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Structure des câbles électriques basse tension

Un câble électrique comprend toujours une partie active métallique (âme conductrice) dont le rôle est de conduire le courant électrique, et une ou plusieurs couches concentriques de matériaux isolants et protecteurs.

Ame conductrice

Elle peut être massive, rigide ou souple ou, même, extra souple (câble de soudure). Elle est en cuivre, en aluminium ou en alliage d’aluminium.

Isolation

Elle est également appelée « enveloppe ». Son rôle est électrique. Le matériau d’isolation doit avoir des caractéristiques électriques appropriées avec l’utilisation du câble.

Les isolations sont extrudées (PVC, PR, EPDM). On réalise également des enveloppes-gaines (matériel roulant de chemin de fer).

Pour cela, on utilise des matériaux ayant, en plus des caractéristiques électriques, des caractéristiques mécaniques élevées. Les normes et les spécifications indiquent « l’épaisseur moyenne minimum » à respecter.

Assemblage

C’est le cas des câbles à plusieurs conducteurs. Les conducteurs sont groupés de façon géométrique. Quand le câble a plus de 5 conducteurs, on assemble les conducteurs en plusieurs couches.

Une couche comporte toujours 6 conducteurs de plus que la couche précédente si les conducteurs ont le même diamètre.

Ex : (6+12+18+24…) - (3+9+15+21+27…)

l’assemblage de 2 à 5 conducteurs laisse un vide important entre les conducteurs. Ce vide est comblé par un bourrage. Ce dernier sert également à donner aux câbles une section circulaire. Le bourrage peut être extrudé ou posé en même temps que l’on assemble les conducteurs.

Repérage des conducteurs

Pour raccorder, sans erreur, les conducteurs d’un câble, il faut pouvoir les différencier avec certitude. Plusieurs possibilités sont utilisées :

  • conducteur de couleur
  • conducteur noir avec numéro imprimé en blanc
  • conducteur pilote et directionnel. Ce type de repérage est habituellement réservé aux câbles à 7 conducteurs et plus. Chaque couche de conducteurs comporte un conducteur coloré dit conducteur pilote, un conducteur d’une autre couleur dit conducteur directionnel, et les autres conducteurs de la couche d’une autre couleur.

Ex : 1 conducteur bleu, 1 conducteur rouge, 10 conducteurs noirs.

Bourrage

Le bourrage a pour but de remplir les interstices entre les conducteurs afin de donner au câble une forme cylindrique.

Protection du ou des conducteurs

Le degré de protection requis pour un câble dépend de l’environnement dans lequel il sera posé et donc de son utilisation courante.

Gaine

C’est la protection la plus simple. Elle est extrudée (Polychloroprène, sans halogène, par exemple). Elle peut également faire bourrage.

La gaine peut être composée de deux couches entre lesquelles est insérée une tresse ou un guipage très clair, de fils textiles, destinés à la renforcer longitudinalement. Cette technologie est réservée à certains câbles souples.

Armures

C’est la protection contre les chocs. Les câbles BT 1000 V qui possèdent une armure peuvent être enterrés sans autre protection. Les armures peuvent aussi jouer le rôle d’écran pour l’écoulement des courants de court-circuit. Les armures sont toujours métalliques ; elles peuvent être réalisées de différentes façons :

  • armure en feuillards d’acier

Le feuillard est une bande de 0,2 mm, o,5 mm ou 0,8 mm d’épaisseur suivant le diamètre du câble, et de largeur comprise entre 20 et 50 mm. On pose généralement 2 feuillards à déjoint, le deuxième recouvrant l’espace laissé libre par le premier (généralement 1/3 de la largeur). Les feuillards peuvent être galvanisés ou nus.

  • armure en feuillards d’aluminium

Identique au type ci-dessus mais en alliage d’aluminium. Elle est utilisée sur les monoconducteurs, pour éviter les pertes dues aux courants de Foucault. Elle peut jouer le rôle d’écran.

  • armure en fils d’acier galvanisé

Pour réaliser ce type d’armure, on enroule autour du câble un certain nombre de fils d’acier galvanisé, dont le diamètre est compris entre 1 et 3 mm suivant le diamètre du câble. Ce type d’armure est utilisé en France par les Houillères (Câbles de Mines) ou sur des câbles sous fluviaux. C’est une armure lourde, elle renforce les câbles aussi bien latéralement que longitudinalement.

Ecrans

Les écrans ou blindages ne sont pas destinés à la protection mécanique mais à la protection électrique. Ils sont constitués de 1 ou 2 rubans de cuivre ou d’aluminium enroulés en hélice, ne laissant aucun espace libre, ou par une nappe de fils électriquement réunis par une contrespire en ruban. Ils peuvent être également réalisés par une tresse en fils de cuivre.

Le rôle des écrans peut être différent suivant les types de câbles :

  • faire barrière aux champs électrostatiques extérieurs aux câbles ;
  • répartir équipotentiellement le champ électrique à l’intérieur du câble (câble MT ou HT à champ radial) ;
  • écouler les courants capacitifs ainsi que, en cas de défaut, le courant de court-circuit homopolaire.