CABLE ELECTRICO DE ALTA TENSION.

Cable eléctrico (1) que comprende un elemento conductor (2), una capa eléctricamente aislante (4) que rodea al citado elemento conductor (2),

habiendo sido obtenida la citada capa eléctricamente aislante (4) a partir de una mezcla que comprende un polietileno y un copolímero de estireno, caracterizado porque el polietileno es un polietileno plurimodal

Cable eléctrico de alta tensión.

La presente invención se refiere a un cable eléctrico que comprende una capa de aislante eléctrico a base de polietileno y de un copolímero de estireno.

La invención se aplica normalmente, pero no exclusivamente, a los campos de los cables de energía de alta o muy alta tensión, de corriente continua (HVDC) y a los cables de energía de alta o muy alta tensión de corriente alterna (HVAC).

Estos cables son típicamente cables de 60 a 600 kV.

El documento FR 2 805 656 describe un cable eléctrico de alta o muy alta tensión, de corriente continua.

El cable de energía de alta o muya alta tensión y corriente continua (HVDC) comprende un elemento conductor central y, sucesiva y axialmente alrededor de este elemento conductor, una pantalla semiconductora interna, una capa eléctricamente aislante extrudida, una pantalla semiconductora externa, una pantalla metálica de protección y una funda o vaina exterior de protección.

La capa eléctricamente aislante extrudida está realizada a partir de una mezcla que comprende un polietileno y un copolímero de estireno, estando la tasa másica de estireno comprendida entre 11 y 18% en la citada mezcla.

Sin embargo, durante la extrusión de la citada mezcla alrededor del elemento conductor, la capa eléctricamente aislante así formada presenta un espesor no homogéneo, y por tanto un aspecto de superficie sensiblemente no cilíndrica.

En consecuencia, las propiedades dieléctricas de la capa eléctricamente aislante se encuentran afectadas y no son idénticas en todo el espesor de la citada capa.

La invención se propone resolver los problemas de la técnica anterior proponiendo un cable eléctrico que comprende una capa eléctricamente aislante, a base de polietileno y de un copolímero de estireno, que tiene propiedades dieléctricas homogéneas y óptimas en todo su espesor.

A este fin, la invención tiene por objeto un cable eléctrico que comprende un elemento conductor, una capa eléctricamente aislante, de preferencia extrudida, que rodea al citado conductor, siendo obtenida la citada capa aislante a partir de una mezcla que comprende un polietileno y un copolímero de estireno, caracterizado porque el polietileno es un polietileno plurimodal.

Gracias a la invención, se optimizan de manera sorprendente las propiedades eléctricas de la capa eléctricamente aislante. En efecto, la cantidad de cargas eléctricas presentes en la citada capa (o cargas de espacio), particularmente la cantidad de cargas eléctricas atrapadas en la citada capa, se reducen al mínimo de manera significativa en presencia de alta o muy alta tensión de corriente continua, lo que disminuye considerablemente los riesgos de que se perfore el cable eléctrico.

Se entenderá por "polietileno plurimodal" una mezcla de al menos dos fracciones de polietileno producidas bajo condiciones de polimerización diferentes, que dan lugar a pesos moleculares diferentes para cada fracción.

Cuando el polietileno plurimodal no comprende más que dos fracciones de polietilenos de pesos moleculares diferentes, de habla de polietileno bimodal.

La naturaleza química de las citadas fracciones de diferentes pesos moleculares puede ser idéntica, a saber, las fracciones de polietilenos pueden ser por ejemplo únicamente fracciones de copolímeros de etileno o únicamente fracciones de homopolímeros de etileno.

La naturaleza química de estas fracciones puede igualmente se diferente. De ese modo, una o varias fracciones pueden consistir en un copolímero de etileno, mientras que una o más de otras fracciones pueden consistir en un homopolímero de etileno.

De preferencia, la capa eléctricamente aislante no está reticulada y permite de ese modo evitar la presencia de subproductos de reticulación que conducen al aumento de la densidad de cargas de espacio.

En un modo de realización particularmente preferido, la tasa másica de estireno es como sumo de 10% en la citada mezcla, de preferencia a lo sumo 9% en la citada mezcla, y, más preferiblemente, a lo sumo 8% en la citada mezcla.

Ventajosamente, el límite superior permite obtener propiedades dieléctricas notables y homogéneas en todo es espesor de la capa aislante, al tiempo que se mantienen buenas propiedades mecánicas.

Este límite máximo permite igualmente garantizar un espesor constante óptimo de la capa eléctricamente aislante alrededor del elemento conductor, particularmente para espesores superiores a 10 mm.

En otro modo de realización, la tasa másica de estireno es de al menos el 4% en la mezcla, con el fin de tener un flujo satisfactorio de cargas eléctricas en la capa eléctricamente aislante.

El polietileno utilizado en la mezcla según la presente invención es de preferencia un polietileno bimodal.

Además, el polietileno puede ser un polietileno de media o elevada densidad, lo que permite al cable eléctrico según la presente invención, particularmente un cable de energía de alta o de muy alta tensión de corriente continua, poder funcionar de manera óptima a temperaturas que alcanzan 80ºC.

El copolímero de estireno en la mezcla según la presente invención es elegido de preferencia entre los copolímeros de estireno y butadieno y de estireno e isopreno y, más particularmente, puede ser un copolímero de triple secuencia hidrogenado.

En un modo de realización particular, la capa aislante del cable eléctrico según la presente invención tiene un espesor de al menos 10 mm.

Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán a la luz de la descripción de un ejemplo no limitativo de un cable eléctrico según la invención, dada con referencia a la figura 1, que representa una vista esquemática en perspectiva de un cable eléctrico según un modo de realización preferido de acuerdo con la invención.

Por razones de claridad, sólo han sido representados de manera esquemática los elementos esenciales para la comprensión de la invención, y ello sin considerar la escala.

El cable de energía 1, de alta o muy alta tensión y de corriente continua, ilustrado en la figura 1, comprende un elemento conductor central 2 y, sucesiva y coaxialmente alrededor de este elemento, una pantalla semiconductora interna 3, una capa eléctricamente aislante 4, una pantalla semiconductora externa 5, una pantalla metálica 6 de protección y una vaina o funda exterior 7 de protección.

La presencia de las pantallas 3, 5 y 6 y de la funda exterior 7 de protección es preferente. La capa eléctricamente aislante 4 está realizada de acuerdo con la presente invención.

Esta capa eléctricamente aislante 4 está normalmente extrudida alrededor del elemento conductor 2.

La estructura de protección, que comprende la pantalla metálica 6 y la funda exterior 7 de protección, puede comprender igualmente otros elementos de protección, tales como particularmente una banda de protección, no representada, que se hincha en presencia de agua y semiconductora, interpuesta de preferencia entre la pantalla semiconductora externa y la pantalla metálica de protección, una armadura metálica de hilos de acero situada de preferencia alrededor de la funda exterior 7 de protección, o hilos de polipropileno situados de preferencia alrededor de la funda exterior 7 de protección.

En cuanto a la estructura de protección de este cable, la misma es del tipo conocido y está fuera del marco de la presente invención.

Según el ejemplo ilustrado en la figura 1, la capa eléctricamente aislante 4 del cable eléctrico 1 es no reticulada y se obtiene a partir de una mezcla de un polietileno plurimodal y de un copolímero de estireno de triple secuencia, hidrogenado, siendo la tasa másica de estireno como máximo el 10% en la citada mezcla.

Además, la mezcla puede comprender un antioxidante para limitar la degradación de la citada mezcla durante su puesta en práctica en una máquina de extrusión, por ejemplo.

Con el fin de mostrar las ventajas obtenidas con las mezclas según la presente invención, la solicitante ha realizado diferentes muestras del mismo espesor a partir de las mezclas detalladas de la Tabla 1 que sigue, no estando estas muestras reticuladas.

Las mezclas M-A, M-B y M-C corresponden...

1. Cable eléctrico (1) que comprende un elemento conductor (2), una capa eléctricamente aislante (4) que rodea al citado elemento conductor (2), habiendo sido obtenida la citada capa eléctricamente aislante (4) a partir de una mezcla que comprende un polietileno y un copolímero de estireno, caracterizado porque el polietileno es un polietileno plurimodal.

2. Cable eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado porque la tasa másica de estireno es a lo sumo 10% en la citada mezcla, de preferencia a lo sumo 9% en la mezcla.

3. Cable eléctrico según la reivindicación 1 o la 2, caracterizado porque el polietileno es un polietileno bimodal.

4. Cable eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polietileno es un polietileno de media o elevada densidad.

5. Cable eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el copolímero de estireno es elegido entre los copolímeros de estireno y butadieno y de estireno e isopreno.

6. Cable eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el copolímero de estireno es un copolímero de triple secuencia hidrogenado.

7. Cable eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa aislante tiene un espesor de al menos 10 mm.