans un plan perpendiculaire à la direction de serrage pour recevoir le câble dérivé. Avec ces manchons, le monteur n'a plus à tenir le ou les câbles dérivés lorsqu'il met en place le connecteur sur le câble principal, ce qui lui simplifie considérablement les manipulations qu'il doit réaliser lors du raccordement de ces câbles. Pour renforcer le maintien de ces câbles dérivés des vis de maintien, de préférence à pointeau, peuvent être fixées sur chaque manchon.

Dans un mode de réalisation préférentiel, le moyen de serrage comporte une vis qui traverse l'un des corps pour aller se visser dans l'autre corps et est munie de moyens d'isolation pour recouvrir chacune des extrémités de cette vis, de telle sorte que cette vis puisse être actionnée hors de tout potentiel actif. Grâce à cette protection, l'adjonction d'une isolation postérieure n'est plus nécessaire une fois la connexion effectuée et la personne devant réaliser l'interconnexion n'est plus obligée de porter l'habillage de fouille indispensable précédemment en cas d'intervention sous tension. La sécurité de cette personne (le monteur) en est dès lors grandement facilitée.

Le moyen de serrage comporte un moyen de limitation de couple pour assurer un serrage à couple prédéterminé indépendamment du couple de serrage exercé. Ainsi, il est possible de garantir un montage totalement reproductible et d'une parfaite fiabilité quelle que soit la personne qui a réalisé l'interconnexion.

Ce connecteur de dérivation selon l'invention comporte en outre un moyen fusible d'ouverture qui maintient ouvert le connecteur pendant le montage et est rompu lors du serrage. Ce moyen fusible d'ouverture est par exemple formé d'une languette comportant une zone d'affaiblissement destinée à être rompue lors du serrage, cette languette étant solidaire de l'un des deux corps et s'étendant en direction de l'autre corps dans une cavité destinée à la recevoir.

D'autres particularités et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante en regard des dessins annexés et dans laquelle :

- la figure 1 montre le connecteur de dérivation de l'invention assurant une liaison entre un câble principal et un câble secondaire,

- la figure 2 est une vue en élévation coupe d'un connecteur de dérivation selon l'invention, prise selon le plan II — II de la figure 3, - la figure 3 est une vue suivant F de la figure 2 avec des coupes partielles au niveau de manchons d'arrivée du câble dérivé,

- la figure 4 représente un élément de contact du connecteur selon l'invention,

- la figure 5 est une vue en coupe selon le plan V-V de la figure 4, - la figure 6 représente en perspective l'élément de contact,

- les figures 7a et 7b montrent un autre exemple de réalisation de cet élément de contact,

- la figure 8 est une vue en perspective d'un connecteur selon l'invention muni d'une plaque de séparation permettant la liaison d'un câble principal avec deux câbles dérivés, et

- la figure 9 illustre un connecteur de dérivation de l'art antérieur.

La figure 1 montre une liaison réalisée avec un connecteur de dérivation 1 selon l'invention entre un câble principal 2 et un câble secondaire 3. Le câble principal, dit aussi câble passant, est du type multifilaire, avec par exemple quatre faisceaux de fils (trois phases et un neutre), chacun de ces faisceaux étant isolé, soit par un isolant sec synthétique comme du poly(chlorure de vinyle) (PVC) ou du polyethylene réticulé chimiquement (XLPE), soit par un papier imprégné d'huile . L'âme conductrice de ces faisceaux est en général en aluminium câblé multibrins ou massif, voire en cuivre. Le câble secondaire, dit aussi câble dérivé, peut également être du type multifilaire isolé.

Les figures 2 et 3 sont des vues générales d'un exemple de réalisation d'un connecteur de dérivation selon l'invention.

Le connecteur représenté comporte un corps inférieur 10 et un corps supérieur 12 qui peuvent être rapprochés l'un de l'autre, selon une direction de serrage, par un moyen de serrage comportant au moins une vis de serrage 14 traversant, au niveau du plan médiateur P du connecteur, l'un de ces corps pour aller se visser dans l'autre. Chaque corps supérieur et inférieur, qui est de préférence constitué dans un matériau isolant, comme un thermoplastique cristallin chargé de fibres de verre ou une matière plastique, est équipé d'un élément de contact 16, 18 destiné, lorsque le connecteur est mis en place, à assurer un contact électrique entre les deux câbles à interconnecter et qui est recouvert dans une partie centrale 20, 22 et des parties d'extrémité 19, 21, correspondant à des zones non perforantes ou non tranchantes de ces éléments, d'un matériau elastomère thermoplastique (par exemple en gomme) formant un joint d'isolation électrique. Par l'utilisation de ce matériau isolant, il est possible de garantir une très bonne tenue diélectrique de la connexion qui se trouve ainsi parfaitement isolée. Des manchons 24, 26 pour recevoir le câble dérivé, réalisés avantageusement dans un matériau plastique transparent, sont disponibles de part et d'autre des corps supérieur ou inférieur, dans une direction perpendiculaire à la direction de serrage, et sont solidaires de l'un d'entre eux, par exemple du corps supérieur 12. Le manchon non utilisé peut être obturé par un bouchon 28, 30. Ainsi, lors du montage d'un câble dérivé unique, la transparence des manchons permettra de s'assurer de l'introduction complète de ce câble dans le connecteur. On notera, que ce connecteur peut également convenir dans le cas d'une utilisation simultanée de deux câbles dérivés, sous réserve d'adjoindre à ce connecteur une plaque centrale mobile de séparation non conductrice 70 (voir la figure 8 qui montre en perspective un connecteur muni d'une telle plaque). En effet, cette plaque initialement relevée ne pourra être descendue dans le passage du câble dérivé que si ceux-ci sont convenablement introduits dans leur manchon respectif. Un dispositif de maintien en position du câble dérivé, du type vis pointeau 32 (qui peut également être réalisée dans une matière synthétique), peut être fixé sur chacun de ces manchons pour assurer un meilleur centrage et une meilleure tenue du câble. Des accessoires d'isolation 34, 36 peuvent également être prévus au niveau de chaque extrémité de la vis de serrage 14, dans chacun de ces deux corps, pour interdire tout contact direct (notamment par le monteur) avec cette vis de serrage. En outre, il est de préférence prévu à la fois un limiteur de couple 38, placé au niveau de la tête de la vis de serrage pour garantir un serrage à couple prédéterminé, indépendamment du couple de serrage exercé (les vis de maintien peuvent aussi être du type à rupture prédéterminée), et une cale fusible d'ouverture, formée par exemple d'une languette 40 fixée à l'un des corps, s'étendant dans la direction de serrage dans une cavité destinée à la recevoir, et présentant une zone d'affaiblissement 42 qui est rompue lors du serrage, pour définir une distance d'ouverture minimum entre les deux corps du connecteur et permettre ainsi de maintenir celui-ci ouvert lors des opérations de montage préalable à ce serrage. Un exemple préférentiel de réalisation de l'élément de contact est montré plus en détail sur les figures 4,5 et 6. Il se présente sous la forme d'une lame unique 50 de métal (tout au moins dans ses parties tranchantes et perforantes), par exemple en cuivre du type CuAl étamé, ayant subi éventuellement un traitement de surface, située dans un plan transversal par rapport à la direction axiale des câbles à raccorder, de préférence perpendiculaire à cette direction, et comportant de part et d'autre de son plan médiateur d'une part un groupe de pointes 52 orientées suivant la direction de serrage et d'autre part deux arêtes tranchantes et conductrices 54, 56 tournées l'une vers l'autre obliquement, de façon à faire apparaître entre elles un angle rentrant α. Chaque ensemble, pointes ou arêtes, est destiné avec l'ensemble identique opposé à assurer la prise de contact sur les câbles à interconnecter, les arêtes permettant la saisie d'un câble principal de type « sectoral ». Les pointes qui sont au minimum au nombre de deux (dans l'exemple illustré le groupe de pointe comporte cinq pointes) ont de préférence leurs extrémités disposées selon un arc de cercle rentrant pour permettre une meilleure prise d'un câble circulaire dérivé. Toutefois, pour tenir compte des différences de section importantes pouvant parfois exister entre les câbles principal et dérivé, une simple disposition linéaire de ces pointes, avec des longueurs croissantes de l'extrémité au centre de l'élément de contact peut aussi être envisagée. Le nombre de dents est choisi en fonction à la fois de l'intensité du courant qui doit traverser le connecteur et du diamètre du câble à relier. De même, les arêtes sont de préférence incurvées suivant un tracé convexe, par exemple selon des secteurs circulaires (comme sur la figure 4) sur environ 90°, et elles sont placées de telle sorte que l'espacement entre les centres C\, C2 de ces secteurs en 1/4 de cercle soit égal ou légèrement supérieur au double de leur rayon. Chaque arête est formée par l'intersection de deux faces 58a, 58b faisant entre elles un angle d'environ 90°. On notera toutefois que ces arêtes pourraient tout aussi bien être formées simplement de secteurs rectilignes. Les parties de l'élément de contact 60, 62, 64 disposées entre et à l'extérieur de ses deux parties perforante 52 et tranchante 54, 56 sont recouverts du matériau isolant pour former un joint d'isolation électrique une fois la liaison établie. Bien entendu, une structure plus classique avec deux groupes de pointes ou de lame est aussi envisageable. Afin d'augmenter la section de transfert électrique entre le câble principal et la câble dérivé et ainsi obtenir de bonnes fiabilité et stabilité au vieillissement et une bonne tenue aux surintensités, la lame 50, qui est avantageusement réalisée par découpe d'une bande de métal standard, selon des techniques classiques et peu onéreuses, peut être munie d'un profilé métallique en U 66 (voir les figures 7a et 7b) sertie 68 sur cette lame. Cette association lame-profil, qui a pour effet de procurer à cette lame une base (un pied de lame) très large sans recourir à une fabrication notablement plus complexe d'une pièce unique en forme de T inversé, autorise une tenue mécanique améliorée et une capacité de dissipation thermique augmentée. La mise en place du connecteur dans le cas d'une liaison avec un seul câble se présente comme suit. Tout d'abord le connecteur étant en position de desserrage, le câble dérivé est introduit dans un manchon 26 du connecteur, après en avoir préalablement extrait le bouchon 30, jusqu'à son apparition en butée dans le manchon opposé 28 et en maintenant ce câble en position par sa vis de maintien à pointeau 32 (la rupture de cette vis signifiera une immobilisation correcte du câble). Le connecteur restant ouvert du fait de la présence de la cale fusible, il peut dès lors être facilement positionné sur le câble principal puis serré au moyen de la vis 14. En outre, la configuration particulière des secteurs permet, par autocentrage, un positionnement naturel du connecteur sur le câble principal. Le serrage va tout d'abord entraîner la rupture de la cale fusible 40 puis la perforation simultanée du câble principal et du câble secondaire dérivé, jusqu'à venir en contact avec l'âme conductrice de ces câbles, sans qu'aucun dénudage ne soit à effectuer et sans que le monteur soit en contact avec de quelconques parties métalliques (la vis de serrage est notamment protégée par les accessoires d'isolation 34, 36). La rupture de la vis de serrage 14 signalera à ce monteur que le connecteur est devenu opérationnel.

Dans le cas d'une liaison avec deux câbles dérivés, le connecteur étant aussi initialement en position de déserrage, après avoir enlevé les deux bouchons 28 et 30, le premier câble dérivé est introduit jusqu'à traverser complètement le connecteur et donc apparaître au travers des manchons 24 et 26. Ensuite, le second câble dérivé est introduit à son tour dans le connecteur par le côté opposé en repoussant le précédent jusqu'à présenter dans le connecteur une longueur d'introduction comparable. Cela est vérifié par l'action sur la plaque mobile 70 qui ne peut être convenablement enfoncée que si elle s'interpose parfaitement entre les deux extrémités opposées des deux câbles dérivés. Ces câbles peuvent alors être maintenus fixement sans contact entre eux par les vis à pointeau 32.

La procédure pour monter le câble principal se poursuit ensuite comme précédemment.

L'intérêt de la présente invention réside dans le fait que durant cette opération de raccordement aucun potentiel actif (en cas de travail sous tension) ou même flottant (c'est à dire susceptible de venir en contact avec un potentiel actif) n'est directement accessible au monteur. La cale fusible d'ouverture permet en outre de faciliter notablement le montage car, en maintenant constamment ouvert le connecteur, elle évite au monteur de devoir réaliser simultanément ce maintien et le positionnement sur le câble principal. Le limiteur de couple permet quant à lui de garantir un couple de serrage constant quel que soit la personne ayant réalisée l'interconnexion. Le connecteur assure ainsi la liaison électrique, mécanique et l'isolation de la connexion électrique tant par sa nature isolante propre que par l'intermédiaire des parties en gomme recouvrant les parties non tranchante ou perforante des lames de contact.

Claims

REVENDICATIONS

1. Connecteur de dérivation pour câble souterrain permettant de raccorder électriquement un câble principal (2) et au moins un câble dérivé (3), chacun de ces câbles étant formé d'une âme métallique entourée d'une gaine isolante, caractérisé en ce qu'il comprend un corps inférieur (10) et un corps supérieur (12) disposés en opposition et rapprochés mutuellement par serrage, chaque corps comportant un élément de contact (16,18;50), au moins en partie métallique, situé dans un plan transversal par rapport à une direction axiale des câbles et pénétrant à la fois l'isolant du câble principal et l'isolant du câble dérivé pour venir en contact avec l'âme de ces câbles lorsque les corps supérieur et inférieur sont rapprochés mutuellement par au moins un moyen de serrage (14) et en ce qu'il comporte en outre un organe mobile de séparation non conducteur (70) situé dans le plan médiateur du connecteur et destiné à permettre un montage sans contact entre eux de deux câbles dérivés.

2. Connecteur de dérivation pour câble souterrain selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de contact est formé d'une lame d'épaisseur unique (50) sur laquelle est monté solidairement, par exemple par sertissage, un profilé métallique en U (66), de telle sorte que la pièce ainsi obtenue, de par sa plus grande largeur de base, présente des caractéristiques mécaniques et thermiques améliorées.

3. Connecteur de dérivation pour câble souterrain selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de contact comporte de part et d'autre de son plan médiateur d'une part un groupe de pointes (52) comportant au moins deux dents orientées selon une direction de serrage et d'autre part deux arrêtes tranchantes et conductrices (54,56) tournées l'une vers l'autre obliquement de façon à faire apparaître entre elles un angle rentrant.

4. Connecteur de dérivation pour câble souterrain selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un manchon (26,28), avantageusement réalisé en un matériau transparent, et disposé dans un plan perpendiculaire à la direction de serrage pour recevoir et maintenir le câble dérivé (3).

5. Connecteur de dérivation pour câble souterrain selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des vis (32) de maintien, de préférence à pointeau, du ou des câbles dérivés fixés sur chaque manchon (26, 28).

6. Connecteur de dérivation pour câble souterrain selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties non tranchante et perforante (60,62,64) de l'élément de contact sont recouvertes d'un matériau isolant (19-22) formant un joint d'isolation électrique.

7. Connecteur de dérivation pour câble souterrain selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de serrage comporte une vis (14) qui traverse l'un des corps (12) pour aller se visser dans l'autre corps (10) et est munie de moyens d'isolation (34,36) pour recouvrir chacune des extrémités de cette vis (14), de telle sorte que cette vis (14) puisse être actionnée hors de tout potentiel actif.

8. Connecteur de dérivation pour câble souterrain selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de serrage comporte un moyen de limitation de couple (38) pour assurer un serrage à couple prédéterminé indépendamment du couple de serrage exercé.

9. Connecteur de dérivation pour câble souterrain selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen fusible d'ouverture (40,42) qui maintient ouvert le connecteur pendant le montage et est rompu lors du serrage.

10. Connecteur de dérivation pour câble souterrain selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen fusible d'ouverture est formé d'une languette (40) comportant une zone d'affaiblissement (42) destinée à être rompue lors du serrage, cette languette étant solidaire de l'un des deux corps et s'étendant en direction de l'autre corps dans une cavité destinée à la recevoir.