Conductor eléctrico para el transporte de energía eléctrica y procedimiento de fabricación correspondiente.

Conductor eléctrico para el transporte de energía eléctrica, que tiene una sección transversal total igual o superior a 10 mm2 y comprende una pluralidad de elementos filiformes cableados, donde por lo menos uno de los elementos filiformes es de cobre microaleado, con un contenido mínimo de cobre de 98% en peso, y tiene su superficie lateral totalmente recubierta de un polímero fluorado.

El conductor presenta un mejor comportamiento frente al efecto pelicular y permite trabajar a altas temperaturas. Además, si el conductor eléctrico está suspendido, presenta una menor flecha y evita o reduce la acumulación de hielo y/o nieve.

Conductor eléctrico para el transporte de energía eléctrica y procedimiento de fabricación correspondiente.

Campo de la invención La invención se refiere a un conductor eléctrico para el transporte de energía eléctrica, donde el conductor tiene una sección transversal total igual o superior a 10 mm2 y comprende una pluralidad de elementos filiformes cableados. Los elementos filiformes pueden ser, por ejemplo, hilos de sección transversal circular, hilos de sección transversal trapezoidal (también denominados dovelas) , hilos de sección transversal triangular, así como otras posibles secciones.

La invención también se refiere a un procedimiento de fabricación de un conductor eléctrico de acuerdo con la invención.

La invención se refiere asimismo aplicaciones de conductores de acuerdo con la invención, como por ejemplo líneas eléctricas aéreas y cables submarinos que comprenden un conductor de acuerdo con la invención.

Estado de la técnica En el campo del transporte y distribución de energía eléctrica mediante líneas aéreas son bien conocidos los conductores eléctricos de aluminio-acero (ACSR) .

El consumo de energía eléctrica aumenta constantemente. Ello requiere, por un lado, nuevas instalaciones cada vez de mayor capacidad y, por otro lado requiere introducir cambios en las instalaciones actuales de manera que sean capaces de transportar más energía Sumario de la invención La invención tiene por objeto aportar soluciones novedosas a esta situación. Esta finalidad se consigue mediante un conductor eléctrico del tipo indicado al principio caracterizado porque por lo menos uno de los elementos filiformes (y preferentemente todos ellos) es de cobre microaleado, con un contenido mínimo de cobre de 98% en peso, y tiene su superficie lateral totalmente recubierta de un polímero fluorado.

Los polímeros fluorados son aquellos polímeros basados en fluorocarbonos, con múltiples enlaces C-F. Dentro del grupo de polímeros fluorados se encuentran los siguientes:

- polivinilfluoruros (PVF)

- polivinilidenfluoruros (PVDF)

- perfluoroalcoxis (PFA)

- politetrafruoroetileno (PTFE)

- propileno etileno fluorinado (FEP)

- etileno tetrafluoroetileno (ETFE)

- polyetilenclorotrifluoroetileno (ECTFE)

- elastómeros perfluorinados

- clorotrifluoroetilenvinilidenfluoruro

- perfluoropolieter

- policlorotrifluoroetileno

Efectivamente, en los conductores eléctricos tiene lugar un efecto denominado efecto pelicular (en inglés "skin effect") . En corriente continua, la densidad de corriente es similar en todo el conductor, pero en corriente alterna se observa que hay una mayor densidad de corriente en la superficie que en el centro. Este fenómeno se conoce como efecto pelicular y hace que la resistencia de un conductor frente al paso de corriente alterna sea mayor que frente al paso de corriente continua. El efecto pelicular se debe a que la variación del campo magnético es mayor en el centro del conductor, lo que da lugar a una reactancia inductiva mayor, y, debido a ello, a una intensidad menor en el centro del conductor y mayor en la periferia. En frecuencias altas los electrones tienden a circular por la zona más externa del conductor, en forma de corona, en vez de hacerlo por toda su sección, con lo que, de hecho, disminuye la sección efectiva por la que circulan estos electrones aumentando la resistencia del conductor. En el caso de conductores eléctricos cableados, al estar los hilos (en general, los elementos filiformes) en contacto eléctrico entre ellos, el efecto pelicular se hace notar como si el conductor eléctrico cableado fuese un único conductor de sección transversal mayor. Sin embargo, al recubrir por lo menos un elemento filiforme de un polímero fluorado, las propiedades aislantes del polímero fluorado permiten aislar el elemento filiforme recubierto de los restantes, por lo que el efecto pelicular afecta al elemento filiforme de una forma aislada del resto. El resultado es que el efecto pelicular total es menor, lo que permite reducir la resistencia eléctrica del conductor eléctrico frente a la corriente alterna.

La mejora de comportamiento frente al efecto pelicular es gracias a las propiedades aislantes del compuesto fluorado. Además, los compuestos fluorados resisten altas temperaturas, lo que permite que el conductor trabaje a temperaturas elevadas sin que se degrade el recubrimiento.

Esta combinación de ventajas hace que los conductores de acuerdo con la invención sean particularmente adecuados para cualquier aplicación relacionada con el transporte de energía eléctrica.

Adicionalmente, el polímero fluorado tiene una elevada hidrofobia. Esto es una característica particularmente útil ya que evita o reduce la acumulación de hielo y/o nieve sobre el conductor eléctrico, sobre todo si el conductor eléctrico tiene por lo menos todos los elementos filiformes externos con su superficie lateral totalmente recubierta del polímero fluorado. Por ello, una aplicación ventajosa de los conductores de acuerdo con la invención es su instalación en líneas eléctricas aéreas para el transporte de energía eléctrica.

Otra ventaja adicional se deriva del hecho de que el conductor eléctrico de acuerdo con la invención presenta un módulo elástico menor, debido al bajo coeficiente de rozamiento del polímero fluorado. Así conductores eléctricos convencionales (sin el recubrimiento de acuerdo con la invención) que tienen un módulo elástico entre 30.000 y 40.000 MPa (megapascals) , pasan a tener un módulo elástico de entre 4.000 y 10.000 MPa si tienen los elementos filiformes recubiertos de acuerdo con la invención. Como consecuencia de ello, el conductor eléctrico suspendido presentará una menor flecha. En este sentido, es particularmente ventajoso que el polímero fluorado tenga un coeficiente de fricción estático comprendido entre 0, 08 y 0, 2, y un coeficiente de fricción dinámico comprendido entre 0, 04 y 0, 11.

Otra aplicación particularmente interesante puede ser la inclusión de los conductores de acuerdo con la invención en cables submarinos para el transporte de energía eléctrica.

Como se verá a continuación, la presente invención es adecuada para cualquier tipo de conductor eléctrico si bien las aplicaciones preferentes son para conductores eléctricos en los que los elementos filiformes son hilos de sección transversal circular y de diámetro entre 0, 3 y 5 mm cada uno, con un diámetro total de la cuerda de entre 3, 5 y 30 mm. El sentido de cableado del conductor eléctrico puede ser derecha, izquierda o bien en coronas alternas. Además, puede haber hilos de diversos diámetros en la misma cuerda, e incluso combinaciones de hilos con otras geometrías (hilos de sección transversal trapezoidal, triangular, tubos, etc.) . Es asimismo ventajoso que el conductor eléctrico sea un conductor cableado con hilos de sección transversal circular, trapezoidal y/o triangular, sin un núcleo tubular, lo que permite obtener soluciones con una flecha de la catenaria más reducida.

Preferentemente el conductor eléctrico tiene una pluralidad de elementos filiformes recubiertos de polímero fluorado (es decir con su superficie lateral totalmente recubierta del polímero fluorado) , donde dichos elementos filiformes recubiertos está distribuidos de tal manera que cada uno de los elementos filiformes no recubierto de polímero fluorado está únicamente en contacto con elementos filiformes recubiertos de polímero fluorado. Efectivamente, al estar el elemento filiforme no recubierto únicamente en contacto con elementos filiformes recubiertos, el elemento filiforme no recubierto está realmente aislado de los demás elementos filiformes, por lo que su comportamiento frente al efecto pelicular es como si estuviese recubierto.

Preferentemente el elemento filiforme es de cobre microaleado con una temperatura de recocido superior a 250º C. Efectivamente, estos materiales han mostrado ser particularmente adecuados para el transporte de energía eléctrica por líneas aéreas. Combinan unas elevadas propiedades eléctricas con unas buenas propiedades mecánicas, una buena resistencia al desgaste y una baja termofluencia. Además su elevada temperatura de recocido permite que le sean aplicados polímeros fluorados que requieran elevadas temperaturas de curado.

Ventajosamente la composición del cobre microaleado comprende los siguiente porcentajes en peso Preferentemente la resistencia mecánica del conductor eléctrico está entre 400 y 700 MPa.

1. Conductor eléctrico para el transporte de energía eléctrica, donde dicho conductor tiene una sección transversal total igual o superior a 10 mm2 y comprende una pluralidad de elementos filiformes (1, 7) cableados, caracterizado porque por lo menos uno de dichos elementos filiformes (1, 7) es de cobre microaleado, con un contenido mínimo de cobre de 98% en peso, y tiene su superficie lateral totalmente recubierta de un polímero fluorado.

2. Conductor eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado porque es un conductor eléctrico cableado con hilos (1, 7) de sección transversal circular, trapezoidal y/o triangular, sin un núcleo tubular.

3. Conductor eléctrico según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque está formado por hilos (1) de sección transversal circular y con un diámetro comprendido entre 0, 3 mm y 5 mm.

4. Conductor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque tiene una pluralidad de elementos filiformes (1, 7) recubiertos de polímero fluorado, donde dichos elementos filiformes (1, 7) recubiertos están distribuidos de tal manera que cada uno de los elementos filiformes (1, 7) no recubierto de polímero fluorado está únicamente en contacto con elementos filiformes (1, 7) recubiertos de polímero fluorado.

- Conductor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque tiene todos los elementos filiformes (1, 7) externos tienen su superficie lateral totalmente recubierta de dicho polímero fluorado.

6. Conductor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicho cobre o aleación de cobre tiene una temperatura de recocido superior a la temperatura de curado de dicho polímero fluorado.

7. Conductor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho cobre microaleado tiene una temperatura de recocido superior a 250º C.

8. Conductor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la composición de dicho cobre microaleado comprende los siguientes porcentajes en peso

9. Conductor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dicho polímero fluorado es politetrafruoroetileno o un derivado del mismo.

- Conductor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dicho polímero fluorado es politetrafluoroetileno con resinas termoestables.

11. Conductor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el espesor de la película seca de dicho polímero fluorado está comprendido entre 10 y 35 micras 12 - Conductor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque todos sus elementos filiformes (1, 7) son de cobre microaleado.

13. Procedimiento de fabricación de un conductor eléctrico para el transporte de energía eléctrica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque comprende una etapa de recubrimiento de por lo menos uno de dichos elementos filiformes (1, 7) con un polímero fluorado y posterior cableado de dicho conductor eléctrico.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque dicha etapa de recubrimiento incluye una etapa de aplicación de dicho polímero fluorado por pulverización, inmersión o impregnado mediante rodillos, y una etapa de curado de dicho polímero fluorado a una temperatura superior a los 200º C, preferentemente superior a los 220º C.

- Línea eléctrica aérea para el transporte de energía eléctrica, caracterizado porque comprende por lo menos un conductor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

16. Cable submarino para el transporte de energía eléctrica, caracterizado porque comprende por lo menos un conductor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 201131896

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 24.11.2011

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional DOCUMENTOS RELEVANTES

2. 26; figura 1. 1-16 A ES 2083000 T3 (FILOTEX SA) 01.04.1996, columna 1, línea.

4. 51. 1 A GB 2480452 A (TYCO ELECTRONICS LTD UK) 23.11.2011, Resumen de la base de datos WPI. Recuperado de EPOQUE. 5-12 A ES 2142747 A1 (FARGA LACAMBRA S A) 16.04.2000, todo el documento. 8 A ES 2159225 A1 (FARGA LACAMBRA S A) 16.09.2001, todo el documento. 8 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº : Fecha de realización del informe 21.03.2012 Examinador R. Molinera de Diego Página 1/5

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD

H01B7/00 (2006.01) H01B3/42 (2006.01) D07B1/00 (2006.01) D07B1/06 (2006.01)

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

H01B, D07B

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados)

INVENES, EPODOC

OPINIÓN ESCRITA

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 21.03.2012

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

OPINIÓN ESCRITA

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

De todos los documentos encontrados, el documento ES2344408 se considera el más próximo del estado de la técnica, a partir de ahora se nombrará como D1. A continuación se comparan las reivindicaciones de la solicitud con este documento.

Primera reivindicación:

El documento D1 muestra un conductor eléctrico para el transporte de energía eléctrica, donde dicho conductor tiene una sección transversal total igual o superior a 10 mm2 y comprende una pluralidad de elementos filiformes cableados.

El hecho de que no se indique que los elementos filiformes sean de cobre microaleados o que deben tener un contenido de cobre de 98% en peso no es una diferencia importante respecto del estado de la técnica, ya que son características sobradamente conocidas en el ámbito de los cables eléctricos. No obstante, por ejemplo se cita el documento ES2083000 T3, en el que se encuentran divulgadas estas características.

Por lo que la diferencia con el documento D1 se encuentra en que en él, son varios los hilos que están recubiertos por un compuesto fluorado mientras que en la solicitud por lo menos uno de dichos elementos filiformes es de cobre y tiene su superficie lateral totalmente recubierta de un polímero fluorado. Pero esta característica es simplemente una alternativa de diseño que un experto en la materia consideraría según las circunstancias, sin el ejercicio de actividad inventiva para resolver el problema planteado de disminuir el efecto pelicular.

Por lo tanto, el objeto de la reivindicación 1 no implica actividad inventiva, tal y como se define en el Artículo 8 de la Ley Española de Patentes, Ley 11/1986 del 20 de Marzo.

Segunda reivindicación:

En el documento D1 muestra un conductor eléctrico cableado con hilos de sección transversal circular, trapezoidal o triangular El que los hilos no tengan núcleo, es algo perteneciente al conocimiento común, puesto que es sobradamente conocido el utilizar conductores sin alma con el objeto de ahorrar en material. Por lo tanto, el objeto de la reivindicación 2 no implica actividad inventiva, tal y como se define en el Artículo 8 de la Ley Española de Patentes, Ley 11/1986 del 20 de Marzo

Tercera reivindicación:

El objeto de la reivindicación tercera consiste en la selección de unos valores determinados dentro de un rango de diámetros. Dicha selección sólo puede considerarse que tiene actividad inventiva si presenta efectos o propiedades inesperadas en relación al resto del rango. Sin embargo, no se han indicado dichos efectos o propiedades en la solicitud. Por lo tanto, no se aprecia actividad inventiva en el objeto de la reivindicación tercera.

Cuarta reivindicación:

El que cada uno de los elementos filiformes no recubierto de polímero fluorado esté únicamente en contacto con elementos filiformes recubiertos de polímero fluorado, es simplemente una de varias posibilidades evidentes que un experto en la materia seleccionaría si quisiera ahorrar en material, es decir, aprovechando el contacto con los demás, se encuentra dicho elemento filiforme no recubierto también aislado. Por lo tanto, el objeto de la reivindicación 4 no implica actividad inventiva.

Quinta reivindicación:

Es una aplicación particular de la invención.

Por tanto, no se considera que implique actividad inventiva.

OPINIÓN ESCRITA

Reivindicaciones sexta y séptima:

Dichas reivindicaciones no poseen características técnicas que en combinación con las características técnicas de las reivindicaciones de las que dependen haga pensar en la existencia de actividad inventiva.

Reivindicación octava:

El objeto de esta reivindicación consiste en la selección de unos valores determinados dentro de un rango de porcentajes de peso. Dicha selección sólo puede considerarse que tiene actividad inventiva si presenta efectos o propiedades inesperadas en relación al resto del rango. Sin embargo, no se han indicado dichos efectos o propiedades en la solicitud. Además existen documentos en el estado de la técnica que divulgan composiciones de cobre microaleado de las que un experto en la materia podría deducir las divulgadas en la solicitud según las circunstancias, por ejemplo, los documentos ES2142747 o la ES2159225.

Por lo tanto, no se aprecia actividad inventiva en el objeto de la reivindicación octava.

Reivindicaciones de la novena hasta la doceava:

Estas reivindicaciones son simplemente varias posibilidades evidentes que un experto en la materia seleccionaría según las circunstancias, sin el ejercicio de actividad inventiva para resolver el problema planteado. Por lo tanto, no implican actividad inventiva.

Reivindicaciones décimo tercera y décimo cuarta:

El objeto de estas reivindicaciones corresponde al proceso para fabricar el cable reivindicado en las anteriores reivindicaciones, por tanto, las objeciones presentadas para estas reivindicaciones aplica mutatis mutandis a las reivindicaciones décimo tercera y décimo cuarta y por tanto no parece que impliquen actividad inventiva.

Reivindicaciones décimo quinta y décimo sexta:

Dichas reivindicaciones no poseen características técnicas que en combinación con las características técnicas de las reivindicaciones de las que dependen haga pensar en la existencia de actividad inventiva.

Tal como indica el artículo 5.2.c del Reglamento 2245/1986 de ejecución de la Ley de Patentes, y con objeto de obtener una mejor comprensión de la invención, se sugiere que en fases posteriores del procedimiento se incluya en la descripción una indicación del documento D1, comentando cuál es la aportación más importante que hace al estado de la técnica. Dicha indicación no puede ampliar el objeto de la invención, tal y como fue originalmente presentada.