• Vous trouverez ici les terminologies spécifiques concernant les fils de cuivre émaillé pour le bobinage.

  Fil thermo-adhérent, thermo-durcisseur

  Fils émaillés recouverts d'une couche supplémentaire de vernis thermo-adhérent à base de polyamide. Cette couche devenant adhérente sous l'effet de la chaleur ou d'un dissolvant, il est possible d'assembler (coller) des bobines sans avoir recours au processus d'imprégnation. Cette propriété d'auto-adhésion permet souvent uniquement de simplifier le montage. Notre article SH Bond WD 210 est également un fil enduit d'une couche de finition, sur la base du SH Therm 210, recouvert d'une couche additionnelle de vernis thermo-durcissable.

  Formation de boursouflures

  L'apparition de boursouflures sur la surface des fils émaillés est le plus fréquemment due à l'introduction accidentelle de solvant ou d'humidité (par ex. l'eau en provenance de la section de refroidissement lors du recuit) dans la couche de vernis. La pellicule extérieure du vernis une fois sèche, le dissolvant ou l'humidité présent dans la couche s'évapore en atteignant les sections chaudes du four et entraîne la formation de boursouflures.

  Allongement à la rupture

  Mesure de la souplesse (ductilité) des matériaux. Informe quant au degré de recristallisation du cuivre. Indication essentielle concernant les propriétés de transformation du fil émaillé. L'allongement à la rupture détermine la stabilité de forme des bobines. Elle est influencée par la température et la vitesse adoptées en cours de recuit et dans le four à émailler. Son calcul nécessite l'étirement d'un fil émaillé d'une longueur définie jusqu'à la rupture. Le rapport entre l'allongement au moment de la rupture et la longueur initiale détermine l'allongement à la rupture en pourcentage. Selon la dimension, un fil émaillé de qualité se distingue par un allongement à la rupture variant entre 25% (0,20mm) et 45% (4,1mm). La déformation (par ex. étirage) réduit l'allongement à la rupture. L'allongement à la rupture est inférieur à 1% pour les fils en cuivre écroui.

  Vernis

  Résine synthétique dissoute au solvant organique et appliquée par recuit sur le conducteur. Elle forme alors une pellicule lisse et sans porosité disposant de bonnes propriétés électriques et mécaniques. Le pourcentage de résine synthétique varie entre 20 et 45 % (extrait sec).

  Analyse DSC

  Calorimétrie différentielle à balayage Ce processus de mesure relevant de la "l'analyse thermique " repose sur le fait que la transformation thermique de matières entraîne la consommation ou la libération de chaleur. Au cours de l'analyse DSC, deux récipients échantillons sont chauffés dans deux étuves séparées. Le premier récipient contient l'échantillon à analyser tandis que le second constitue la référence (il s'agit en général d'un récipient vide). La transformation de l'échantillon entraîne une différence de température entre les deux récipients ; cette différence est le signal de contrôle permettant de garder une différence de température égale à zéro en ajustant constamment la capacité calorifique (balayage). La puissance électrique nécessaire pour compenser cette différence de température est alors mesurée et consignée. Tout comme le test de la tangente Delta, l'analyse DSC est utilisée afin d'évaluer le degré de cuisson des fils émaillés.

  Tension de claquage

  Mesure de la rigidité diélectrique des isolants. Si une tension électrique en croissance constante est appliquée entre 2 électrodes sur un isolant, il sera tôt ou tard détruit sous l'influence du champs électrique créé ; on parle alors de rupture électrique. La tension de claquage des fils émaillés dépend principalement de l'épaisseur de la couche de vernis, de l'uniformité de cette épaisseur, de la qualité de la surface du fil nu et du vernis ainsi que du degré de cuisson du vernis d'isolation. Le test permettant de la déterminer s'effectue soit sur une paire torsadée, soit sur un fil échantillon sur cylindre.

  Extrait sec (ES)

  Pourcentage de résine synthétique dans le vernis. Un vernis présentant un extrait sec de 40 % est constitué de 40% de résine synthétique et de 60% de solvant. Selon les dimensions, l'ES varie généralement entre 20% (fils fins) et 45% (gros fils).

  Lubrifiant

  Afin de permettre le traitement des fils émaillés sur les bobineuses, une fine pellicule de lubrifiant est appliquée après l'émaillage. Le lubrifiant alors utilisé est de la cire de paraffine ou d'abeille dissoute (dilution de 0,5 à 1,0% dans de l'essence minérale légère) ou sous forme de fil imprégné. Comme l'illustre l'exemple suivant, la quantité de paraffine employée est minime : Pour un fil émaillé d'une longueur de 1km et d'un diamètre de 0,50 mm est utilisé 40 mg de paraffine (40 millièmes de grammes), ce qui représente 22 mg de paraffine sur un 1 kg de ce même fil. Les dernières évolutions du secteur chimique portent sur des lubrifiants "intégrés" au vernis.

  Grade 1, Grade 2, Grade 3

  Graduation de l'épaisseur standard de la couche de vernis appliquée sur les fils de cuivre selon l'augmentation minimale de l'isolation de la couche émaillée ainsi que la valeur maximale du diamètre extérieur du fil émaillé. Les fils du grade 1 sont recouverts par la couche de vernis la plus fine, ceux du grade 3 par la couche la plus épaisse. Le grade 2 commence là où le grade1 s'arrête, le grade 3 là où le grade 2 s'arrête. Les fils de grade 3 sont tout particulièrement utilisés dans les domaines d'application requérant une fiabilité élevée (par ex. sur des éoliennes) ou afin d'éviter une décharge partielle sur les moteurs alimentés par des convertisseurs de fréquences rotatifs. Tôt ou tard seront également produits des fils émaillés de degré 4 et 5. Cependant, il faut actuellement encore faire face au manque de disponibilité du fil émaillé requis.

  Indicateur de défauts d'isolation par haute tension

  Calculée principalement tout au long du processus de production, cette mesure indique le nombre de défauts d'isolation sur une longueur de fil émaillé déterminée. Le calcul s'effectue en appliquant une tension électrique sur des bobines rotatives sur lesquelles est monté le fil émaillé à tester. Entre la bobine et le fil nu mis en terre est généré un champ électrique entraînant la production d'un flux de courant dans le domaine qA aux points déficients, évènement qui signalise alors un défaut d'isolation.

  Condensat

  De faible poids moléculaire, les éléments solides contenus dans le vernis sont évacués hors de la couche vernis lors de l'évaporation des solvants et se déposent sous forme de substance goudronneuses sur les zones plus froides de la machine à émaillé (refroidisseur de câbles, entrée du four, cheminée). Un contact du fil émaillé avec ces condensats entraîne l'apparition de défauts de surface à l'origine de réclamations souvent désagréables.

  Principe des cônes

  Le principe des cônes consiste dans la disposition de plusieurs tambours de tréfilage de diamètres différents sur un arbre afin d'atteindre des vitesses différentes et croissantes.

  Cuivre

  Symbole Cu (lat. cuprum). Poids spécifique : 8,93g/cm3. Conductibilité électrique : 58,5m/Ù mm². Présence estimée dans la croûte terrestre : env. 50 kg / 1000 tonnes. En raison de sa conductibilité électrique proche de celle de l'argent, le cuivre est le matériau conducteur le plus répandu en électrotechnique. Consommation annuelle mondiale pour la production de fils : 10 millions de tonnes. Consommation totale : env. 16 millions de tonnes. Recyclable à env. 40%.

  Standardisation des fils émaillés

  Les exigences portant sur les propriétés des différents types de fil de cuivre émaillé ainsi que les conditions de test requises sont élaborées par la CEI (CommissionInternationale Électrotechnique) et validées par le Comité Européen de NormalisationÉlectrotechnique (CENELEC). Les exigences intègrent la série de normes DIN EN 60317 et les méthodes de test la série DIN EN 60851. DIN est le sigle pour "Deutsche Industrie Normung" (Normes techniques de l'industrie allemande) et EN celui de "Europanorm" (Normes européennes). Ces standards sont des versions harmonisées des anciens standards européens nationaux.

  Adhérence de la pellicule de vernis

  Degré d'adhérence de la couche de vernis sur le fil nu en cuivre lors de la fabrication de fils émaillés. Il est possible de le déterminer en testant un bobinage hélicoïdal ou en effectuant le test du "nœud coulant" avec l'essai de déchirement. Au cours du test de l'hélice de bobinage, le fil émaillé est enroulé sur un mandrin de telle façon que l'extension des fibres extérieures atteigne 60%. Le bobinage hélicoïdal ainsi obtenu est ensuite examiné au microscope afin que soit détectée l'éventuelle présence de fissures. Destiné à déterminer l'allongement à la rupture, le test de déchirement repose sur l'examen du point de déchirure ; il est alors observé à quel point la pellicule de vernis a coulissé, ou en d'autres termes à quel point le cuivre nu dépasse de la gaine de vernis d'isolation. En cas de très mauvaise adhérence, la couche de vernis peut être retirée du fil nu comme une paille.

  Conductibilité

  Mesure de la capacité d'un conducteur électrique à conduire du courant. Il s'agit de lavaleur réciproque à la résistance spécifique. La conductibilité du cuivre est de 58,5 m/Ù mm² : un fil de cuivre d'une longueur de 58,5 m et d'une section de 1mm (-1,12 mm de diamètre) a une résistance de 1Ù.

  Fil émaillé à couche de finition

  Fil émaillé à deux pellicules dont la couche isolante est constituée de deux couches distinctes superposées. Le fil émaillé à couche de finition le plus répandu possède une couche de base (basecoat) en polyesterimide et une couche de finition (topcoat) en polyamideimide (notre produit SH Therm 210).

  Traces de broutage

  Marques récurrentes et déplaisantes apparaissant à la surface du fil nu causées par les vibrations que le fil subies lors du tréfilage. Leur apparition s'explique principalement par un paramétrage de tréfilage incorrect comme un enroulement excessif sur le tambour de tréfilage, un glissement trop important (tréfilage discontinu) ou encore une lubrification insuffisante. Les "pattes de mouche" sont des traces de broutage apparaissant avant tout lorsque le lubrifiant est déficient sur un côté (par exemple le fil sort de la filière). En cas de traces de broutage très marquées, les fils nus sont dits "ondulés".

  Limite élastique

  Décrit la force à appliquer afin qu'apparaisse une déformation permanente, c'est à dire une déformation dans laquelle le matériau passe de l'état élastique à l'état plastique. La limite élastique du cuivre recuit est de 120-160 N/mm² et dépend des dimensions de l'objet.

  Le principe tandem

  Si des tambours de tréfilage d'un même diamètre sont alignés les uns derrière les autres sur un banc de tréfilerie, la disposition est dite en tandem (en opposition au principe des cônes). Exemples : les bancs à fils forts de type M85 et les installations intégrées en ligne de tréfilage/émaillage pour la production HE. Afin d'atteindre l'allongement du fil correspondant, les tambours sont mis en rotation à vitesses différentes.

  Tangente delta

  Facteur de dissipation diélectrique : seuls les systèmes d'isolation idéals ne présentent aucunes pertes ohmiques (pertes d'efficacité). Les vernis d'isolation accusent une perte diélectrique certes minime, mais décelable (de manière similaire aux condensateurs). En ce qui les concerne, il s'agit avant tout de pertes dipolaires par friction. Si un courant alternatif est appliqué sur une couche de vernis, les dipôles de la structure moléculaire commencent à vibrer et rencontrent une résistance à laquelle ils se frottent tout en produisant de la chaleur. Ces pertes par friction dépendent en grande partie du degré de cuisson de la couche de vernis ainsi que de sa structure chimique. Réalisé avec des appareils de contrôle spécifique, le test permet de déterminer lespertes diélectriques en fonction de la température. À partir d'une certaine température, la structure moléculaire est tellement relâchée qu'une augmentation nette du mouvement dipolaire est à remarquer, se traduisant par une forte hausse du facteur de dissipation (le point d'inflexion tangente delta). Plus le degré de cuisson est élevé, plus le point d'inflexion atteint des températures élevées. Ainsi, le test tangente delta est particulièrement approprié pour déterminer rapidement le degré de cuisson d'une isolation au vernis. Les caractéristiques du fil de cuivre émaillé étant largement influencées par le degré de cuisson, ces tests permettent également de tirer des conclusions sur les performances d'un fil.

  Imprégnation des bobinages

  Les bobines (par ex. dans les moteurs ou les transformateurs) sont souvent imprégnées de vernis ou de résine afin d'augmenter leur durabilité. Les deux procédés les plus courants aujourd'hui sont l'imprégnation par trempage et l'imprégnation au goutte-à-goutte. Les objectifs de l'imprégnation sont les suivants : 1. la protection mécanique par le durcissement et le collage des composants d'un bobinage, en particulier des enroulements des fils émaillés entre eux ou avec d'autres isolants. 2. la protection contre la corrosion en empêchant la pénétration de l'humidité, de la poussière, des salissures et des substances chimiques agressives ; 3. la protection thermique grâce à l'amélioration de la conduction de la température. Grâce à l'agent d'imprégnation, la chaleur naissant dans le conducteur peut être mieux libérée vers l'environnement ou vers l'empilage de tôles. L'imprégnation par trempage Les pièces à imprégner sont trempées dans l'agent imprégnateur. Ce processus est souvent réalisé sous vide afin d'éviter l'apparition de bulles d'air. Une fois l'imprégnation effectuée, l'agent d'imprégnation est séché et durci dans une étuve. Ce procédé est particulièrement appliqué pour les gros bobinages. Aujourd'hui, les technologies modernes utilisent souvent le procédé électrique par rayons ultraviolets lors de l'imprégnation par trempage : générée par un courant électrique, la chaleur est utilisée pour réchauffer le bobinage avant trempage (l'absorption de l'imprégnateur est améliorée) et pour durcir l'agent d'imprégnation après trempage. Une lumière UV est utilisée pour favoriser le durcissement des zones extérieures les plus froides. Imprégnation au goutte-à-goutte Contrairement à l'imprégnation par trempage, l'imprégnation au goutte-à-goutte consiste à faire couler au goutte-à-goutte la résine d'imprégnation (généralement de la résine polyester non saturée) sur le bobinage préchauffé en rotation sur lui-même. Sous l'effet de l'action capillaire, la résine est aspirée dans la bobine. Une fois le processus terminé, les conducteurs de la bobine sont mis sous tension afin que la résine durcisse. Si le procédé est renouvelé, le durcissement par effet Joule est complété par l'action de rayons UV. L'application au goutte-à-goutte est utilisée avant tout pour les petits bobinages.

  Croisement

  Afin de pouvoir transmettre la force d'étirement en cours de tréfilage, le fil est enroulé à plusieurs reprises sur les tambours. Si le fil se superpose, on parle de "croisement". Un croisement entraîne au minimum la dégradation mécanique du fil mais conduit en général à sa rupture (causes possibles : enroulement excessif, glissement trop important, mauvaise lubrification due à l'émulsion, tambour de tréfilage usé).

  Viscosité

  Également dureté d'une substance. Résistance d'une substance aux déformations. Plus une substance est dure, plus sa viscosité est élevée. Propriété importante des vernis pour fil. Déterminée à l'aide d'une coupe DIN, elle correspond au temps d'écoulement d'une quantité définie de liquide à travers un conduit normalisé (la coupe DIN : un récipient de 100 ml équipé d'un conduit de 4mm). Pour les fils émaillés avec un diamètre de 0,50 à 1,25mm, le temps normal d'écoulement du vernis est de 120 s. Il est plus court pour les fils plus fins et plus long pour les fils plus épais.

  vxd

  Il s'agit du produit de la vitesse du revêtement en m/min et du diamètre nominal du fil vernis en mm. Cette valeur permet de mesurer les performances d'une machine à émailler dans le secteur des fils de cuivre émaillés. Plus le vxd est élevé, plus une machine est performante. Exemple : Pour une vitesse de revêtement de 120m/min et un diamètre de 0,5 mm, le facteur de performance sera vxd=120x0,50=60 Le vxd d'une machine est presque indépendant du diamètre du fil. Lorsque le vxd est connu, il est possible de calculer la vitesse de revêtement pour toute dimension. Pour poursuivre notre exemple, la vitesse de revêtement pour un diamètre de 0,30 mm serait vxd/d =60/0,30 = 200m/min.

  Pression thermique

  La température de ramollissement indique la résistance thermique sous contrainte. Si le chauffage est constant et si une tension électrique existe entre eux, la pression thermique détermine la température à laquelle sont court-circuités deux fils émaillés dont le croisement subit une charge (le point d'intersection ramollit sous l'effet de la pression et de la température).

  Choc thermique

  Permet de tester l'adhérence de la couche de vernis sur le cuivre lorsque le fil est exposé à une charge thermique. Une spirale constituée en enroulant le fil de cuivre émaillé à tester sur un mandrin est soumise à haute température dans une étuve pour une durée déterminée, puis examinée au microscope afin de pouvoir détecter d'éventuelles micro - fissures.

  Résistance à la traction

  Mesure de la résistance d'un matériau aux contraintes de traction. Elle indique la force à appliquer afin de rompre un échantillon présentant une section déterminée et se réfère à la section initiale du produit à tester. La résistance à la traction du cuivre écroui varie entre 450 et 480 N/mm2, celle du cuivre recuit entre environ 200 et 270 N/mm2.

Lexique câbles

• Vous trouverez ici des terminologies spécifiques du domaine des des câbles de connection et des cordons.

  Charge d'incendie

  La charge d'incendie est la quantité d'énergie pouvant être libérée en cours decombustion. La charge d'incendie des câbles se calcule à partir de la valeurcalorifique et de la quantité de matières premières combustibles utilisées. Elle constitue un des indicateurs essentiels permettant de déterminer l'équipementde sécurité à mettre en place (pour mesurer par ex. les installations de gicleursd'incendie et la composition des porte-câbles).

  Retardateur de combustion (auto-extinction)

  Bien qu'inflammables, les câbles retardateurs de combustion empêcheront lapropagation du feu s'ils sont enflammés individuellement et s'éteindront d'eux¬mêmes aussitôt la flamme écartée. Il est cependant impossible de stopper l'inflammation de faisceaux de câbles verticaux, comme ceux situés dans les chemins de câbles montants (effet de cheminée). Afin de réduire tout risque, le câble utilisé doit également être "non propagateur de flamme".

  Gaz toxiques

  Toute combustion entraîne inévitablement le dégagement de quantités infimes de gaz toxiques (par ex. CO et CO2). Il est essentiel que les gaz de combustionne contiennent aucun composant hydracide (HCI, HF, HBr) ni aucun gaz à haute toxicité (phosgène, HCN). Il en est de même pour le soufre et l'oxyded'azote. La toxicité d'un gaz est généralement définie par le taux de mortalitéL50. À cet égard, les normes de références sont : NES 02-713 3ème partie (Standard ingénierie navale). L'ensemble de tous leséléments toxiques d'un matériau basé sur un taux de mortalité de L50 après 30minutes d'effet. Évaluation à l'aide d'un indice adimensionnel (plus l'indice est bas, plus les résultats sont bons). La norme française NF C20-454, combustiond'un matériau échantillon. Aucun dommage biologique après 30 minutes.

  Absence d'halogène

  Les éléments halogènes sont les éléments appartenant augroupe 7 de la classification périodique des éléments : le chlore (Cl), le fluore (F), le brome (Br) et l'iode (I). Les torons sans halogène ne contiennent aucune trace de ceséléments. Ces derniers sont appelés "halogènes" car ils formentdu sel en addition à un alcène ("hals" = "sel" en grec). Associé au sodium, le chlore donne naissance au sel de cuisine (NaCI). Les halogènes forment une catégorie de plusieurs acides : HCI = chlorure d'hydrogène - HF = fluorure d'hydrogène - HBr = bromure d'hydrogène La matière synthétique halogénée la plus répandue est le PVC (polychlorure de vinyle). En cas d'incendie ou de forte chargethermique, le PVC se décompose. Outre divers produits dedédoublements est libéré du chlorure d'hydrogène qui entraîne une corrosion extrêmement agressive. C'est pourquoi il estaujourd'hui courant de remplacer les matières synthétiqueshalogénées par des matières synthétiques sans halogène. Le PVC est par exemple remplacé à grande échelle par despolyoléfines tel le polyéthylène. L'utilisation de câbles sanshalogène permet d'empêcher la formation de gaz corrosifs et toxiques.

  Intégrité des circuits

  La mesure d'intégrité des circuits indique combien de temps un câble nonprotégé conserve son pouvoir isolant (aucun court-circuit n'apparaît entre lesconducteurs) lorsqu'il est exposé au feu sous certaines conditions. Selon la norme IEC 60331, un câble doit pouvoir être exposé pendant trois heures enposition horizontale à une température d'env. 800 °C sans qu'aucun court-circuit ne se produise. L'intégrité des circuits correspond à la valeur FE (par ex. FE 180 = niveau de maintien d'isolation de 180 minutes).

  Gaz corrosifs

  Associés à l'humidité, les gaz à effet corrosif donnent naissance à des acides agressifs attaquant les pièces métalliques et y causant des dommages importants – et ce même si les dégradations directement liées au feu ne sontque minimes. Cette réaction concerne également les lieux n'ayant pas directement subil'incendie. Les contacts électriques, les éléments et appareils électroniques, les machines et les constructions métalliques sont particulièrement exposés à cedanger qui peut même toucher le fer d'armature noyé dans du béton.

  La densité du gaz de combustion

  L'apparition de fumée a plusieurs conséquences désagréables. De par laréduction de la visibilité qu'elle provoque, elle entrave la fuite des victimes del'incendie se trouvant dans une pièce fermée et gêne l'application des mesures d'extinction et de sauvetage. Elle peut en outre causer des intoxications par lafumée (monoxyde de carbone). Le PVC est plutôt en très mauvaise position ence qui concerne la formation de gaz de combustion.

  Indice d'oxygène LOI

  LOI = Limiting Oxygen Index (Indice limite d'oxygène). Selon la norme ISO4589, le LOI correspond à la plus petite concentration d'oxygène enpourcentage volumique permettant encore la combustion de plastique en association avec l'azote : LOI 23 = combustible LOI 24-28 = combustible sous conditions LOI 29-35 = retardateur de combustion LOI > 36 = particulièrement retardateur de combustion LOI env. 45 = valeur maximale pour les matières sans halogène.

  Indice de température conforme à la norme IEC 60216/VDE 0304, partie 21

  L'indice de température décrit le comportement à long terme d'une matièresynthétique. Il définit la température de vieillissement (en °C) à laquelle le matériau a encore un allongement à la rupture absolu de 50 % après 20 000heures. Une hausse de 10°C de l'index de température doubleapproximativement la longévité d'une matière synthétique. Afin de déterminer la résistance à long terme d'un isolant à la température, lestemps de vieillissement mesurés à différentes températures sont répertoriés sur un diagramme d'Arrhenius (ordonnées : temps log ; abscisses : températureabsolue réciproque). Les points répertoriés sont alors reliés par une droite. Leprolongement de cette droite jusque l'axe des 20 000 heures, permet de déterminer la longévité ou l'indice de température.

  Matériaux d'isolation thermoplastiques

  Les matières synthétiques thermoplastiques sont constituées demacromolécules dont la structure peut être tant désordonnée (amorphe)qu'ordonnée (cristalline). Le température de transition de la phase amorphe (tg = température de vitrification) limite l'utilisation en milieu froid, la température detransition de la phase cristalline (tm = température de fusion) limite l'utilisationen milieu chaud. Lorsque la température de fusion est dépassée, la phase cristalline disparaît, les molécules filiformes se mettent en mouvement et lematériau commence à couler. Il est alors possible de traiter le polymère de manière thermoplastique.

  Infusibles (VDE 0472, partie 615)

  Grâce à la ramification des chaînes des faisceaux d'électrons, les câbles résistants à la chaleur conservent leurs propriétés mécaniques et sont infusibles – et ce même à hautes températures (> 100 °C). Les matériaux à chaînes ramifiés ne gouttent pas et garantissent ainsi une sécurité de fonctionnement etune protection élevée contre les court - circuits.

  Matériaux d'isolation à chaînes ramifiées

  La ramification entraîne la liaison chimique des molécules filiformes (en phaseamorphe), provoquant ainsi l'apparition d'un réseau tridimensionnel. Les molécules filiformes ne peuvent plus circuler librement, et ce indépendamment de la température. Lorsque la température de fusion est dépassée, le matériau ne coule plus mais entre dans un état élastique caoutchouteux. Les matériaux d'isolation à chaînes ramifiées possèdent les avantages suivants : -résistance à la pression thermique et à la traction accrue,-sécurité en cas de court - circuits grâce à une stabilité dimensionnelle à la chaleur, -résistance aux agents chimiques accrue,-infusibles, résistance à l'action du fer à souder, -résistance aux chocs et aux craquelures accrue,-résistance à l'abrasion accrue et meilleure stabilité aux intempéries.