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(11) | EP 2 105 994 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Dispositif de connexion de deux cables supraconducteurs |
| (57) L'invention concerne un dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs aboutés,
composés chacun d'au moins un support central conducteur résistif (1) de forme sensiblement
cylindrique, d'au moins une couche de matériau supraconducteur (2, 3) disposé autour
du support et d'une gaine isolante (4) entourant ladite couche de matériau supraconducteur,
l'extrémité de chaque câble étant dénudée pour rendre apparents le support central
et ladite couche de matériau supraconducteur, le dispositif étant pourvu d'un revêtement
externe (7) de matière isolante. Selon l'invention, le dispositif comporte au moins un manchon conducteur (5, 5') emboîté autour de la partie dénudée de chacun des câbles et un tube conducteur (6) contenant lesdits manchons et connecté à ceux-ci. |
[0001] La présente invention concerne un dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs aboutés. L'invention s'applique tout particulièrement à la haute tension.
[0002] Un câble supraconducteur se compose essentiellement d'un support central, généralement de forme cylindrique, autour duquel est enroulé un matériau supraconducteur et est placée une gaine isolante autour du supraconducteur. Le support central est constitué d'un matériau électriquement conducteur, par exemple un câble ou un tube en cuivre. Le matériau supraconducteur peut être sous la forme d'un ruban enroulé autour du support central en une ou plusieurs couches.
[0003] Le document de brevet EP 1 841 011 décrit une terminaison de connexion d'une extrémité d'un câble supraconducteur à un conducteur classique non supraconducteur.
[0004] Un dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs est décrit dans le document de brevet EP 1 489 693.
[0005] Ce dispositif de connexion comporte un organe de connexion conducteur central reliant les extrémités des deux câbles dénudés disposées dans un tube creux d'un espaceur isolant formé d'une partie en résine et de ce tube.
[0006] Un dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs est également décrit dans le document de brevet EP 1 489 691.
[0007] Ce dispositif de connexion comporte un organe de connexion conducteur central reliant les extrémités des deux câbles dénudés et disposé dans un élément isolant.
[0008] De tels dispositifs de connexion de câbles supraconducteurs aboutés ne permettent pas que la connexion soit démontée et/ou remontée aisément, sans avoir à couper une portion de câble, par exemple si un des câbles supraconducteurs doit être remplacé.
[0009] L'invention propose un dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs aboutés, qui puisse être démontée sans intervention sur les câbles en soi.
[0010] Pour résoudre ce problème, l'invention concerne un dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs aboutés, composés chacun d'au moins un support central conducteur résistif de forme sensiblement cylindrique, d'au moins une couche de matériau supraconducteur disposé autour du support et d'une gaine isolante entourant la couche de matériau supraconducteur, l'extrémité de chaque câble étant dénudée pour rendre apparents le support central et la couche de matériau supraconducteur, le dispositif étant pourvu d'un revêtement externe de matière isolante et étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un manchon conducteur emboîté autour de la partie dénudée de chacun des câbles et un tube conducteur contenant lesdits manchons et connecté à ceux-ci.
[0011] Après enlèvement du revêtement externe de matière isolante, le tube peut être déconnecté des manchons et démonté, assurant sa séparation des manchons et le démontage du dispositif de connexion.
[0013] Grâce à l'invention, il est de plus possible de réaliser une connexion de deux câbles à support central conducteur de diamètre relativement élevé et de transport d'intensité de courant relativement élevé.
[0014] Selon un mode de réalisation préféré, ledit manchon est prolongé d'une partie d'extrémité de forme externe arrondie.
[0015] De préférence, ladite partie d'extrémité présente un diamètre externe maximal supérieur à celui du manchon et formant un épaulement radial.
[0016] Avantageusement, ledit tube conducteur est en butée contre ledit épaulement de la partie d'extrémité du dit manchon.
[0017] Ledit manchon peut comporter au moins un orifice permettant d'introduire un matériau de soudure dans l'espace situé entre la couche de matériau supraconducteur et la paroi interne du manchon.
[0019] Lesdits moyens de contact électrique sont de préférence constitués par des gorges de forme annulaire maintenant des lamelles métalliques de contact.
[0023] L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention.
La figure 1 est une vue de l'extrémité d'un premier câble supraconducteur.
La figure 2 représente une première étape de montage d'un dispositif de connexion conforme à l'invention.
La figure 3 est une représentation à plus grande échelle de la figure 2.
La figure 4 est une vue en coupe de deux câbles supraconducteurs pourvu d'un dispositif de connexion conforme à l'invention.
La figure 5 est une vue en coupe de la connexion finale conforme à l'invention.
[0024] L'extrémité du câble supraconducteur représenté sur la figure 1 est constituée d'un support central 1 résistif électriquement conducteur et de forme sensiblement cylindrique. Ce support peut être par exemple un câble de fils de cuivre ou un tube métallique à faible résistivité, en cuivre ou en cuivre argenté par exemple. Deux couches superposées 2, 3 d'un matériau supraconducteur entourent le support central 1. Une gaine électriquement isolante 4 entoure la couche supraconductrice 3.
[0025] Les couches supraconductrices 2, 3 peuvent être formées par des rubans ou des fils en matériau supraconducteur enroulés respectivement autour du support central 1. De façon générale, le câble ne peut comporter qu'une seule couche supraconductrice 2 ou 3. Les fils ou rubans supraconducteurs peuvent être par exemple du type BSCCO (Bi2Sr2Ca2Cu3Ox) ou du type YBaCuO.
[0026] L'extrémité du câble est dénudée en marches d'escaliers de façon à faire apparaître successivement, en partant du câble vers son extrémité et sur une longueur qui peut être variable, la première couche supraconductrice 3, la seconde couche supraconductrice 2 puis le support central 1.
[0027] L'extrémité de la gaine électriquement isolante est formée de façon conique à son extrémité 4A, afin de former en section un biseau allant de son diamètre externe à un diamètre externe légèrement supérieur à celui de la couche supraconductrice 3.
[0028] Un manchon 5 conducteur est emboîté autour de la partie dénudée du câble, comme illustré sur la figure 2 et particulièrement visible sur la figure 3.
[0030] Ce manchon métallique 5 vient coiffer le support central 1 dénudé et les couches supraconductrices 2, 3 dénudées. Ce manchon comporte une première partie 5A et une deuxième partie 5B. La première partie 5A a la forme d'un cylindre creux dont le diamètre interne est très légèrement supérieur au diamètre du support 1 de sorte que cette première partie 5A du manchon peut être fixée sur le support 1 par simple emboîtement ou sertissage. Le manchon peut par exemple être réalisé en cuivre et, lorsque le support central est également en cuivre, on obtient ainsi une bonne liaison électrique cuivre sur cuivre. Le cuivre peut également être plaqué en argent. La deuxième partie 5B du manchon a sensiblement la forme d'un cylindre creux de longueur au moins égale à la longueur des parties dénudées des couches supraconductrices 2, 3 de façon à les recouvrir complètement. Le diamètre interne de la deuxième partie 5B du manchon est supérieur au diamètre de la couche supraconductrice 3 (laquelle a un diamètre supérieur à celui de la couche conductrice 2) de sorte qu'un espace est ménagé entre la paroi interne de la deuxième partie 5B du manchon et les couches supraconductrices 2, 3. Un orifice 5C est percé dans la deuxième partie 5B, de dimensions suffisantes pour permettre de verser par cet orifice une poudre d'un matériau de soudure, ou de couler directement un alliage de soudure fondu, qui va se localiser entre la paroi interne de la deuxième partie 5B du manchon et les couches supraconductrices 2, 3. L'orifice peut par exemple avoir une forme oblongue.
[0031] Le matériau de soudage remplit au moins partiellement l'espace entre la deuxième partie 5B du manchon et les couches supraconductrices 2, 3. Ce matériau est électriquement conducteur et possède avantageusement un point de fusion relativement bas, par exemple inférieur à environ 100°Celsius. Ce peut être par exemple un alliage de composition Sn-Bi-Pb. On évite ainsi d'endommager les couches supraconductrices par un chauffage à température trop élevée, tout en permettant une bonne liaison électrique entre les couches supraconductrices et le manchon 5.
[0032] La longueur du manchon est telle qu'il recouvre complètement les parties dénudées 2, 3 des couches supraconductrices, la partie dénudée 1 du support central et l'extrémité de la gaine isolante 4.
[0033] La seconde partie 5B du manchon est prolongée d'une partie d'extrémité 5D de forme externe arrondie, présentant un diamètre externe maximal supérieur à celui du manchon et formant un épaulement radial 5E.
[0034] Le manchon 5 comporte sur la paroi externe de sa deuxième partie 5B des moyens de contact électrique, constitués de gorges 5F usinées dans la paroi externe de la deuxième partie 5B du manchon. Ces gorges sont destinées à accueillir des lamelles métalliques de contact ayant une forme annulaire.
[0035] L'invention concerne un dispositif de connexion de deux tels câbles supraconducteurs aboutés C, C', et un tel manchon métallique 5, 5' est fixé autour de la partie dénudée de chaque câble supraconducteur, comme illustré sur la figure 4.
[0036] Pour réaliser cette connexion, une fois les lamelles métalliques de contact mises en places dans les gorges correspondants des manchons, un tube conducteur 6 métallique contenant les manchons 5, 5' et connecté à ceux-ci est disposé en butée contre les épaulements 5F, 5'F de la partie d'extrémité 5D, 5'D de chaque manchon. Ce tube est de diamètre interne légèrement supérieur au diamètre externe de la deuxième partie des manchons et de diamètre externe sensiblement égal au diamètre externe maximal de la partie d'extrémité arrondie de chaque manchon. Le tube 6 est connecté mécaniquement sur les manchons 5, 5', par exemple par des vis pointeaux, non représentées.
[0037] Cette connexion est ensuite isolée par un revêtement externe 7 de matière isolante, avantageusement un enroulement de rubans de papier. Grâce à la forme biseautée 4A de l'extrémité de la gaine externe et à la forme arrondie de la partie d'extrémité 5D, 5'D des manchons, il est possible de réaliser ce revêtement sans aucun espace vide qui serait susceptible d'entraîner des claquages. Une couche semi conductrice par exemple en papier à noir de charbon peut être disposée entre la connexion métallique et le revêtement externe 7.
1. Dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs aboutés, composés chacun d'au
moins un support central conducteur résistif (1) de forme sensiblement cylindrique,
d'au moins une couche de matériau supraconducteur (2, 3) disposé autour du support
et d'une gaine isolante (4) entourant ladite couche de matériau supraconducteur, l'extrémité
de chaque câble étant dénudée pour rendre apparents le support central et ladite couche
de matériau supraconducteur, le dispositif étant pourvu d'un revêtement externe (7)
de matière isolante et étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un manchon conducteur (5, 5') emboîté autour de la partie dénudée
de chacun des câbles et un tube conducteur (6) contenant lesdits manchons et connecté
à ceux-ci.
2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit manchon (5) est prolongé d'une partie d'extrémité (5D) de forme externe arrondie.
3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite partie d'extrémité (5D) présente un diamètre externe maximal supérieur à celui
du manchon et formant un épaulement radial (5E).
4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit tube conducteur (6) est en butée contre ledit épaulement (5F) de la partie
d'extrémité du dit manchon.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon (5) comporte au moins un orifice (5C) permettant d'introduire un matériau
de soudure dans l'espace situé entre la couche de matériau supraconducteur (2, 3)
et la paroi interne du manchon (5).
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon (5) comporte des moyens de contact électrique sur sa surface extérieure.
7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de contact électrique sont constitués par des gorges (5F) de forme
annulaire maintenant des lamelles métalliques de contact.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube (6) est connecté mécaniquement sur ledit manchon.
9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit tube (6) est connecté par des vis sur ledit manchon.
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon (5) et ledit tube (6) sont métalliques.
Revendications modifiées conformément à la règle 137(2) CBE.
1. Dispositif de connexion de deux câbles supraconducteurs aboutés, composés chacun
d'au moins un support central conducteur résistif (1) de forme sensiblement cylindrique,
d'au moins une couche de matériau supraconducteur (2, 3) disposé autour du support
et d'une gaine isolante (4) entourant ladite couche de matériau supraconducteur, l'extrémité
de chaque câble étant dénudée pour rendre apparents le support central et ladite couche
de matériau supraconducteur, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un manchon conducteur (5, 5') emboîté autour de la partie dénudée de chacun
des câbles et un tube conducteur (6) unique contenant lesdits deux manchons et connecté
à ceux-ci et en ce qu'il est pourvu d'un revêtement externe (7) de matière isolante.
2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit manchon (5) est prolongé d'une partie d'extrémité (5D) de forme externe arrondie.
3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite partie d'extrémité (5D) présente un diamètre externe maximal supérieur à celui
du manchon et formant un épaulement radial (5E).
4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit tube conducteur (6) est en butée contre ledit épaulement (5F) de la partie
d'extrémité du dit manchon.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon (5) comporte au moins un orifice (5C) permettant d'introduire un matériau
de soudure dans l'espace situé entre la couche de matériau supraconducteur (2, 3)
et la paroi interne du manchon (5).
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon (5) comporte des moyens de contact électrique sur sa surface extérieure.
7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de contact électrique sont constitués par des gorges (5F) de forme
annulaire maintenant des lamelles métalliques de contact.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube (6) est connecté mécaniquement sur ledit manchon.
9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit tube (6) est connecté par des vis sur ledit manchon.
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit manchon (5) et ledit tube (6) sont métalliques.
RÉFÉRENCES CITÉES DANS LA DESCRIPTION
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