Cable eléctrico de media o alta tensión.

Cable (1) que comprende un elemento conductor alargado (2) rodeado por al menos una capa polimérica (3,

4, 5),caracterizado porque la citada capa polimérica (3, 4, 5) es una capa no reticulada obtenida a partir de unacomposición que incluye al menos un polímero termoplástico de tipo poliolefina que tiene una viscosidad capilar (η):

- como máximo de 11000 Pa.s a 170º C, y

- como mínimo de 5000 Pa.s a 230º C,

con un cizallamiento de 0,1 s-1 .

Cable eléctrico de media o alta tensión El presente invento se refiere a un cable que comprende un elemento conductor alargado rodeado de al menos una capa polimérica.

Se aplica típicamente, pero no exclusivamente, al campo de los cables de energía de media tensión (sobre todo de 6 a 45-60 kV) o de alta tensión (sobre todo superior a 60 kV, y pudiendo llegar hasta 800 kV) , sean de corriente continua o alterna.

Los cables de energía de media o alta tensión comprenden al menos típicamente un conductor eléctrico central y, sucesiva y coaxialmente alrededor de este conductor eléctrico, una capa interna semiconductora, una capa intermedia eléctricamente aislante y una capa externa semiconductora.

En configuración operacional, los cables de energía tienen una temperatura normal de funcionamiento ligada a la temperatura máxima alcanzada por calentamiento del conductor eléctrico del que están compuestos. Según la norma IEC 60840 de 2004, Tabla 1 de la página 62, las temperaturas máximas del conductor eléctrico pueden ir desde 70º C hasta 90º C. A 70º C, los aislantes recomendados son aislantes no reticulados de tipo polietileno termoplástico de baja densidad. A 80º C, los aislantes recomendados son aislantes no reticulados de tipo polietileno termoplástico de alta densidad. Finalmente, a 90º C, los aislantes recomendados son aislantes de tipo polietileno reticulado, o elastómero de etileno y de propileno.

Un aislante utilizado de forma inadecuada, como por ejemplo un polietileno termoplástico de baja o alta densidad utilizado como capa aislante en cables cuyas temperaturas máximas son de 90º C, induciría problemas de deformación mecánica del material del aislante y de esta manera riesgos de distensión eléctrica del cable en cuestión.

A día de hoy, ningún aislante de tipo poliolefina existente permite tener una buena consistencia a 90º C en configuración operacional, y al mismo tiempo ser fácil de utilizar y reciclable.

El objetivo del presente invento es paliar los inconvenientes de las técnicas anteriores proponiendo una capa polimérica para cables que garantice buenas propiedades mecánicas a alta temperatura (al menos 90º C) y al mismo tiempo ser fácil de utilizar.

El presente invento tiene como objeto un cable que comprende un elemento conductor alargado rodeado de al menos una capa polimérica, caracterizado porque la citada capa polimérica es una capa no reticulada obtenida a partir de un compuesto que incluye al menos un polímero termoplástico de tipo poliolefina que tiene una viscosidad capilar (r) :

- como máximo de 11000 Pa.s a 170º C y

- como mínimo de 5000 Pa.sa a 230º C, con un cizallamiento de 0, 1 s-1. Preferentemente, la viscosidad capilar (r) puede ser:

- como máximo de 10800 Pa.s a 170º C y

- como mínimo de 5300 Pa.s a 230º C, con un cizallamiento de 0, 1 s-1. De manera particularmente preferida, la viscosidad capilar (r) puede ser:

- como máximo de 10300 Pa.s a 170º C, y

- como mínimo de 5700 Pa.s a 230º C, con un cizallamiento de 0, 1 s-1. Según un modo de realización particular, la viscosidad capilar puede ser además como máximo de 0, 80 Pa.s a 170º

C y a 230º C, con un cizallamiento de 106 s-1, Y se preferira una viscosidad capilar:

- como máximo de 0.60 a 170º C y

- como mínimo 0, 50 a 230º C, con un cizallamiento de 106 s-1 .

Segun otro modo de realizacion particular, la viscosidad capilar puede ser ademas:

- como máximo de 280 Pa.s a 170º C y

- como mínimo de 210 Pa.s a 230º C,

con un cizallamiento de 103 s-1.

Preferentemente, la viscosidad capilar puede ser:

- como máximo de 260 Pa.s a 170º C y

- como mínimo de 220 Pa.s a 230º C,

con un cizallamiento de 103 s-1.

El solicitante ha descubierto de forma sorprendente que el polímero termoplástico de tipo poliolefina del invento, utilizado como capa no reticulada para cables, permitía de una manera ventajosa satisfacer las condiciones de las pruebas de presión en caliente a 130º C según la norma CEI 60811-3-1, párrafo 8.

La capa polimérica del invento presenta así la ventaja de garantizar buenas propiedades mecánicas a alta temperatura, sobre todo a temperaturas de 90º C o más. Por tanto, puede pues aplicarse a cables de energía que tienen una temperatura de funcionamiento de 90º C, en configuración operacional.

Además, la capa polimérica del invento es fácil de utilizar, sobre todo para las técnicas clásicas de extrusión bien conocidas por el especialista.

La capa polimerica del invento es una capa termoplastica, o en otras palabras una capa llamada "no reticulada": es pues fácilmente reciclable al final de su vida.

En el marco del invento, las medidas de viscosidad capilar (r) , que corresponden a la resistencia al deslizamiento, son realizadas conforme a la norma ISO 11443:2005 o ASTM D3835-08.

Para las aplicaciones en el campo del cableado, en donde el cizallamiento se sitúa generalmente entre 0, 1 y 106 s-1 en el utillaje, la viscosidad capilar es determinada clásicamente con la ayuda de un reómetro capilar.

La poliolefina termoplástica del invento puede ser un homopolímero de olefina o un polímero de olefina. Se utilizará preferentemente un polietileno como poliolefina.

A título de ejemplo de polietileno, se puede citar el polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) , el polietileno de baja densidad (LDPE) , el polietileno de densidad media (MDPE) , el polietileno de alta densidad (HDPE) , los copolímeros de etileno y de acetato de vinilo (EVA) , los copolímeros de etileno y de acrilato de butilo (EBA) , de acrilato de metilo (EMA) , de 2-hexiletilacrilato (2HEA) , los copolimeros de etileno Y de alfa-olefinas tales como por ejemplo los polietrileno-octenos (PEO) , o los terpolímeros de etileno propileno dieno (EPDM) , Y una de sus mezclas.

Se preferirá utilizar un homopolímero de etileno, y sobre todo un homopolímero de etileno de alta densidad, que está preferentemente ramificado.

Según una primera característica, la densidad del polímero termoplástico es como mínimo de 941 kg/m3 a 23º C, y preferentemente como mínimo de 950 kg/m3 a 23º C (según la norma ISO 1183/A) . Clásicamente se habla de polímero de alta densidad.

Según una segunda característica, la temperatura de fusión del polímero termoplástico puede ser como mínimo de 130º C, y preferentemente como mínimo de 134º C. La temperatura de fusión del citado polímero puede ser determinada típicamente por calorimetría diferencial de barrido (DSC) según la norma ISO 11357-3, con una pendiente de temperatura de 10º C/min bajo atmósfera inerte. Especialmente, esta temperatura de fusión del polímero termoplástico puede ser obtenida haciendo sufrir un primer ciclo de calentamiento al citado polímero termoplástico con el fin de “borrar” su eventual histórico térmico, y después un segundo ciclo de calentamiento, idéntico al primer ciclo, con el fin de obtener una temperatura de fusión que no esté influenciada por el citado eventual histórico térmico del citado polímero.

Segun una tercera caracteristica, la proporcion de la masa molecular en peso (Mw) del polimero termoplastico con respecto a la masa molecular en numero (Mn) del polimero termoplastico puede ir de 3 a 30, Y preferentemente de 5 a 7.

Segun una cuarta caracteristica, la masa molecular en peso (Mw) puede ir de 142000 a 152000 daltons (Da) .

Segun una quinta caracteristica, la masa molecular en numero (Mn) puede ir de 24800 a 26700 daltons (Da) .

Según una sexta característica, el índice de fluidez en caliente (MFI) del polimero termoplastico puede ir de 0, 1 a 2, 0 g/10min (190º C/2, 16 kg según la norma ISO 1133) , y preferentemente de 0, 7 y 1, 1 g/10min (190º C/2, 16 kg según la norma ISO 1133) .

Según una séptima característica, el polímero termoplástico es una poliolefina monomodal. Una poliolefina monomodal es una poliolefina en la que la distribución de su peso molecular es monomodal, es decir que la citada poliolefina no comprende nada más que un único tipo de fracción de poliolefina.

Cada una de las siete características mencionadas anteriormente, consideradas solas o en asociación, puede ser combinada con la característica de viscosidad capilar propia del polímero termoplástico del invento.

De una manera más particular, la característica de viscosidad capilar propia del polímero termoplástico del invento puede ser combinada con como mínimo una de las citadas siete características, preferentemente con como mínimo dos de las citadas siete características, preferentemente... [Seguir leyendo]

1. Cable (1) que comprende un elemento conductor alargado (2) rodeado por al menos una capa polimérica (3, 4, 5) , caracterizado porque la citada capa polimérica (3, 4, 5) es una capa no reticulada obtenida a partir de una composición que incluye al menos un polímero termoplástico de tipo poliolefina que tiene una viscosidad capilar (r) :

- como máximo de 11000 Pa.s a 170º C, y

- como mínimo de 5000 Pa.s a 230º C,

con un cizallamiento de 0, 1 s-1 .

2. Cable según la reivindicación 1, caracterizado porque la viscosidad capilar puede ser además como máximo de 0, 80 Pa.s a 170º C y a 230º C, con un cizallamiento de 106 s-1

3. Cable según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la densidad del polímero termoplástico a 23º C es como mínimo de 941 kg/m3.

4. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la temperatura de fusión del polímero termoplástico es como mínimo de 130º C.

5. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la relación entre la masa molecular en peso (Mw) del polimero termoplastico Y la masa molecular en numero (Mn) del polimero termoplastico está comprendida entre 5 y 7.

6. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el índice de fluidez en caliente (MFl) del polimero termoplastico va de 0, 1 a 2, 0 g/10 min (190º C/2, 16 kg según la norma ISO 1133) .

7. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero termoplástico es una poliolefina monomodal.

8. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero termoplástico es un polietileno.

9. Cable según la reivindicación 8, caracterizado porque el polímero termoplástico es un homopolímero de etileno.

10. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la composición incluye más de 50, 0 partes en peso del polímero termoplástico por cada 100 partes en peso de polímero en la composición.

11. Cable según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende una primera capa (3) semiconductora que rodea al elemento conductor alargado (2) , una segunda capa (4) eléctricamente aislante, que rodea a la primera capa (3) , y una tercera capa (5) semiconductora que rodea a la segunda capa (4) , siendo una de estas tres capas (3, 4, 5) la citada capa no reticulada.

12. Cable según la reivindicación 11, caracterizado porque la capa no reticulada es la capa (4) eléctricamente aislante.

13. Cable según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque las tres capas (3, 4, 5) del cable son capas no reticuladas.