Cable de transmisión eléctrica de alta tensión.

Cable eléctrico (10, 20) que comprende:

- al menos un elemento compuesto de refuerzo (1) que comprende uno o varios elementos de refuerzo embebido (s) al menos parcialmente en una matriz orgánica,

- un revestimiento (2) que rodea dicho o dichos elementos compuestos de refuerzo (1), siendo estanco dicho revestimiento (2) a todo alrededor del o los elementos compuestos de refuerzo (1) y -al menos un elemento conductor (3) que rodea dicho revestimiento,

caracterizado porque el espesor del revestimiento (2) estanco es como máximo de 3000 μm.

Cable de transmisión eléctrica de alta tensión La presente invención se refiere a un cable eléctrico. Esta se aplica típicamente, aunque no exclusivamente, a los cables de transmisión eléctrica de alta tensión o cables aéreos de transporte de energía, bien conocidos bajo el anglicismo OHL «OverHead Lines». Los cables de transmisión eléctrica de última generación tienen típicamente, en régimen continuo, una temperatura de funcionamiento relativamente elevada, que puede ser superior a 90 ° C y alcanzar los 200 ° C y más.

El documento US 6559385 describe un cable de transmisión eléctrica de este tipo que comprende un elemento compuesto de refuerzo central que comprende, por ejemplo, una pluralidad de fibras de carbono recubiertas en una matriz termoendurecible del tipo epoxi, una cinta metálica de aluminio arrollada alrededor de dicho elemento compuesto de refuerzo y un elemento conductor que rodea dicho revestimiento metálico.

No obstante, cuando este cable de transmisión eléctrica funciona en régimen continuo a alta temperatura, en particular a una temperatura de funcionamiento superior a 90 °C, la matriz termoendurecible de su elemento compuesto de refuerzo puede sufrir una termo-oxidación, ligada en particular al oxígeno del aire, que origina una degradación química y, con ello, un aumento de la porosidad de dicha matriz. Así, pueden disminuir de manera significativa las propiedades mecánicas del elemento compuesto de refuerzo, en particular de la matriz orgánica que lo compone, y conducir a la rotura del cable de transmisión eléctrica. Además, dicha matriz orgánica está sometida a todo tipo de compuestos exteriores, distintos al oxígeno del aire, que igualmente pueden degradar el elemento compuesto de refuerzo.

El documento EP 1821318 describe un cable eléctrico que comprende unos hilos compuestos rodeados por un revestimiento de aluminio, estando dicho revestimiento rodeado a su vez por elementos conductores. Este revestimiento de aluminio es del tipo empaquetadura, ya que penetra en los intersticios entre los hilos compuestos. Finalmente, cada hilo compuesto puede estar rodeado por una capa de protección termorresistente.

No obstante, un espesor demasiado elevado del revestimiento de aluminio no permite optimizar ni el peso del cable eléctrico, en particular cuando este es del tipo OHL, ni las propiedades mecánicas del cable, en particular su flexibilidad. Más aún, el revestimiento de aluminio se implanta con una notable aportación de calor que tiende a degradar térmicamente los hilos compuestos.

El propósito de la presente invención es subsanar los inconvenientes del estado de la técnica.

La presente invención tiene por objeto un cable eléctrico que comprende:

-al menos un elemento compuesto de refuerzo que comprende uno o varios elementos de refuerzo embebido (s) al menos parcialmente en una matriz orgánica,

- un revestimiento que rodea dicho o dichos elementos compuestos de refuerzo, siendo estanco dicho revestimiento a todo alrededor del o los elementos compuestos de refuerzo, y -al menos un elemento conductor (eléctrico) que rodea dicho revestimiento, caracterizado porque el espesor del revestimiento estanco es como máximo de 3000 μm.

Dicho de otro modo, el revestimiento de la invención está desprovisto de junturas o de aberturas.

El revestimiento estanco protege ventajosamente dicho elemento compuesto de refuerzo, cualquiera que sea su naturaleza, contra todas las agresiones a las cuales pudiera ser sensible, agresiones éstas que provienen de compuestos exteriores del entorno del cable eléctrico. Así, con el cable eléctrico en configuración operativa, el revestimiento estanco impide toda penetración de dichos compuestos exteriores desde el exterior de dicho revestimiento hacia el o los elementos compuestos de refuerzo.

Los compuestos exteriores pueden ser por ejemplo el oxígeno del aire. En tal caso, el revestimiento estanco evita la termo-oxidación de la matriz orgánica del elemento compuesto de refuerzo. Los compuestos exteriores pueden ser asimismo la humedad, el ozono, la contaminación o las radiaciones UV, o bien provenir de productos de recubrimiento o de residuos de aceite de trefilado en la fabricación del cable eléctrico, en particular en la colocación del o los elementos conductores alrededor del o los elementos compuestos de refuerzo.

El revestimiento estanco también presenta la ventaja de proteger el o los elementos compuestos de refuerzo en la implantación de accesorios tales como empalmes o anclajes, o en el seccionamiento del elemento conductor del cable, y protegerlo asimismo contra la abrasión.

Finalmente, al no ser el espesor del revestimiento estanco más que de 3000 μm como máximo, el cable eléctrico según la invención tiene, por una parte, un peso optimizado para una utilización como cable OHL y, por otra, unas propiedades mecánicas muy buenas, en particular de flexibilidad: el revestimiento estanco de la invención no degrada así la flexibilidad de dicho cable eléctrico aportada por el o los elementos compuestos de refuerzo.

La flexibilidad del cable eléctrico de la invención, en particular de un cable OHL, permite poder evitar dañarlo cuando, por una parte, dicho cable se arrolla sobre un tambor con el fin de transportarlo y, por otra, cuando pasa sobre desenrolladoras-frenadoras y/o sobre poleas en su instalación entre dos torres eléctricas.

Además, en la fabricación de dicho cable, la puesta en práctica del revestimiento estanco no sólo se ve facilitada en gran medida, sino que también evita cualquier degradación térmica del o los elementos compuestos de refuerzo.

El revestimiento estanco de la invención puede ser obtenido ventajosamente por tratamiento térmico de un material metálico y/o de un material polimérico.

En una primera forma de realización, el revestimiento estanco incluye al menos una capa metálica obtenida por tratamiento térmico de un material metálico, permitiendo el tratamiento térmico obtener la estanqueidad del revestimiento.

Ventajosamente, este revestimiento estanco «metálico» participa en el transporte de la energía del cable eléctrico en funcionamiento cuando está en contacto directo con el elemento conductor. La corriente que circula por este último va a repartirse por tanto entre el revestimiento estanco y el elemento conductor en función de sus respectivas resistencias eléctricas.

Por «al menos una capa metálica» se entiende un revestimiento que incluye una o varias capas de un metal o de una aleación de metales. Cuando el revestimiento incluye al menos una capa metálica y al menos una capa polimérica, el revestimiento se denomina revestimiento complejo.

Según una primera variante, la capa metálica se obtiene por soldadura en sentido de la longitud del material metálico en forma de una banda, permitiendo así la soldadura obtener la estanqueidad.

Según una segunda variante, la capa metálica se obtiene por soldadura helicoidal del material metálico en forma de una cinta, permitiendo así la soldadura obtener la estanqueidad.

Ya sea en la primera o en la segunda variante, el soldeo de la banda metálica o de la cinta metálica puede efectuarse mediante técnicas bien conocidas para el experto en la materia, a saber por soldadura láser o por soldadura por arco eléctrico bajo gas protector (TIG por el anglicismo «Tungsten Inert Gas» o bien MIG por el anglicismo «Metal Inert Gas») .

En estas dos variantes, el escasísimo espesor del revestimiento estanco (es decir, como máximo 3000 μm) permite ventajosamente facilitar el arrollamiento del material metálico alrededor del o los elementos compuestos de refuerzo con anterioridad al soldeo.

Adicionalmente, la escasa aportación de energía, por una parte, y por otra, la limitación de la zona de caldeo inducida por la soldadura, evitan la degradación térmica del o los elementos compuestos de refuerzo.

Estas dos variantes son así más ventajosas que una capa metálica obtenida por extrusión de un material metálico alrededor del o los elementos compuestos de refuerzo, en particular cuando la extrusión es del tipo «empaquetadura» que implica así una puesta en contacto directo entre el material extrudido y el o los elementos compuestos de refuerzo. En efecto, la extrusión de un material metálico precisa de temperaturas de puesta en práctica muy elevadas que pueden dañar dichos elementos compuestos.

De acuerdo con otra particularidad de la invención, el revestimiento llamado «metálico», o capa metálica, es anillado,

o corrugado, con el fin de obtener en particular una mejor flexibilidad de dicho revestimiento. Dicho de otro modo,... [Seguir leyendo]

1. Cable eléctrico (10, 20) que comprende:

- al menos un elemento compuesto de refuerzo (1) que comprende uno o varios elementos de refuerzo embebido (s) al menos parcialmente en una matriz orgánica,

- un revestimiento (2) que rodea dicho o dichos elementos compuestos de refuerzo (1) , siendo estanco dicho revestimiento (2) a todo alrededor del o los elementos compuestos de refuerzo (1) y -al menos un elemento conductor (3) que rodea dicho revestimiento,

caracterizado porque el espesor del revestimiento (2) estanco es como máximo de 3000 μm.

2. Cable según la reivindicación 1, caracterizado porque el revestimiento estanco (2) incluye al menos una capa metálica obtenida por tratamiento térmico de un material metálico.

3. Cable según la reivindicación 2, caracterizado porque la capa metálica se obtiene por soldadura en sentido de la longitud del material metálico en forma de una banda.

4. Cable según la reivindicación 2, caracterizado porque la capa metálica se obtiene por soldadura helicoidal del material metálico en forma de una cinta.

5. Cable eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque la capa metálica es anillada.

6. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el material metálico se selecciona de entre el acero, las aleaciones de acero, el aluminio, las aleaciones de aluminio, el cobre y las aleaciones de cobre.

7. Cable según la reivindicación 1, caracterizado porque el revestimiento estanco (2) incluye al menos una capa polimérica obtenida por tratamiento térmico de un material polimérico.

8. Cable según la reivindicación 7, caracterizado porque la capa polimérica es obtenida por reblandecimiento del material polimérico.

9. Cable según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el material polimérico se selecciona de entre una poliimida, un politetrafluoroetileno (PTFE) , un polímero de etileno fluorado (FEP) y un polioximetileno (POM) , o una de sus mezclas.

10. Cable según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el revestimiento estanco

(2) está en forma de un tubo.

11. Cable según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el espesor del revestimiento estanco (2) es de como máximo 600 μm.

12. Cable según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la matriz del elemento compuesto de refuerzo se selecciona de entre una matriz termoplástica y una matriz termoendurecible, o una de sus mezclas.

13. Cable según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el o los elementos de refuerzo del elemento compuesto de refuerzo (1) se seleccionan de entre las fibras, las nanofibras y los nanotubos,

o una de sus mezclas.

14. Cable según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el cable eléctrico (20) comprende además al menos una capa eléctricamente aislante (4) posicionada entre el revestimiento estanco (2) y el o los elementos compuestos de refuerzo (1) .

15. Cable según la reivindicación 14, caracterizado porque la capa eléctricamente aislante (4) rodea el conjunto formado por el o los elementos compuestos de refuerzo (1) .

16. Cable según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el elemento conductor (3) está basado en aluminio.

17. Cable según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el cable eléctrico (10, 20) no comprende una capa exterior que rodea el o los elementos conductores (3) .