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MAGNESIUM oxide
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water
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argon
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copper
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methylsiloxane
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Polymer
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Methylpolysiloxane
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Gene Or Protein
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ETRE
(11)
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CABLES
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DANS
(2)
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Est-a
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Physical
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70 microns
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5,0 percent
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1 percent
(2)
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200 microns
(2)
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50 cm
(1)
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Generic
(2/ 4)
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metal
(3)
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aryl
(1)
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Chemical Role
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adjuvant
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513428A1
Family ID 29227058
Probable Assignee Ass Elect Ind
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
EN Title In an electrical cable insulated with minerals, a proportion
of powdered hydrophobic material, for example...
FR Title CABLE ELECTRIQUE A ISOLEMENT MINERAL, ET PROCEDE ET APPAREIL
DE FABRICATION D'UN TEL CABLE
Abstract
_________________________________________________________________
In an electrical cable insulated with minerals, a proportion of
powdered hydrophobic material, for example methylpolysiloxane, is
dispersed in the powdered insulation material. The proportion of
hydrophobic material is sufficient to reduce the penetration of
moisture.
L'INVENTION CONCERNE LES CABLES ELECTRIQUES A ISOLANT MINERAL.
ELLE SE RAPPORTE A UN CABLE ELECTRIQUE A ISOLANT MINERAL, PLUS
PRECISEMENT DONT L'ISOLANT EST FORME DE POUDRE D'MAGNESIUM oxide.
SELON L'INVENTION, UNE QUANTITE DE L'ORDRE DE 1 EN POIDS D'UN
METHYLPOLYSILOXANE EST AJOUTEE DE MANIERE QUE LES PROPRIETES
HYDROPHOBES DE CETTE SUBSTANCE EMPECHENT LA PENETRATION D'HUMIDITE
DANS LA POUDRE DE REMPLISSAGE DANS LE CABLE TERMINE. DE CETTE MANIERE,
LE CABLE PEUT ETRE STOCKE SANS DISPOSITIF PROTECTEUR AUX EXTREMITES.
APPLICATION AUX CABLES ELECTRIQUES A ISOLANT MINERAL.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne les cables electriques a isolant
mineral, c'est-a-dire ceux qui comportent un ou plusieurs fils
conducteurs entoures d'une gaine metallique tubulaire, habituellement
de copper, et isoles par rapport a la gaine par un remplissage forme
d'une matiere isolante en poudre bien tassee.
L'expression "cable electrique a isolant mineral" designe, en plus des
cables destines a conduire le courant dielectrique, d'emploi
universel, des cables ayant la construction indiquee et utilises dans
d'autres applications telles que pour le chauffage ou dans les
thermocouples. r,'inven- tion concerne aussi la fabrication de ces
cables
La matiere isolante en poudre qui est couramment utilisee est
l'magnesium oxide, fondu ou calcine ou sous forme de magnesie laveea
l'water de mer, et, bien que l'magnesium oxide ait une resistance
elevee au percement lorsqu'il est sec, la presence d'une quantite meme
faible d'humidite peut la reduire notablement.
En consequence, la penetration d'humidite pose un probleme essentiel,
surtout dans le cas de cables a haute tension, et il est donc
recommande que, lors du stockage, les extremites des troncons de cable
recoivent des joints temporaires empechant la penetration d'humidite.
Neanmoins, avant formation d'une terminaison d'un troncon de cable
stocke qui doit etre utilise, il faut obligatoirement couper une
longueur appreciable,pouvant atteindre parfois 50 cm, aux extremites
du cable afin que la poudre humide qui pourrait affecter les
proprietes d'isolement du cable, soit certainement retiree.
I1 s'agit manifestement d'un gaspillage. En outre, la terminaison
formee doit etre bien etanche afin d'empecher, lors de l'utilisation,
toute penetration ulterieure d'humidite.
L'invention concerne un cable electrique a isolant mineral qui, dans
la matiere isolante en poudre, contient une matiere hydrophobe en
poudre qui y est dispersee en quantite suffisante afin que la
penetration d'humidite soit reduite.
La matiere hydrophobe doit evidemment posseder des proprietes
d'isolement electrique telles qu'elle nait pas d'effet nuisible sur le
remplissage de poudre seche.
On constate qu'un methylpolysiloxane en poudre est une matiere
hydrophobe tres efficace convenant a cet effet, la quantite introduite
etant de preference comprise entre 0,1 et 5,0 percent du poids de la
matiere isolante en poudre. Ainsi, un cable ayant un remplissage forme
d'magnesium oxide en poudre contenant 1 percent en poids seulement de
methylpolysiloxane ne presente aucune penetration notable d'humidite,
meme apres de nombreuses semaines de stockage, sans que des joints
etanches separes d'extremite soient necessaires.
Un cable selon l'invention peut donc etre conserve sans joint
temporaire d'extremite et, lorsqu'il doit etre utilise, il n'est pas
necessaire que l'extremite soit recoupee autrement que de la quantite
necessaire a la formation materielle des terminaisons voulues, car
aucune poudre humide ne doit etre retiree.
En outre, non seulement l'incorporation de methylpolysiloxane dans le
remplissage n'a pas d'effet nuisible sur les proprietes d'isolement
electrique du remplissage, mais encore on constate qu'elle ameliore la
resistance au percement du remplissage notamment- aux tensions
elevees, sans doute a cause de l'exclusion de l'humidite libre sur
toute la longueur du cable.
La poudre de methylpolysiloxane a de preference une dimension
granulometrique comprise entre 20 et 200 microns, essentiellement
entre 30 et 70 microns.
Lorsqu'un methylpolysiloxane est incorpore a la matiere de
remplissage, on doit prendre des precautions afin que la temperature
de cette matiere ne depasse pas 65"C lorsqu'elle est introduite dans
la gaine, car elle -devient collante ou liquide aux temperatures plus
elevees et l'operation de remplissage peut alors etre rendue
difficile.
Lorsque la gaine est formee de facon continue a partir d'une bande
d'un metal ductile, par pliage de la bande sous forme tubulaire et
soudure des bords, avec introduction simultanee de la matiere de
remplissage et du ou des fils conducteurs dans le tube ainsi forme par
la gaine, il faut qu'un dispositif refroidisse ce tube de la gaine
juste apres la soudure afin qu'une quantite excessive de chaleur ne
soit pas transmise de la gaine a la matiere de remplissage lorsque
celle-ci est introduite dans le tube. Apres l'introduction du ou des
conducteurs et de la matiere de remplissage, le diametre du tube
formant la gaine est habituellement reduit par passage dans une serie
de filieres ou de rouleaux de retreinte et dans des fours de recuit,
de maniere connue.
Le remplissage de poudre est avantageusement introduit dans la gaine
par un tube de distribution ayant une sortie placee en aval de la
soudure et, dans ce cas, un dispositif peut aussi etre utilise afin
qu'il refroidisse le tube de distribution, surtout dans la region de
la soudure, et aussi eventuellement le ou les fils conducteurs avant
introduction de ceux-ci dans le tube formant la gaine.
Un tube de guidage du ou des fils conducteurs est avantageusement
place pres du trajet des bords cooperants de la bande metallique
repliee et, a. l'emplacement de la soudure, le tube de guidage a une
ouverture afin qu'une partie de la chaleur de la soudure soit
transmise au conducteur et entrainee a partir du tube de distribution
de poudre par le conducteur mobile.
Cependant, l'utilisation de methylpolysiloxane presente l'avantage
imprevu que, pendant les operations ulterieures de retreinte et de
recuit, sa transformation en un liquide par chauffage lui fait jouer
le role d'un lubrifiant si bien que l'abrasion du ou des fils
conducteurs et de la surface interne de la gaine est notablement
reduite.
En consequence, la forte adherence de la poudre de remplissage aux
fils conducteurs, couramment observee dans le cas des cables
electriques.a isolant mineral fabriques jusqu'a present, est
pratiquement evitee, et la poudre libre a la surface du ou des fils et
a la face interne de la gaine peut etre retiree sans difficulte lors
de la formation d'une terminaison.
Cependant, on peut aussi utiliser, comme additif a la poudre de
remplissage d'un cable electrique a isolant mineral selon l'invention,
d'autres aryl- ou alkylpolysiloxanes ou des melanges de telles
substances ou toute outre matiere isolante de l'electricite,et
hydrophobe convenable.
D'autres caracteristiques et avantages d'un cable electrique a isolant
mineral et de son procede de fabrication ressortiront mieux de la
description qui va suivre, faite en reference au dessin annexe sur
lequel la figure 1 est une coupe transversale d'un cable; la figure 2
est une coupe schematique d'une partie d'un exemple d'appareil utilise
pour la fabrication du cable;et les figures 3 et 4 representent
respectivement en elevation, avec des parties arrachees, et en coupe
en plan, une partie de l'appareil de la figure 2.
Le cable represente sur la figure 1 comporte une gaine externe 1
formee d'une bande de copper repliee sous forme tubulaire et soudee a
l'arc sous argon protecteur le long des bords en butee. La gaine
contient plusieurs fils conducteurs 2 (deux dans le cas considere)
separes l'un de l'autre et de la gaine 1 par de magnesium oxide 3 en
poudre qui est tasse autour des conducteurs, apres introduction de la
poudre et des conducteurs dans lagaine formee, a la suite d'une serie
d'operations de reduction ou de retreinte, chaque operation etant
suivie d'une operation de recuit et de trempe, de maniere connue.
Selon l'invention, la poudre d'magnesium oxide contient, en
dispersion, environ 1 percent - en poids d'une poudre de
methylpolysiloxane dont la dimension granulometrique est comprise
entre 30 et 70 microns.
On constate que le methylpolysiloxane, meme present dans une si faible
proportion, donne au remplissage des proprietes hydrophobes si bien
qu'il resiste a la penetration d'humidite et empeche toute
deterioration notable des proprietes isolantes du remplissage a
proximite des extremites coupees du cable, pendant de longues periodes
sans qu'il faille utiliser des joints supplementaires d'extremite,
soit pendant le stockage, soit lors de la formation des terminaisons,
ulterieurement.
En consequence, lors de la formation d'une terminaison, il n'est pas
necessaire que l'extremite du cable soit de coupee plus que l'impose
la formation materielle de la terminaison.
Le cable peut etre fabrique par un procede analogue a celui qui est
decrit dans la demande de brevet britannique n" 80.03 466 et dans un
appareil tel que represente en partie sur les figures 2 a 4.
Dans un tel procede, la gaine 1 du cable est formee de maniere
continue a partir d'une bande de copper la qui est soigneusement
degraissee, a l'aide d'une machine de mise en forme de tube (non
representee) qui replie la bande qui avance vers le bas sous forme
tubulaire, et d'une tete 4 de soudage a l'arc sous argon protecteur
qui soude les bords en butee de la bande. Le tube 1 qui forme la gaine
avance verticalement vers le bas, vers une machine de retreinte qui
reduit le diametre du tube et tasse la poudre 3 de remplissage autour
des fils conducteurs 2. Le tube reduit est alors transmis a un four de
recuit et dans une cuve de trempe a l'water dans laqueliele cable
change de direction suivant une chainette si bien qu'il continue a se
deplacer horizontalement dans d'autres machines de retreinte, d'autres
fours de recuit et d'autres cuves de trempe.Les machines de retreinte
et l'appareillage associe n'ont pas ete representes sur les figures,
par raison de simplicite.
Les fils conducteurs 2 qui sont aussi soigneusement degraisses, sont
transmis de facon continue dans le tube 1 lorsqu'il est forme par
passage entre deux tubes de guidage 5, 6 positionnes rigidement aux
emplacements voulus a l'inteterieur d'un tube 7 de distribution de
poudre par lequel la poudre de remplissage, formee de l'magnesium
oxide et de l'adjuvant de methylpolysiloxane disperse a l'interieur,
penetre dans le tube 1. Le remplissage de poudre est introduit dans le
tube 7 par une tremie 8 qui est maintenue pleine par un transporteur
vibrant qui est lui-meme alimente par un reservoir de poudre,
L'extremite inferieure du tube 7 de distribution et des tubes 5, 6 de
guidage se termine au-dessous de la position de soudage afin que la
poudre de remplissage soit intro duite dans le tube-forme et deja
soude et ne puisse pas contaminer la soudure.Une enveloppe 9 entoure
la gaine 1, juste au-dessous de l'emplacement de soudage et au-dessus
de l'extremite inferieure du tube 7, et un fluide de re froidissement,
de l'water par exemple, y circule afin que la quantite de chaleur
transmise au remplissage de poudre par la gaine soit reduite. En
outre, la paroi du tube 7 de distribution, pres de l'emplacement de
soudage, a une fente 10 a l'emplacement adjacent au tube 5 de guidage.
Les fentes 10 et 11 des tubes 7 et 5 respectivement sont alignees et
les bords places autour sont soudes et empechent la sortie du
remplissage de poudre a cet emplacement.Le premier des fils
conducteurs 2 qui se trouvent dans le tube 5 est ainsi expose a la
soudure et joue donc le role d'un radiateur qui entraine la chaleur de
la region de soudage, comme decrit plus en detail dans la demande
precitee de brevet britannique n" 80.03 466.
Le refroidissement est necessaire lors de la formation d'un cable par
le procede decrit car il est essentiel que la temperature du
remplissage de- poudre reste inferieure a 65"C jusqu'a la sortie du
tube 7 de distribution, car, audessus de cette temperature, le
methylpolysiloxane devient collant et se liquefie finalement lorsque
sa temperature augmente, ce comportement pouvant perturber la
distribution de la poudre et pouvant meme boucher completement la
sortie du tube de distribution.
Pour cette raison, la poudre de remplissage est de preference
maintenue aunefaible temperature convenable par exemple inferieure a
50 OC, avant introduction dans le tube 7 de distribution et, en outre,
les fils conducteurs 2 sont aussi refroidis, par exemple par de
l'argon a basse temperature, avant introduction dans les tubes de
guidage correspondants 5, 6. Le tube 7 de distribution peut le cas
echeant comporter des doubles parois espacees 12, 13 comme represente,
l'espace qui les separe etant lui-meme divise par des cloisons
longitudinales 14 en deux trajets 15, 16 de circulation communiquant a
l'extremite inferieure du tube 7.Lors du fonc tionnement, un fluide de
refroidissement qui peut etre de l'water, du "Freon" ou eventuellement
de l'argon, a une temperature faible convenable, descend suivant l'un
des trajets tel que 15 et remonte par l'autre tel que 16.
Apres distribution dans le tube 7 formant la gaine, le chauffage de la
poudre de remplissage ne pose plus de probleme et on constate en fait
que la liquefaction du methylpolysiloxane pendant les operations
ulterieures de retreinte et de recuit a un effet avantageux plutot que
nuisible. Le methylpolysiloxane liquide qui revient al'etatsolide
lorsqu'il est refroidi a moins de 65"C, joue probablement le role d'un
lubrifiant qui empeche l'abrasion des surfaces des fils conducteurs 2
et de la surface interne du tube 1 formant la gaine pendant les
operations de retreinte, comme l'indique l'inspection d'un cable
termine dont ces surfaces restent lisses, l'adherence de la poudre a
ces surfaces observee habituellement dans le cas des cables
electriques a isolant mineral formes par les operations classiques,
est pratiquement absente si bien que la formation des terminaisons
ulterieures est facilitee.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Cable electrique a isolant mineral, caracterise en ce qu'il
comprend au moins un fil conducteur de l'elec- tricite (2) entoure par
une gaine metallique tubulaire 11) et isole par rapport a la gaine par
un remplissage d'une matiere isolante en poudre tassee et ayant, en
dispersion dans la matiere isolante en poudre une matiere hydrophobe
en poudre en quantite suffisante pour que la penetration d'humidite
soit reduite.
2. Cable selon la revendication 1, caracterise en ce que la matiere
hydrophobe est un methylpolysiloxane en poudre.
3. Cable selonlarevendication 2, caracterise en ce que la matiere
isolante en poudre est l'magnesium oxide en poudre dans lequel 0,1 a
5,0 percent en poids d'une poudre de methylsiloxane sont disperses.
4. Cable selon la revendication 3, caracterise en ce que la poudre de
methylpolysiloxane a une dimension granulometrique comprise entre 20
et 200 microns, et comprise essentiellement entre 30 et 70 microns.
5. Procede de fabrication d'un cable electrique a isolant mineral
selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comprend la
formation continue d'une gaine (1) a partir d'une bande d'un metal
ductile (la) par pliage de la bande sous forme tubulaire et soudage de
ses bords, avec simultanement introduction d'un ou plusieurs fils
conducteurs (2) et d'un remplissage (3) d'une poudre d'magnesium oxide
contenant, en dispersion, une poudre de methylpolysiloxane, a
l'interieur de la gaine ainsi formee, le remplissage (3) en poudre
etant introduit dans le tube de la gaine (1) par un tube de
distribution (7) dont la sortie se trouve en aval de la soudure, et le
tube de distribution (7) et le tube de la gaine (1) sont refroidis
dans la region de la soudure et dans la region placee juste apres la
soudure respectivement afin que la matiere en poudre de remplissage
placee dans le tube de distribution soit maintenue a une temperatUge
inferieure ou egale a 650C.
6. Procede selon la revendication 5, caracterise en ce qu'il comprend
le guidage du fil conducteur ou de l'un des fils conducteurs (2) dans
un tube de guidage (5, 6) place a proximite du trajet des bords de la
bande metallique repliee, et, a l'emplacement de soudage, le tube de
guidage a uneuverture de maniere qu'une partie de la chaleur de
soudage soit transmise au conducteur et entrainee par le conducteur
mobile a distance du tube de distribution de poudre.
7. Appareil de fabrication d'un cable electrique a isolant mineral
selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comprend un
dispositif d'avance continue d'une bande (la) d'un metal ductile,
suivant sa longueur, un dispositif destine a la plier sous forme
tubulaire, et un dispositif (4) de soudage des bords afin qu'ils
forment une gaine, un dispositif d'introduction continue d'un ou
plusieurs fils conducteurs (2) dans la gaine formee (1), et un tube de
distribution (7) ayant une sortie qui se trouve en aval de
l'emplacement de soudage et permettant l'introduction de la poudre de
remplissage (3) dans la gaine formee, l'appareil comprenant aussi un
dispositif (9) de refroidissement de la gaine place entre
l'emplacement de soudage et la sortie du tube de distribution.
8. Appareil selon la revendication 7, caracterise en ce qu'il comprend
un tube de guidage (5, 6) d'un fil conducteur (2) place pres du trajet
des bords de la bande metallique-repliee et le tube de guidage
comporte, a l'emplacement de soudage, une ouverture telle qu'une
partie de la chaleur de soudage est transmise au conducteur (2) et est
entrainee a distance du tube (7) de distribution de poudre par le
conducteur mobile.
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