Un cable para transmitir energía eléctrica a una tensión entre 5 y 49 kV,

que comprende

un núcleo de cable conductor (12);

estando caracterizado el cable por una capa aislante (16) para aislar el núcleo del cable (12), comprendiendo la capa aislante (16) de 50 a 90% de polietileno, y de 10 a 50% de al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilatos de alquilo y acetato de etilenvinilo; y

una pantalla semiconductora externa (18), que forma una capa externa sobre la capa aislante (16), y que comprende de 30 a 70% en peso de una composición (A) de al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono.

Cable de media tensión.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un cable de media tensión que comprende un núcleo de cable conductor, una capa aislante para aislar el núcleo del cable, y un revestimiento aislante semiconductor, externo.

Antecedentes de la invención

Un cable para transmitir energía eléctrica de media tensión, es decir, 5-49 kV, comprende al menos un núcleo de cable conductor, que está cubierto por una capa de polímero para aislamiento. La capa de polímero normalmente comprende al menos tres capas:

a) una capa semiconductora interna, relativamente fina;

b) una capa aislante relativamente gruesa, por fuera de la capa semiconductora interna; y c) una capa semiconductora externa, relativamente fina, que forma un revestimiento aislante, por fuera de la capa aislante.

El fin de las capas semiconductoras es distribuir el campo eléctrico a través de la capa aislante, sobre la superficie del cable, lo que reduce el riesgo de descarga disruptiva que daña la capa aislante. Para dichos fines, las capas semiconductoras deberían tener una resistividad volumétrica, medida de acuerdo con la norma ASTM D257, de 10 Ohm.cm a 20.000 Ohm.cm, que se usa como la definición de "semiconductor" a lo largo de esta descripción. Cualquier granulado o compuesto para formar dicha capa, por supuesto, puede tener una resistividad fuera de este intervalo, y ser aún viable para formar una capa semiconductora que tenga una resistividad dentro de este intervalo.

La capa de polímero, es decir, las capas aislante y semiconductora, deberían ser preferiblemente estables con el tiempo, y resistentes al calor y la humedad. Para algunas aplicaciones, y en algunos mercados, hay también una necesidad de cables que permitan que la capa semiconductora externa se separe del aislante. Dichos cables normalmente tienen un aislante de un copolímero de caucho de etileno-propileno (EPR) , o de un homopolímero de polietileno reticulado (abreviado normalmente PEX o XLPE) , puesto que se conocen y están fácilmente disponibles varios polímeros adecuados para las capas semiconductoras, que presentan capacidad de separación de estos aislantes.

Hay algunos inconvenientes con los cables conocidos que tienen una capa semiconductora separable. Por ejemplo, el EPR es caro; generalmente cuesta aproximadamente el doble que el polietileno, y la extrusión de EPR consume más energía que la extrusión de PEX. Las capas aislantes de homopolímeros de PEX, por otro lado, son susceptibles de formación de arborescencia acuosa, puesto que están expuestas a humedad y altas tensiones con el tiempo, reduciendo de esta manera la esperanza de vida del cable y aumentando el riesgo de una descarga disruptiva. Esto se compensa en algún grado mediante la adición al aislante de retardantes de la arborescencia acuosa (WTR) . Desafortunadamente, la extrusión de WTR-PEX puede ser problemática, puesto que muchos aditivos WTR son susceptibles de dejar depósitos en el equipo de procesamiento, aumentando de esta manera la frecuencia necesaria de las paradas de producción para limpiar el equipo.

El material predominante para las capas semiconductoras separables sobre EPR y aislantes de PEX resistentes a la arborescencia acuosa es un copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA) , mezclado con caucho de nitrilobutadieno (NBR) y negro de humo. "Strippable shields with Improved Thermal Stability and Faster Cable Extrusion Rate", 6th International Conference on Insulated Power Cables, JICABLE '03, describe el estado de la técnica actual respecto a compuestos semiconductores que pueden separarse de una aislante de polietileno reticulado, resistente a la arborescencia acuosa.

El documento EP 1176161 describe un alambre conductor revestido de una composición de una mezcla reticulada de polietileno con un copolímero de etileno -acrilato de alquilo.

El documento US 2006/052511 describe composiciones que comprenden terpolímeros de etileno -acrilato de etilo monóxido de carbono.

Compendio de la invención

Un objeto de la presente invención es resolver, o al menos mitigar, en parte o en su totalidad, los problemas mencionados anteriormente. Para ello se proporciona un cable para transmitir energía eléctrica a una tensión entre 5 y 49 kV, comprendiendo el cable un núcleo de cable conductor;

una capa aislante para aislar el núcleo del cable, comprendiendo la capa aislante de 50 a 90% de polietileno reticulado, y de 10 a 50% de al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etilenoacrilatos de alquilo y acetato de etilenvinilo; y una pantalla semiconductora externa, que forma una capa externa sobre la capa aislante, y que comprende de 30 a 70% en peso de una composición (A) de al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono. Gracias a la invención, se puede proporcionar una pantalla semiconductora separable sobre un aislante de cable resistente a la arborescencia acuosa relativamente barata, sin los inconvenientes de los aditivos WTR.

Preferiblemente, la pantalla semiconductora externa presenta una adhesión a la capa aislante de 5 a 50 N/cm y, más preferiblemente, de 10 a 30 N/cm.

En una realización, el cable comprende una capa semiconductora interna entre el núcleo de cable conductor y la capa aislante, comprendiendo la capa semiconductora interna de 30 a 70% en peso de dicha composición (A) . Usando esencialmente el mismo material para la capa semiconductora interna se puede simplificar la gestión del inventario, la mezcla de las composiciones y la extrusión.

Preferiblemente, dicho al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono de dicha composición (A) comprende de 25 a 70% en peso de etileno; de 25 a 50% en peso de al menos un acrilato de alquilo; y de 5 a 25% en peso de monóxido de carbono. Se ha encontrado que estos intervalos proporcionan un nivel de adhesión adecuado.

Preferiblemente, un alquilo de dicho al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etilenoacrilato de alquilo monóxidos de carbono de dicha composición (A) es butilo, puesto que el etileno acrilato de butilo monóxido de carbono tiene una alta polaridad, dando como resultado, de esta manera, una alta capacidad de separación, estando fácilmente disponible en el mercado.

Preferiblemente, el polietileno del aislante es un polietileno de baja densidad (LDPE) , puesto que estos han probado ser particularmente adecuados para aislantes de cable de media tensión.

En una realización preferida, la pantalla semiconductora externa comprende adicionalmente de 5 a 30% en peso de NBR; y de 30 a 40% en peso de negro de humo. El uso de una fracción sustancial de NBR en la pantalla semiconductora mejora su viscosidad y, de esta manera, la hace más fácil de extruir. Adicionalmente, añadiendo una cantidad de NBR seleccionada cuidadosamente, también puede ajustarse la adhesión de la capa semiconductora al aislante.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, los problemas mencionados anteriormente se resuelven en parte o en su totalidad, o al menos se mitigan, mediante una mezcla de polímeros para preparar una pantalla semiconductora externa para un cable, comprendiendo la mezcla de 5 a 30% en peso de NBR; de 30 a 40% en peso de negro de humo; y de 30 a 70% en peso de una composición (A) de al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono. Gracias a la invención, puede proporcionarse una pantalla semiconductora separable que tiene buenas propiedades de extrusión, sobre un aislante de cable relativamente barato resistente a la arborescencia acuosa.

Preferiblemente, dicho al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono de dicha composición (A) comprende de 25 a 70% en peso de etileno; de 25 a 50% en peso de al menos un acrilato de alquilo; y de 5 a 25% en peso de óxido de carbono.

Preferiblemente, un alquilo de dicho al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etilenoacrilato de alquilo monóxidos de carbono de dicha composición (A) es butilo.

Breve descripción del dibujo Lo anterior, así como los objetos, características y ventajas adicionales de la presente invención, se entenderán mejor mediante la siguiente descripción detallada, ilustrativa y no... [Seguir leyendo]

1. Un cable para transmitir energía eléctrica a una tensión entre 5 y 49 kV, que comprende un núcleo de cable conductor (12) ; estando caracterizado el cable por una capa aislante (16) para aislar el núcleo del cable (12) , comprendiendo la capa aislante (16) de 50 a 90% de polietileno, y de 10 a 50% de al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilatos de

alquilo y acetato de etilenvinilo; y una pantalla semiconductora externa (18) , que forma una capa externa sobre la capa aislante (16) , y que comprende de 30 a 70% en peso de una composición (A) de al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono.

2. Un cable de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la pantalla semiconductora externa (18) presenta una adhesión a la capa aislante (16) de 5 a 50 N/cm y, más preferiblemente, de 10 a 30 N/cm.

3. Un cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente una capa semiconductora interna (14) entre el núcleo de cable conductor (12) y la capa aislante (16) , comprendiendo la capa semiconductora interna (14) de 30 a 70% en peso de dicha composición (A) .

4. Un cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono, de dicha composición (A) , comprende

de 25 a 70% en peso de etileno; de 25 a 50% en peso de al menos un acrilato de alquilo; y de 5 a 25% en peso de monóxido de carbono.

5. Un cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un alquilo de dicho al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono, de dicha composición (A) , es butilo.

6. Un cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho polietileno es un polietileno de baja densidad.

7. Un cable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pantalla semiconductora externa (18) comprende adicionalmente

de 5 a 30% en peso de NBR; y de 30 a 40% en peso de negro de humo.

8. Una mezcla de polímeros para preparar una pantalla semiconductora externa para un cable, que comprende de 5 a 30% en peso de NBR; de 30 a 40% en peso de negro de humo; y

de 30 a 70% en peso de una composición (A) de al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono.

9. Una mezcla de polímeros de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicho al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono, de dicha composición (A) , comprende

de 25 a 70% en peso de etileno; de 25 a 50% en peso de al menos un acrilato de alquilo; y de 5 a 25% en peso de óxido de carbono.

10. Una mezcla de polímeros de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8-9, en el que un alquilo de dicho al menos un copolímero seleccionado entre el grupo que consiste en etileno-acrilato de alquilo monóxidos de carbono, de dicha composición (A) , es butilo.