Cable eléctrico de media o alta tensión.

Cable eléctrico (1) que comprende un conductor eléctrico (2), una primera capa (3) semiconductora que rodea el conductor eléctrico (2), una segunda capa (4) eléctricamente aislante, que rodea la primera capa (3) y una tercera capa (5) semiconductora que rodea la segunda capa (4), al menos una de estas tres capas (3, 4, 5) es una capa reticulada obtenida a partir de una composición reticulable que comprende al menos una poliolefina, y un peróxido alifático como agente de reticulación caracterizado por que la composición reticulable comprende además un compuesto aromático que comprende al menos un núcleo aromático y una única función reactiva adecuada para injertarse a la poliolefna

Cable eléctrico de media o alta tensión

La presente invención se refiere a un cable eléctrico. Se aplica típicamente, pero no exclusivamente, a los ámbitos de los cables de energía de media tensión (en particular de 6 a 45-60 kV) o de alta tensión (en particular superior a 60 kV, y que puede ir hasta 800 kV), ya sea de corriente continua o alternativa.

Los cables de energía de media y alta tensión comprenden típicamente un conductor eléctrico central y, sucesiva y coaxialmente alrededor de este conductor eléctrico, una capa interna semiconductora, una capa intermedia eléctricamente aislante, una capa externa semiconductora, siendo estas tres capas reticuladas por unas técnicas bien conocidas por el experto en la materia.

Clásicamente, estas tres capas reticuladas son obtenidas a partir de una composición a base de una matriz polimérica de polietileno asociada a un peróxido orgánico de tipo peróxido de dicumilo o peróxido de terc-butilcumilo (es decir peróxido cumílico). Durante la reticulación de dichas composiciones, este tipo de peróxido se descompone y forma unos subproductos de reticulación tales como particularmente metano, acetofenona, alcohol cumílico, acetona, tertiobutanol, alfa-metilestireno y/o agua. Estos dos últimos subproductos se forman mediante la reacción de deshidratación del alcohol cumílico.

La formación de agua a partir de alcohol cumílico es relativamente lenta y puede producirse después de varios meses, incluso algunos años, una vez que el cable está en configuración operacional. El riesgo de ruptura de las capas reticuladas aumenta así de manera significativa.

Además, si el metano formado durante la etapa de reticulación no es evacuado de las capas reticuladas, no se deben ignorar unos riesgos relacionados con la explosividad del metano y su capacidad para incendiarse. Este gas puede también ocasionar daños una vez que el cable se pone en funcionamiento. Cuando la capa externa semiconductora está rodeada por una pantalla metálica, lo cual es generalmente el caso en la estructura de los cables de media y alta tensión, esta puede sólo difundirse longitudinalmente a lo largo del cable hasta las uniones y las terminaciones de la instalación eléctrica (por ejemplo, accesorios de energía). El metano puede por lo tanto acumularse y ejercer una presión sobre los accesorios de energía, lo que puede provocar una ruptura eléctrica. Incluso si existen soluciones para limitar la presencia de metano dentro del cable, tales como por ejemplo tratar el cable térmicamente a fin de acelerar la difusión de metano fuera del cable, se vuelven largas y costosas cuando el grosor de las capas reticuladas es importante.

El documento US 5 252 676 presenta una solución para limitar los subproductos de reticulación que provienen de los agentes de reticulación, en los cables eléctricos de energía. Para ello, recomienda la disminución de la cantidad de agente de reticulación a fin de que la cantidad de gas y de agua liberada durante la descomposición del agente de reticulación no sea demasiado elevada, sin dejar de utilizar el peróxido de terc-butil-cumilo (IPC) como agente de reticulación en la fabricación de las tres capas reticuladas. Sin embargo, la cantidad de agua sigue siendo sustancialmente importante, y una disminución demasiado alta de la cantidad de peróxido tiende a degradar las propiedades termomecánicas de las capas reticuladas.

Se puede citar igualmente el documento US 6 586 509 que propone una solución para limitar los subproductos de reticulación mezclando una poliolefina y su agente de reticulación de tipo peróxido de dicumilo, un antioxidante a base de tioéter.

El objetivo de la presente invención es paliar los inconvenientes de las técnicas anteriores proponiendo un cable eléctrico de media o alta tensión, que comprende una capa reticulada cuya fabricación limita de manera significativa la presencia de subproductos de reticulación, como por ejemplo el metano y/o el agua, garantizando al mismo tiempo unas propiedades termomecánicas óptimas, tales como la deformación en caliente, características de la buena reticulación de dicha capa.

La presente invención tiene como primer objeto un cable eléctrico que comprende un conductor eléctrico, una primera capa semiconductora que rodea el conductor eléctrico, una segunda capa eléctricamente aislante, que rodea la primera capa, y una tercera capa semiconductora que rodea la segunda capa, caracterizado por que al menos una de estas tres capas es una capa reticulada obtenida a partir de una composición reticulable que comprende al menos una poliolefina, y un peróxido alifático como agente de reticulación, caracterizado por que la composición reticulable comprende además un compuesto aromático que comprende al menos un núcleo aromático y una única función reactiva adecuada para injertarse a la poliolefina.

Preferentemente, la composición reticulable según el primer objeto de la invención puede comprender además al menos un coagente de reticulación que comprende al menos dos funciones reactivas, idénticas o diferentes, que son adecuadas por un lado para injertarse a la poliolefina y, por otro lado para participar en la reticulación de la poliolefina. De manera particularmente preferida, una de estas dos funciones reactivas puede ser una función vindica de tipo CH2 = CH-.

La presente invención tiene como segundo objeto un cable eléctrico que comprende un conductor eléctrico, una primera capa semiconductora que rodea el conductor eléctrico, una segunda capa eléctricamente aislante, que rodea la primera capa, y una tercera capa semiconductora que rodea la segunda capa, al menos una de estas tres capas es una capa reticulada obtenida a partir de una composición reticulable que comprende al menos una poliolefina, y un peróxido alifático como agente de reticulación, caracterizado por que la composición reticulable comprende además al menos un coagente de reticulación que comprende al menos dos funciones reactivas, idénticas o diferentes, que son adecuadas por un lado para injertarse a la poliolefina y, por otro lado para participar en la reticulación de la poliolefina, siendo una de estas dos funciones reactivas una función vinílica de tipo CH2 = CH-.

Preferentemente, la composición reticulable según el segundo objeto de la invención puede comprender además un compuesto aromático que comprende al menos un núcleo aromático y una única función reactiva adecuada para injertarse a la poliolefina.

El agente de reticulación de la invención tiene como ventaja no formar alcohol cumílico como subproducto de reticulación durante la reticulación de la composición reticulable, y así permite limitar significativamente la presencia de agua dentro de la capa reticulada, conservando al mismo tiempo muy buenas propiedades termomecánicas. Las propiedades termomecánicas para la capa reticulada según la invención pueden ventajosamente dar como resultado un alargamiento máximo en caliente bajo tensión según la norma NF EN 60811-2-1 de como máximo el 100%, preferentemente de como máximo el 80%, y de manera particularmente preferida del 60 al 80%.

Además, durante la descomposición del peróxido alifático, la cantidad de metano formada es menos importante que la formada durante la descomposición de peróxido cumílico: la presencia de metano en los subproductos de reticulación se encuentran por lo tanto ventajosamente disminuida. Con propiedades termomecánicas sustancialmente idénticas, la cantidad de peróxido alifático necesario es menos importante que la cantidad de peróxido cumílico.

El peróxido alifático de la invención es un peróxido que no comprende ningún grupo aromático. El peróxido alifático puede ser en particular un peróxido alifático que comprende al menos un grupo alquilo terciario.

Entre los peróxidos alifáticos de la invención, se pueden citar:

- los peroxicarbonatos alifáticos, tales como por ejemplo el terc-amiloperoxi-2-etilhexil-carbonato, el terc-amiloperoxi- 2-etilhexil-carbonato, el terc-butilperoxi-isopropil-carbonato;

- los peróxidos alifáticos de dialquil terciario, tales como por ejemplo el 1,1-di(terc-butilperoxi)ciclohexano, 2,5- dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)-3-hexino, 2,5-dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)-3-hexano, el di-terc-amilperóxido, el di-terc- butilperóxido, los peróxidos cíclicos tales como el 3,6,9-trietil-3,6,9-trimetil-1,4,7-triperoxonano;

- los peroxiacetales alifáticos, tales como por ejemplo el butil 4,4-di(terc-butilperoxi)valerato; y

- los peroxiésteres alifáticos, tales como por ejemplo el terc-butil peroxiacetato, el terc-amilperoxiacetato.

Entre los peróxidos citados, se prefieren utilizar los peróxidos alifáticos... [Seguir leyendo]

1. Cable eléctrico (1) que comprende un conductor eléctrico (2), una primera capa (3) semiconductora que rodea el conductor eléctrico (2), una segunda capa (4) eléctricamente aislante, que rodea la primera capa (3) y una tercera capa (5) semiconductora que rodea la segunda capa (4), al menos una de estas tres capas (3, 4, 5) es una capa reticulada obtenida a partir de una composición reticulable que comprende al menos una poliolefina, y un peróxido alifático como agente de reticulación caracterizado por que la composición reticulable comprende además un compuesto aromático que comprende al menos un núcleo aromático y una única función reactiva adecuada para injertarse a la poliolefna.

2. Cable según la reivindicación 1, caracterizado por que la composición reticulable comprende además al menos un coagente de reticulación que comprende al menos dos funciones reactivas, idénticas o diferentes, que son adecuadas por un lado para injertarse a la poliolefina y, por otro lado para participar en la reticulación de la poliolefina.

3. Cable según la reivindicación 2, caracterizado por que una de estas dos funciones reactivas es una función vinílica de tipo CH2 = CH-.

4. Cable eléctrico (1) que comprende un conductor eléctrico (2), una primera capa (3) semiconductora que rodea el conductor eléctrico (2), una segunda capa (4) eléctricamente aislante, que rodea la primera capa (3) y una tercera capa (5) semiconductora que rodea la segunda capa (4), al menos una de estas tres capas (3, 4, 5) es una capa reticulada obtenida a partir de una composición reticulable que comprende al menos una poliolefina, y un peróxido alifático como agente de reticulación, caracterizado por que la composición reticulable comprende además al menos un coagente de reticulación que comprende al menos dos funciones reactivas, idénticas o diferentes, que son adecuadas por un lado para injertarse a la poliolefina y, por otro lado para participar en la reticulación de la poliolefina, siendo una de estas dos funciones reactivas una función vinílica de tipo CH2 = CH-.

5. Cable según la reivindicación 4, caracterizado por que la composición reticulable comprende además un compuesto aromático que comprende al menos un núcleo aromático y una única función reactiva adecuada para injertarse a la poliolefina.

6. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el peróxido alifático se selecciona entre los peroxicarbonatos alifáticos, los peróxidos alifáticos de dialquilo terciario, los peroxiacetales alifáticos, y los peroxiésteres alifáticos, o una de sus mezclas.

7. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la poliolefina es un polímero de etileno.

8. Cable según la reivindicación 7, caracterizado por que el polímero de etileno es un polietileno de baja densidad (LDPE).

9. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la composición reticulable comprende más de 50,0 partes en peso de poliolefina por 100 partes en peso de polímero en la composición.

10. Cable según la reivindicación 2, 3 ó 4, caracterizado por que las, al menos, dos funciones reactivas del coagente son unas funciones vinílicas de tipo CH2 = CH-.

11. Cable según la reivindicación 1 ó 5, caracterizado por que la única función reactiva del compuesto aromático es una función vinílica.

12. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la capa reticulada es la capa eléctricamente aislante.

13. Cable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las tres capas del cable son unas capas reticuladas.