BR102012016455A2 - electric cable and same method of manufacture - Google Patents
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Abstract
CABO ELÉTRICO E MPETODO DE FABRICAÇçO DO MESMO. A presente invenção refere-se a um cabo elétrico (1) compreendendo um elemento alongado (4) envolvido por uma primeira camada (2) que compreende uma ligação de pelo menos dois filamentos (2a) metálicos, caracterizado pelo afto de todo o contorno de pelo menos dois filamentos metálicos comportar uma camada de alumina hidratada (9).ELECTRIC CABLE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME. The present invention relates to an electrical cable (1) comprising an elongate element (4) surrounded by a first layer (2) comprising a connection of at least two metallic filaments (2a), characterized by the outline of the entire contour of At least two metal filaments comprise a hydrated alumina layer (9).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CABO ELÉTRICO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DO MESMO".Report of the Invention Patent for "ELECTRIC CABLE AND MANUFACTURING METHOD".
A presente invenção refere-se ao campo dos cabos elétricos. A invenção se aplica tipicamente, mas não exclusivamente, aos cabos de transmissão elétrica de alta-tensão ou cabos aéreos de transporte de energia, bem conhecidos pelo anglicismo OverHead Lines (OHL).The present invention relates to the field of electric cables. The invention typically applies, but not exclusively, to high voltage electrical transmission cables or overhead power transmission cables, well known by the OverHead Lines (OHL) anglicism.
Os cabos OHL são tradicionalmente constituídos por elementos eletricamente condutores descobertos, esticados sobre um conjunto apropriado de mourões. Essas linhas são classicamente destinadas ao transporte da energia elétrica sob uma alta-tensão alternada (225 a 800 kV).OHL cables are traditionally comprised of bare electrically conductive elements, stretched over an appropriate set of posts. These lines are classically intended for the transport of electricity under an alternating high voltage (225 to 800 kV).
A presente invenção refere-se a um cabo elétrico que apresenta uma resistência à corrosão elevada, de modo a resistir às condições atmosféricas rudes, como a atmosfera salgada, próximo das costas ou a atmosfera sulfurada dos meios urbanos industrializados.The present invention relates to an electrical cable having a high corrosion resistance to withstand harsh weather conditions such as the salty atmosphere, near the coasts or the sulfur atmosphere of industrialized urban environments.
Os cabos OHL são geralmente fabricados à base de alumínio.OHL cables are generally made of aluminum.
Esse material apresenta, com efeito, um peso bastante pequeno em relação aos outros materiais condutores. Todavia, este possui uma resistência à corrosão bastante pequena. Foi, com efeito, constatado que, ao cabo de 2-3 anos em uma atmosfera muito corrosiva (atmosfera salgada ou sulfurada), 20 um condutor em alumínio ou em liga de alumínio apresentava fissuras que podem levar, com o tempo, a queda da linha aérea (ruptura dos filamentos que formam o cabo).This material has a very small weight in relation to other conductive materials. However, it has a very low corrosion resistance. Indeed, it was found that after 2-3 years in a very corrosive atmosphere (salty or sulfur atmosphere), 20 an aluminum or aluminum alloy conductor had cracks that could lead, over time, to fall. overhead line (rupture of the filaments that form the cable).
É por isso que é conhecido proteger os cabos de alumínio ou em liga de alumínio, aplicando-se uma camada de graxa sobre sua superfície 25 externa. Todavia, essa solução não é satisfatória, considerando-se que a camada de gordura tem uma ação limitada no tempo. Além disso, a camada de gordura gera um efeito coroa, provocando ele próprio um prejuízo sonoro que é desagradável para a população instalada nas proximidades da linha.This is why it is known to protect aluminum or aluminum alloy cables by applying a layer of grease on their outer surface. However, this solution is not satisfactory, considering that the fat layer has a limited action over time. In addition, the fat layer generates a crown effect, causing itself a noise damage that is unpleasant for the population in the vicinity of the line.
A patente FR 676 889 descreve um cabo elétrico de alta-tensão, compreendendo um elemento condutor central formado de fios metálicos redondos em alumínio e recoberto por uma camada externa formada de fios metálicos em forma de Z também em alumínio. Todavia, esse tipo de cabo elétrico não permite resistir suficientemente no tempo a atmosferas carregadas em sal ou em enxofre.FR 676 889 describes a high voltage electrical cable comprising a central conductive element formed of round aluminum metal wires and covered by an outer layer formed of aluminum Z-shaped metal wires. However, this type of electric cable does not allow sufficient weather resistance to salt or sulfur-laden atmospheres.
A presente invenção se refere também a um cabo elétrico apto a resistir ao calor, gerado, por exemplo, por um incêndio.The present invention also relates to a heat-resistant electrical cable generated for example by a fire.
Os cabos em alumínio ou em liga de alumínio, devido à sua baiAluminum or aluminum alloy cables, due to their low
xa resistência ao calor (o ponto de fusão do alumínio sendo com efeito de 658°C) não são utilizados em aplicações elétricas nas quais a temperatura pode ser elevada, por exemplo, na qual uma resistência ao fogo é requerida (por exemplo, lâmpada de saída auxiliar).Heat resistance (the melting point of aluminum being in effect 658 ° C) is not used in electrical applications in which the temperature may be high, for example, where a fire resistance is required (eg light bulb). auxiliary output).
Quando essa exigência é requerida, é conhecida a utilização naWhen this requirement is required, it is known to use the
técnica anterior dos cabos elétricos à base de cobre. O ponto de fusão do cobre é, com efeito, mais elevado que aquele do alumínio e é da ordem de 1083°C.prior art copper-based electrical cables. The melting point of copper is in fact higher than that of aluminum and is in the order of 1083 ° C.
A presente invenção tem por finalidade propor um novo cabo e15 létrico que evita todos os inconvenientes pré-citados ou parte deles. Em particular, o cabo elétrico, de acordo com a invenção, tem por finalidade resistir a condições atmosféricas severas e evitar assim a corrosão das linhas aéreas. Ele tem também por finalidade resistir a elevadas temperaturas, tais como as temperaturas de incêndio que podem ser da ordem de 600 a 20 1200°C, permitindo uma continuidade do sinal elétrico.The present invention aims to propose a new electric cable which avoids all or any of the aforementioned drawbacks. In particular, the electrical cable according to the invention is intended to withstand severe weather conditions and thus to prevent corrosion of overhead lines. It is also intended to withstand high temperatures, such as fire temperatures that can be in the range of 600 to 20,200 ° C, allowing continuity of the electrical signal.
Para isso, a invenção tem por objeto um cabo elétrico, compreendendo um elemento alongado, envolvido por uma primeira camada, compreendendo uma ligação de pelo menos dois filamentos metálicos (ou fios metálicos), caracterizado pelo fato de pelo menos uma parte do contorno de 25 pelo menos dois filamentos metálicos e, de preferência, todo o contorno de pelo menos dois filamentos metálicos comporta uma camada de alumina hidratada. Em outros termos, pelo menos dois filamentos metálicos são, cada um, envolvidos pelo menos em parte, até mesmo totalmente, por uma camada de alumina hidratada.For this purpose, the invention relates to an electrical cable comprising an elongate element surrounded by a first layer comprising a connection of at least two metallic filaments (or metallic wires), characterized in that at least a portion of the contour is formed. at least two metal filaments and preferably the entire contour of at least two metal filaments comprises a hydrated alumina layer. In other words, at least two metal filaments are each surrounded at least in part, even fully, by a hydrated alumina layer.
A requerente descobriu, de maneira surpreendente que a primeiThe applicant surprisingly found that the first
ra camada da invenção, formada com filamentos metálicos, cujo contorno ou periferia desses filamentos metálicos é feita de alumina hidratada, apresenta resistência à corrosão extremamente elevada.The layer of the invention, formed with metal filaments, whose contour or periphery of these metal filaments is made of hydrated alumina, exhibits extremely high corrosion resistance.
Além disso, essa primeira camada da invenção apresenta uma resistência à temperatura melhorada, permitindo uma continuidade do sinal elétrico. O cabo elétrico da invenção é assim capaz de resistir a incêndios, e isto notadamente apesar do baixo ponto de fusão do alumínio ou das ligas de alumínio capazes de formar o cabo. Com efeito, considerando-se que os filamentos constitutivos da primeira camada são em alumínio ou em liga de alumínio, a camada de alumínio hidratada permite envolver o alumínio ou a liga de alumínio, mesmo quando esta está em fusão. Além disso, a camada de alumina hidratada seguirá diretamente a dilatação do alumínio ou da liga de alumínio em fusão, aumentando assim a maleabilidade e a deformabilidade dos filamentos que formam o cabo, quando de choques térmicos, É por isso que, devido a essa dilatação, a continuidade do sinal elétrico ocorre sempre (os filamentos metálicos que constituem o cabo não se rompem sob o efeito do calor).Furthermore, this first layer of the invention has improved temperature resistance, allowing continuity of the electrical signal. The electrical cable of the invention is thus capable of resisting fire, and this notably despite the low melting point of aluminum or aluminum alloys capable of forming the cable. Since the constituent filaments of the first layer are made of aluminum or aluminum alloy, the hydrated aluminum layer makes it possible to enclose aluminum or aluminum alloy even when it is melting. In addition, the hydrated alumina layer will directly follow the swelling of the molten aluminum or aluminum alloy, thus increasing the malleability and deformability of the filaments that form the cable upon thermal shock. This is why, due to such swelling , the continuity of the electrical signal always occurs (the metallic filaments that make up the cable do not break under the effect of heat).
Em um modo de realização particular, cada um dos filamentos metálicos constitutivos da ligação da primeira camada compreende uma camada de alumina sobre todo o seu contorno.In a particular embodiment, each of the metallic filaments constituting the bonding of the first layer comprises an alumina layer over its entire contour.
Dessa forma, o conjunto da superfície externa da primeira camada é recoberto de uma camada de alumina. Em outros termos, a superfície externa da primeira camada compreende essa camada de alumina, essa camada estendendo-se notadamente ao longo do eixo longitudinal do cabo elétrico.Thus, the outer surface assembly of the first layer is covered with an alumina layer. In other words, the outer surface of the first layer comprises such an alumina layer, that layer extending noticeably along the longitudinal axis of the electric cable.
Entende-se por “superfície externa” a superfície que é a mais afastada do elemento alongado.By "outer surface" is meant the surface which is furthest from the elongate element.
De preferência, os filamentos metálicos da primeira camada estão aptos a conferir a essa primeira camada uma superfície sensivelmente regular, cada um dos filamentos constitutivos da primeira camada podendo notadamente apresentar uma seção transversal de forma complementar ao(s) filamento(s) que lhe é(são) adjacente(s).Preferably, the metallic filaments of the first layer are capable of imparting to this first layer a substantially even surface, each of the constitutive filaments of the first layer being able to have a cross section in a complementary manner to the filament (s) (are) adjacent.
De acordo com a invenção, por “filamentos metálicos aptos a conferir a essa primeira camada uma superfície sensivelmente regular, cada um dos filamentos constitutivos da primeira camada que pode notadamente apresentar uma seção transversal de forma complementar ao(s) filamento(s) que Ihe é(são) adjacente(s)”, entende-se que:a justaposição ou o encaixe do conjunto dos filamentos constitutivos da primeira camada, forma um envoltó5 rio contínuo (sem irregularidades), por exemplo, de seção circular ou oval ou ainda quadrada.According to the invention, by "metallic filaments capable of imparting to this first layer a substantially even surface, each of the constituent filaments of the first layer which may remarkably have a cross section in a complementary manner to the filament (s) adjacent (s) ”means that: the juxtaposition or fitting of the first strand constitutive filaments forms a continuous wrap (without irregularities), for example of circular or oval or even square section .
Assim, os filamentos de seção transversal em forma de Z ou em forma de trapézio são convenientes para a presente invenção, enquanto que filamentos de seção circular (cuja ligação não permite obter um envoltório regular), não entram na definição acima. Em particular, filamentos de seção transversal em forma de Z são preferidos.Thus, Z-shaped or trapezoidal cross-section filaments are convenient for the present invention, while circular-section filaments (whose connection does not allow a regular wrapping) do not fall into the above definition. In particular, Z-shaped cross-section filaments are preferred.
De maneira ainda mais preferida, a primeira camada apresenta uma seção transversal em forma de anel.Even more preferably, the first layer has a ring-shaped cross-section.
De acordo com uma primeira variante de realização, a primeira 15 camada é uma camada externa. De acordo com a invenção, entende-se por “camada externa” do cabo elétrico a última camada do cabo elétrico (isto é, a camada a mais no exterior do cabo elétrico), em particular aquela que é destinada a estar em contato com o meio externo ao cabo, isto é, geralmente com a atmosfera. Dessa forma, o cabo elétrico da invenção não compreende 20 outras camadas que envolvem a primeira camada. Assim, quando todos os filamentos metálicos constitutivos da primeira camada são envolvidos por essa camada de alumina e a primeira camada é a camada externa, a superfície externa do cabo elétrico da invenção compreende essa camada de aIumina ao longo de seu eixo longitudinal.According to a first embodiment, the first layer is an outer layer. According to the invention, "outer layer" of the electric cable means the last layer of the electric cable (ie the outermost layer of the electric cable), in particular that intended to be in contact with the outside the cable, that is, usually with the atmosphere. Accordingly, the electric cable of the invention does not comprise 20 other layers surrounding the first layer. Thus, when all the constituent metallic filaments of the first layer are surrounded by this alumina layer and the first layer is the outer layer, the outer surface of the electric cable of the invention comprises that alumina layer along its longitudinal axis.
De acordo com uma segunda variante de realização, a primeiraAccording to a second embodiment, the first
camada é recoberta por uma camada eletricamente isolante ou de um envoltório isolante.The layer is covered by an electrically insulating layer or an insulating wrap.
Na invenção, a camada de alumina hidratada é uma camada de hidróxido de óxido de alumínio ou em outros termos uma camada de hidróxido de alumina.In the invention, the hydrated alumina layer is an aluminum oxide hydroxide layer or in other terms an alumina hydroxide layer.
De acordo com uma primeira variante, a camada de alumina hidratada é uma camada mono-hidratada. A título de exemplo, pode-se citar, como alumina monohidratada, a boemita, que é o polimorfo gama de AIO(OH) ou AI2O3-H2O; ou a diáspora que o polimorfo alfa de AIO (OH) ou AI2O3. H2O.In a first embodiment, the hydrated alumina layer is a monohydrate layer. By way of example, bohemite, which is the polymorph gamma of A10 (OH) or Al2O3-H2O, may be cited as alumina monohydrate; or the diaspora is the alpha A10 (OH) or AI2O3 polymorph. H2O.
De acordo com uma segunda variante, a camada de alumina hidratada é uma camada poli-hidratada e, de preferência, uma camada trihid ratada.In a second embodiment, the hydrated alumina layer is a polyhydrate layer and preferably a trihydrate layer.
A título de exemplo, podem-se citar, como alumina tri-hidratada, a gibsita ou hidrargilita, que é o mpolimorfo gama de AI(OH)3; a baierita que é o polimorfo alfa de AI(OH)3; ou a nordstrandita, que é o polimorfo beta de AI(OH)3.By way of example, mention may be made, as alumina trihydrate, of gibbsite or hydrargylite, which is the polymorph gamma of AI (OH) 3; the baierite which is the AI (OH) 3 polymorph; or nordstrandite, which is the AI (OH) 3 polymorph beta.
A camada de alumina da invenção (isto é, camada de alumina hidratada) é uma camada cuja espessura é controlada. Em outros termos, ela é obtida por um método de fabricação, permitindo obter uma espessura sensivelmente constante e homogênea sobre todo o contorno do(s) filamen15 to(s) metálico(s). A título de exemplo, pode-se obter essa camada de alumina hidratada por anodização (cf. oxidação controlada).The alumina layer of the invention (i.e. hydrated alumina layer) is a layer whose thickness is controlled. In other words, it is obtained by a manufacturing method, allowing to obtain a substantially constant and homogeneous thickness over the entire contour of the metallic filament (s). By way of example, such anodized hydrated alumina layer can be obtained (cf. controlled oxidation).
Em uma primeira variante de realização, essa camada de alumina, essa camada de alumina hidratada não está presente sobre uma ou várias partes do cabo elétrico destinada(s) à ligação e isto, para facilitar sua instalação.In a first embodiment, this alumina layer, this hydrated alumina layer is not present on one or more parts of the electrical cable intended for connection and this, to facilitate its installation.
Em uma segunda variante de realização, a camada de alumina hidratada está apta a se partir no nível de uma zona de ligação (por exemplo, junção elétrica ou fixação elétrica), de modo a evitar em configuração operacional do cabo qualquer superaquecimento deste no nível dessa Iigação.In a second embodiment, the hydrated alumina layer is capable of cracking at the level of a bonding zone (e.g., electrical junction or electrical clamping), so as to avoid any cable overheating at the level of that connection. Iigation
Classicamente, as ligações no nível de uma junção elétrica (ligação cabo-cabo) ou ao nível de uma ancoragem elétrica (mourão-cabo) são feitas por intermédio de uma luva em material condutor, tal como em aço ou em alumínio. Por exemplo, no nível de uma junção, a extremidade de dois 30 cabos (de um comprimento de aproximadamente 80 cm), é inserida no interior da luva que é em seguida comprimida por um meio de aperto. Na zona de ligação, as extremidades do cabo são assim protegidas da corrosão pela luva.Classically, connections at the level of an electrical junction (cable-to-cable connection) or at the level of an electrical anchor (cable-tie) are made by means of a conductive sleeve, such as steel or aluminum. For example, at the level of a joint, the end of two cables (approximately 80 cm in length) is inserted into the glove which is then compressed by a clamping means. In the connection zone, the cable ends are thus protected from corrosion by the sleeve.
Os cabos elétricos da técnica anterior não compreendem camada de alumina hidratada sobre sua superfície externa, a corrente que circula no cabo é evacuada do material da camada externa para o material condutor 5 da luva.The prior art electric cables do not comprise hydrated alumina layer on their outer surface, the current circulating in the cable is evacuated from the outer layer material to the conductive material 5 of the glove.
No cabo elétrico, de acordo com a invenção, a camada de alumina que recobre de maneira preferida o contorno externo da primeira camada do cabo elétrico, é um isolante elétrico (1 pm de alumina permite isolar eletricamente uma tensão de 40V). Podia-se, portanto, pensar que ela oca10 siona um superaquecimento no nível da primeira camada não permitindo a evacuação da corrente que circula no cabo elétrico em direção à luva. Isto seria tanto mais prejudicial que a norma CEI 61284 especifica para isso que é temperatura de um condutor não deve ultrapassar 105°C o risco de acarretar uma deformação do condutor (além dessa temperatura é, com efeito, ob15 servado um tratamento de revenido que modifica as características mecânicas do cabo, notadamente quando este é à base de Iiga de alumínio) e provocar o arqueamento das linhas aéreas que poderiam então estar em contato com tetos de habitação ou em contato com árvores.In the electric cable according to the invention, the alumina layer preferably covering the outer contour of the first layer of the electric cable is an electrical insulator (1 pm alumina allows to electrically isolate a voltage of 40V). It could therefore be thought that it causes overheating at the level of the first layer and does not allow the current flowing through the electrical cable toward the glove to evacuate. This would be all the more detrimental as IEC 61284 specifies that the temperature of a conductor must not exceed 105 ° C and the risk of conductor deformation (in addition to this tempera- ture that modifies tempering treatment). mechanical characteristics of the cable, notably when it is based on aluminum alloy) and cause bending of the overhead lines that could then be in contact with housing ceilings or in contact with trees.
Todavia, a Requerente descobriu que a presença da camada de 20 alumina hidratada, notadamente no nível dessa zona de ligação, não era incômoda e não acarretava superaquecimento, considerando-se que esta se quebra, quando da instalação do cabo elétrico. Com efeito, a compressão exercida (segundo as normas em vigor) sobre a luva, por intermédio do meio de aperto é suficiente para romper a camada de alumina e assim fazer pas25 sar a corrente elétrica entre a primeira camada e a luva, notadamente quando a primeira camada é uma camada externa.However, the Applicant found that the presence of the hydrated alumina layer, notably at the level of this connection zone, was not uncomfortable and did not cause overheating, as it was considered to break when the electrical cable was installed. In fact, the compression exerted (according to the norms in force) on the glove by means of the clamping means is sufficient to break the alumina layer and thus to pass the electric current between the first layer and the glove, notably when the first layer is an outer layer.
De preferência, a espessura dessa camada de alumina (cf. filamentos da primeira camada) é de no máximo 20 pm, e, de preferência, de pelo menos 5 pm. De forma particularmente preferida, a espessura da camada de alumina pode ir de 6 a 15 pm, e de maneira ainda mais preferida, de 8 a 12 pm (bornes inclusos).Preferably, the thickness of such alumina layer (cf. first layer filaments) is at most 20 pm, and preferably at least 5 pm. Particularly preferably, the thickness of the alumina layer may range from 6 to 15 pm, and even more preferably from 8 to 12 pm (posts included).
O elemento alongado do cabo elétrico da invenção pode ser, de preferência, posicionado no centro do cabo (isto é, posição central). Pode ser um elemento eletricamente condutor e/ou um elemento de reforço mecânico.The elongate cable element of the invention may preferably be positioned in the center of the cable (i.e. central position). It may be an electrically conductive element and / or a mechanical reinforcing element.
De acordo com uma característica da invenção, entre o elemento alongado e a camada externa é disposta uma segunda camada. Pode-se falar mais particularmente de uma segunda camada dita camada interna.According to a feature of the invention, a second layer is disposed between the elongate member and the outer layer. One may speak more particularly of a second layer, said inner layer.
De acordo com uma primeira variante de realização, a camada interna compreende uma ligação de filamentos metálicos, cada um dos filamentos constitutivos da camada interna que apresenta uma seção transver10 sal de forma complementar ao(s) füamento(s) que Ihe é (são) adjacente(s). De maneira preferida, os filamentos da camada interna, uma vez ligados formam assim um envoltório externo que apresenta uma seção regular, por exemplo, circular, oval ou quadrada. De maneira ainda mais preferida, os filamentos da camada interna, uma vez ligados apresentam uma seção 15 transversal em forma de anel. A título de exemplo, os filamentos da camada interna podem apresentar uma seção transversal em forma de Z ou de trapézio, a forma em Z sendo preferida.According to a first embodiment, the inner layer comprises a bond of metallic filaments, each of the constituent filaments of the inner layer having a cross-section salt complementary to the current (s) thereof (s). adjacent (s). Preferably, the inner layer filaments, once bonded together, thus form an outer wrapper having a regular section, for example circular, oval or square. Even more preferably, the inner layer filaments, once bonded, have a ring-shaped cross-section 15. By way of example, the inner layer filaments may have a Z-shaped or trapezoidal cross-section, the Z-shape being preferred.
Em uma variante de realização, os filamentos da camada interna podem apresentar uma seção transversal de forma redonda.In one embodiment, the inner layer filaments may have a round cross-section.
De acordo com um modo de realização, pelo menos uma parteAccording to one embodiment, at least a portion of
do contorno dos filamentos metálicos, e, de preferência, todo o contorno dos filamentos metálicos da camada interna é formado também de uma camada de alumina, e, de preferência, de uma camada de alumina mono-hidratada.preferably, the entire outline of the metallic filaments of the inner layer is also formed of an alumina layer, and preferably of an alumina monohydrate layer.
A espessura dessa camada de alumina (cf. filamentos da segunda camada) varia também de 5 a 20 pm, de maneira preferida de 6 a 15 pm, e de maneira ainda mais preferida de 8 a 12 pm (bornes inclusos).The thickness of this alumina layer (cf. second layer filaments) also ranges from 5 to 20 pm, preferably from 6 to 15 pm, and even more preferably from 8 to 12 pm (posts included).
Em particular, o elemento alongado, a primeira camada (ou mais particularmente os filamentos metálicos constitutivos da primeira camada) e/ou a segunda camada (ou mais particularmente os filamentos metálicos constitutivos da segunda camada) são, de preferência, em alumínio ou em liga de alumínio.In particular, the elongate element, the first layer (or more particularly the constituent metallic filaments of the first layer) and / or the second layer (or more particularly the constituent metallic filaments of the second layer) are preferably aluminum or alloyed. aluminum.
Por “liga de alumínio”, entendem-se as ligas de alumínio definidas na Directive Aluminium Association de Washington DC 2086 ou as ligas que respondem à norma Européia EN573. Essas normas definem várias classes de ligas de alumínio que apresentam referências que vão de 1000 a 8000.“Aluminum alloy” means aluminum alloys as defined in the Washington DC 2086 Directive Aluminum Association or alloys meeting the European Standard EN573. These standards define various classes of aluminum alloys with references ranging from 1000 to 8000.
De preferência, o cabo elétrico da invenção é um cabo dePreferably, the electrical cable of the invention is a power cable.
transmissão elétrica de alta-tensão (OHL).high voltage electrical transmission (OHL).
Um outro objeto da invenção se refere a um cabo elétrico, compreendendo pelo menos um filamento metálico (ou fio metálico), notadamente em alumínio ou em liga de alumínio, caracterizado pelo fato de esse fila10 mento metálico compreende em toda a sua periferia uma camada de alumina hidratada, esse filamento metálico e a camada de alumina hidratada sendo tais como definidos na presente descrição. Esse filamento metálico envolvido com sua camada de alumina hidratada pode ser notadamente obtido pela etapa tem método de fabricação descrito a seguir, e mais particular15 mente por oxidação controlada.Another object of the invention relates to an electrical cable, comprising at least one metal filament (or metal wire), notably aluminum or aluminum alloy, characterized in that the metal filament comprises in its entire periphery a layer of hydrated alumina, such a metal filament and the hydrated alumina layer being as defined herein. Such a metal filament wrapped with its hydrated alumina layer can be remarkably obtained by the step having the manufacturing method described below, and more particularly by controlled oxidation.
Assim, o(s) filamento(s) metálico(s), cujo contorno ou periferia é envolvido(a) totalmente de alumina hidratada, apresenta, por um lado, uma resistência à corrosão extremamente elevada, e, por outro lado, uma resistência à temperatura melhorada, permitindo uma continuidade do sinal elétrico.Thus, the metallic filament (s) whose outline or periphery is completely enclosed in hydrated alumina has, on the one hand, extremely high corrosion resistance and, on the other hand, a high resistance to corrosion. at the improved temperature, allowing a continuity of the electrical signal.
Esse filamento metáiico pode ser classicamente envolvido por uma camada eletricamente isolante ou um envoltório isolante.This metallic filament may be classically surrounded by an electrically insulating layer or an insulating wrap.
Na presente invenção, independentemente do objeto da invenção, considerando-se o(s) filamento(s) metálico(s) não compreendem, de 25 preferência, camada de alumina cerâmica, e, mais geralmente, não compreendem camada de cerâmica, envolvendo a camada de alumina hidratada. Assim, a resistência ao fogo pode ser otimizada pela não presença de uma camada de alumina cerâmica, ou a não presença de uma camada de cerâmica, em torno da camada de alumina hidratada.In the present invention, regardless of the object of the invention, considering the metallic filament (s) preferably do not comprise ceramic alumina layer, and more generally do not comprise ceramic layer, involving the hydrated alumina layer. Thus, fire resistance can be optimized by the absence of a ceramic alumina layer, or the absence of a ceramic layer around the hydrated alumina layer.
Com efeito, quando de um incêndio, uma camada de aluminaIndeed, in the event of a fire, a layer of alumina
cerâmica que envolve a camada de alumina hidratada poderia danificar, de forma significativa, o filamento metálico. A camada de alumina cerâmica Iimitaria assim, quando de um incêndio, a continuidade do sinal elétrico do cabo elétrico em questão, isto é, quando o(s) filamento(s) metálico(s) está(ão) em fusão.Ceramic that surrounds the hydrated alumina layer could significantly damage the metallic filament. The ceramic alumina layer would thus limit the continuity of the electrical signal from the electrical cable in question, ie when the metallic filament (s) are melting.
O cabo elétrico assim definido nesse outro objeto da invenção pode ser utilizado notadamente no domínio da aeronáutica, no domínio ferroviário ou naquele das construções, por exemplo, para alimentar uma lâmpada de painel de saída auxiliar.The electric cable thus defined in this other object of the invention may be used notably in the aeronautics, rail or construction fields, for example, to power an auxiliary output panel lamp.
A presente invenção tem também por objeto um método de fabricação de um cabo elétrico, tal como descrito acima, caracterizado pelo fato de comportar as seguintes etapas:The present invention also relates to a method of manufacturing an electrical cable as described above, characterized in that it comprises the following steps:
a) realização de uma oxidação controlada sobre a superfície de pelo menos um filamento metálico, de maneira a formar uma camada de aIumina hidratada sobre pelo menos uma parte do contorno desse filamento metálico, e, de preferência, sobre todo o contorno desse filamento metálico;(a) performing controlled oxidation on the surface of at least one metal filament to form a hydrated alumina layer over at least a portion of the contour of that metal filament, and preferably over the entire contour of that metal filament;
eand
b) ligação de vários filamentos obtidos segundo a etapa a) a fim de formar a primeira camada, e opcionalmente a segunda camada, em torno do elemento alongado.b) joining various filaments obtained according to step a) to form the first layer, and optionally the second layer, around the elongate element.
A oxidação controlada permite obter uma camada de alumina hidratada, cuja espessura é sensivelmente constante e homogênea sobre o contorno do filamento metálico, contrariamente ao que se poderia obter com uma oxidação dita “ao ar livre”.Controlled oxidation provides a hydrated alumina layer whose thickness is substantially constant and homogeneous over the metallic filament contour, contrary to what might be achieved with so-called “outdoor” oxidation.
A título de exemplo, a oxidação controlada pode ser realizada por anodização. A anodização é mais particularmente uma oxidação controIada e eletroquímica da superfície de um material, tal como um material em alumínio ou em liga de alumínio.By way of example, controlled oxidation may be carried out by anodizing. Anodizing is more particularly a controlled electrochemical oxidation of the surface of a material, such as an aluminum or aluminum alloy material.
De preferência, o filamento metálico obtido na etapa a) pode sofrer uma colmatagem da camada de alumina hidratada, a fim de melhorar sua compacidade.Preferably, the metal filament obtained in step a) may be clogged with the hydrated alumina layer in order to improve its compactness.
Essa colmatagem pode, por exemplo, ser feita, realizando-seThis clogging can, for example, be done by
uma hidratação a quente do filamento metálico obtido na etapa a), mergulhando esse filamento na água fervendo. Essa etapa de colmatagem é realizada previamente à etapa b).a hot hydration of the metallic filament obtained in step a) by dipping this filament into boiling water. This clogging step is performed prior to step b).
Vantajosamente, o filamento obtido na etapa a) ou o filamento obtido após colmatagem, é enxaguado na água que sofreu osmose.Advantageously, the filament obtained in step a) or the filament obtained after sealing is rinsed in the osmosisized water.
Em um modo de realização preferido, na primeira camada, e opcionalmente na segunda camada, cada filamento apresenta uma seção transversal de forma complementar ao(s) filamento(s) que Ihe é adjacente, e estando apto a conferir à camada em questão uma superfície sensivelmente regular.In a preferred embodiment, in the first layer, and optionally in the second layer, each filament has a cross-section complementary to the adjacent filament (s), and being able to give the layer in question a surface. noticeably regular.
A invenção será melhor compreendida, e outras finalidades, detalhes, características e vantagens desta aparecerão mais claramente no decorrer da seguinte descrição de modos de realização particulares da invenção, dados unicamente a título ilustrativo e não íimitativo, em referência aos desenhos anexados.The invention will be better understood, and other purposes, details, features and advantages thereof will appear more clearly throughout the following description of particular embodiments of the invention, given solely by way of illustration and not limitation, with reference to the accompanying drawings.
Nesses desenhos:In these drawings:
- a figura 1 representa uma vista esquemática de seção de um- Figure 1 represents a schematic section view of a
cabo elétrico segundo um modo de realização da presente invenção;electrical cable according to one embodiment of the present invention;
- a figura 2 representa uma vista ampliada da camada externa do cabo elétrico, de acordo com a figura 1;Fig. 2 is an enlarged view of the outer layer of the electric cable according to Fig. 1;
- a figura 3 representa uma vista esquemática de seção de um cabo elétrico, de acordo com um outro modo de realização da presente invenção;Figure 3 is a schematic cross-sectional view of an electrical cable according to another embodiment of the present invention;
- a figura 4 representa uma vista ampliada da camada externa do cabo elétrico segundo a figura 3;Figure 4 is an enlarged view of the outer layer of the electrical cable as shown in Figure 3;
- a figura 5 representa uma fotografia, mostrando a camada de alumina hidratada, formada segundo o método da invenção;Figure 5 is a photograph showing the hydrated alumina layer formed by the method of the invention;
- a figura 6 representa um esquema de princípio de um teste de corrosão acelerada feito pelo presente requerente;Figure 6 is a schematic principle of an accelerated corrosion test made by the present applicant;
- a figura 7 representa uma fotografia que mostra a superfície de um cabo elétrico, segundo a técnica anterior (OHL padrão com graxa interFigure 7 is a photograph showing the surface of an electrical cable according to the prior art (standard OHL with grease).
na”), depois que esta tenha sofrido o teste de corrosão da figura 6;na ”), after it has undergone the corrosion test of Figure 6;
- a figura 8 representa uma fotografia que mostra a superfície de um cabo elétrico, segundo a invenção, depois que esse cabo elétrico tenha sofrido o teste de corrosão da figura 6;Figure 8 is a photograph showing the surface of an electrical cable according to the invention after the electrical cable has undergone the corrosion test of Figure 6;
- a figura 9 é um gráfico, mostrando a evolução da corrosão (profundidade média de brechas formadas pela corrosão em função do tempo) para três cabos elétricos: um primeiro cabo elétrico segundo a técnica anteFigure 9 is a graph showing the evolution of corrosion (average depth of gaps formed by corrosion as a function of time) for three electrical cables: a first electrical cable according to the prior art.
rior, compreendendo uma camada externa que comporta filamentos de seção transversal em Z (“OHL padrão sem graxa interna”), um segundo cabo elétrico conforme a técnica anterior, que compreende uma camada externa que comporta filamentos de seção transversal em Z com um enchimento interno em graxa (!OHL padrão”) e um outro cabo elétrico, segundo a inven10 ção (OHL solução”);comprising an outer layer comprising Z cross-filaments ("standard OHL without internal grease"), a second prior art electrical cable comprising an outer layer comprising Z cross filaments with an inner filler grease (! OHL standard ”) and another electrical cable according to the invention (OHL solution”);
- a figura 10 representa uma foto macroscópica de um fio de liga de alumínio bruto que sofreu um teste térmico (potência térmica de 440 watts) e- Figure 10 is a macroscopic photo of a raw aluminum alloy wire that has undergone thermal testing (thermal power 440 watts), and
- a figura 11 representa uma foto macroscópica de um fio de liga de alumínio anodizado, de acordo com a invenção, que sofreu mesmo testeFigure 11 is a macroscopic photo of an anodized aluminum alloy wire according to the invention which has undergone the same test.
térmico que o fio da figura 10 (potência térmica de 440 watts).thermal than the wire of figure 10 (thermal power of 440 watts).
Por razões de clareza, só os elementos essenciais para a compreensão da invenção foram representados de maneira esquemática nessas figuras e isto sem respeito pela escala.For the sake of clarity, only the elements essential for understanding the invention have been represented schematically in these figures and this without respect for scale.
O cabo elétrico 1, ilustrado nas figuras 1 e 2, corresponde a umThe electrical cable 1, shown in figures 1 and 2, corresponds to a
cabo elétrico de transmissão elétrica à alta-tensão do tipo OHL.OHL type high voltage electric transmission cable.
Esse cabo elétrico 1 compreende: um elemento eletricamente condutor central 4 alongado e, sucessivamente e coaxialmente, em torno desse elemento condutor central 4, uma camada interna 3 e uma camada 25 externa 2. As camadas interna 3 e externa 2 são também eletricamente condutoras. Em particular, o elemento central 4 está em contato com a camada interna 3 que e!a mesma está em contato com a camada externa 2.This electric cable 1 comprises: an elongated centrally conductive element 4 and successively and coaxially around this centrally conductive element 4, an inner layer 3 and an outer layer 25. The inner 3 and outer layers 2 are also electrically conductive. In particular, the central element 4 is in contact with the inner layer 3 which is in contact with the outer layer 2.
O elemento condutor 4 é formado de filamentos cilíndricos redondos 4a de alumínio ou de liga de alumínio em número de sete, cada filamento 4a sendo recoberto de gordura de graxas 5. Essa graxa 5 enche assim, ao mesmo tempo, os interstícios presentes entre os filamentos 4a e entre os filamentos 4a e a camada interna 3. A camada interna 3 e a camada externa 2 são constituídas de uma ligação de filamentos (3a e 2a) também em alumínio ou em liga de alumínio, cuja seção transversal é em forma de Z (ou em forma de “S” segundo a orientação Z). A geometria dos filamentos em forma de “Z” permite assim 5 obter uma superfície quase provida de nenhum interstício, podendo gerar acúmulos de umidade e, portanto, pólos de corrosão. Tal como representada na figura 1, a camada interna 3 compreende 13 filamentos de boemita (ver as figuras 4 e 5). Essa camada de alumina 9 é geralmente formada por anodização. A camada de alumina 9 forma assim um envoltório apto a conter o 10 alumínio ou a liga de alumínio, quando este está em fusão, por causa das temperaturas elevadas. Esse efeito será, além disso, demonstrado no teste 3 abaixo.The conductive element 4 is formed of round cylindrical filaments 4a of aluminum or aluminum alloy in number seven, each filament 4a being coated with grease 5. At the same time, grease 5 fills the gaps between the filaments 4a and between the filaments 4a and the inner layer 3. The inner layer 3 and the outer layer 2 are constituted by a filament bond (3a and 2a) also made of aluminum or aluminum alloy, whose cross section is Z-shaped. (or S-shaped according to Z orientation). The geometry of the “Z” filaments thus allows a surface to be almost provided with no interstices, which can generate moisture accumulations and therefore corrosion poles. As shown in figure 1, inner layer 3 comprises 13 bohemite filaments (see figures 4 and 5). This alumina layer 9 is generally anodized. The alumina layer 9 thus forms a wrapper capable of containing aluminum or aluminum alloy when it is melting because of the elevated temperatures. This effect will furthermore be demonstrated in test 3 below.
Em variantes de modos de realização representados nas figurasIn variants of embodiments shown in the figures
1 a 4, é possível modificar o número de filamentos 3a, 2a da camada interna e externa, sua forma, o número de camadas internas ou ainda o número de fios redondos, assim como a natureza de alumínio.1 to 4, it is possible to modify the number of filaments 3a, 2a of the inner and outer layer, their shape, the number of inner layers or even the number of round wires, as well as the nature of aluminum.
Um método de fabricação do cabo elétrico, de acordo com a invenção, vai então ser descrito.A method of manufacturing the electric cable according to the invention will then be described.
Esse método compreende várias etapas: uma etapa de deslubri20 ficação - decapagem de filamentos, uma primeira etapa de enxaguamento, uma etapa de neutralização, uma segunda etapa de enxaguamento uma etapa de anodização sob corrente em um eletrólito à base de ácido sulfúrico, uma terceira etapa de enxaguamento, uma etapa de colmatagem dos poros pela água quente e uma quarta etapa de enxaguamento.This method comprises several steps: a delubation-filament stripping step, a first rinse step, a neutralization step, a second rinse step, an anodizing step under current in a sulfuric acid-based electrolyte, a third step rinsing, a pore clogging step by hot water and a fourth rinsing step.
O material de partida é, por exemplo, um filamento ou fio de seThe starting material is, for example, a filament or strand of
ção transversal em Z em liga de alumínio tipo AGS (alumínio, magnésio, sílica, portando a referência 6201 da norma européia EN573), a altura do Z é de 2,9 mm, seja um diâmetro equivalente de 3,2 mm. O fio é acondicionado sobre bobina. Esses fios são comercializados com uma película de graxa 30 ligada ao método de trefilação. É por isso que, para o método de fabricação, é geralmente necessário proceder a uma etapa de deslubrificação.cross section in aluminum alloy type AGS (aluminum, magnesium, silica, bearing reference 6201 of European standard EN573), the height of the Z is 2.9 mm, or an equivalent diameter of 3.2 mm. The wire is wrapped over a spool. These wires are marketed with a grease film 30 attached to the drawing method. That is why, for the manufacturing method, it is generally necessary to perform a de-lubrication step.
A deslubrificação e a decapagem dos fios são feitas na maior parte do tempo por via química ou auxiliada por via eletrolítica. As operações de deslubrificação têm por finalidade eliminar os diferentes corpos e partículas contidos nas graxas, enquanto que a operação de decapagem serve para eliminar os óxidos presentes sobre o metal. Existem vários métodos de 5 decapagem: química eletrolítica ou mecânica. Esses métodos são conhecidos do técnico. A decapagem química consiste em eliminar os óxidos por dissolução, ver explosão da camada, sem atacar o metal subjacente. Para a deslubrificação/decapagem, é possível, por exemplo, utilizar uma solução industrial a 45 ml/L de GARDOCLEAN® (Sociedade CHEMETALL). A solu10 ção é essencialmente composta de soda (aproximadamente 30 g/L a 45 ml/L) e de tensoativos.The delubrication and stripping of the wires are done most of the time chemically or electrolytically assisted. The purpose of the degreasing operations is to eliminate the different bodies and particles contained in the greases, while the blasting operation serves to eliminate the oxides present on the metal. There are several 5 stripping methods: electrolytic or mechanical chemistry. These methods are known to the technician. Chemical stripping consists of dissolving the oxides by dissolving, seeing the layer explode without attacking the underlying metal. For degreasing / pickling, for example, a 45 ml / L industrial solution of GARDOCLEAN® (CHEMETALL Company) can be used. The solution is essentially composed of soda (approximately 30 g / l to 45 ml / l) and surfactants.
A etapa de neutralização dos fios permite não poluir o banho, permitindo a anodização. Além disso, essa etapa permite eliminar certos traços de óxidos podendo prejudicar a anodização. Essa etapa é feita em um 15 banho idêntico ao banho de anodização. Uma solução de ácido sulfúrico H2SO4 a 200 g/L à temperatura ambiente permitirá eliminar os eventuais resíduos de soda ligados à deslubrificação. A neutralização permite colocar a superfície do alumínio com mesmo pH que o banho anódico.The step of neutralization of the wires does not pollute the bath, allowing anodization. In addition, this step eliminates certain traces of oxides that may impair anodization. This step is done in a bath identical to the anodizing bath. A solution of sulfuric acid H2SO4 at 200 g / l at room temperature will eliminate any de-lubrication-linked soda residues. Neutralization allows the aluminum surface to be set to the same pH as the anodic bath.
Em seguida, os filamentos são anodizados. A anodização é ba20 seada no princípio da eletrólise na água. Em uma cuba cheia de tratamento permitindo o processo, isto é, em um meio ácido, tal como o ácido sulfúrico, a peça é colocada no anodo de um gerador de corrente contínua. O catodo do sistema é geralmente em chumbo (inerte ao meio). E!a pode também ser em alumínio ou inox, em certas instalações. Quando da eletrólise a camada 25 de óxido é elaborada a partir da superfície em direção ao núcleo do metal, contrariamente a um depósito eletrolítico. Para o alumínio, forma-se uma camada de alumina que tem um poder de isolante elétrico. Assim, a corrente não chega mais até o substrato, e é então protegida.Then the filaments are anodized. Anodizing is based on the principle of electrolysis in water. In a treatment-filled vat allowing the process, that is, in an acidic medium such as sulfuric acid, the part is placed on the anode of a direct current generator. The system cathode is usually lead (inert to the medium). E! A can also be aluminum or stainless in certain installations. Upon electrolysis the oxide layer 25 is formed from the surface towards the metal core, as opposed to an electrolyte deposit. For aluminum, an alumina layer is formed which has an electrical insulating power. Thus, the current no longer reaches the substrate, and is then protected.
As reações são as seguintes:The reactions are as follows:
· no catodo: 2H+ + 2e' -> H2· At the cathode: 2H + + 2e '-> H2
• no anodo: Al -> 3e' + Al3+, depois: 2 Al3 + 3 H2O -> ΑΙ2Οβ + 6• at the anode: Al -> 3e '+ Al3 +, then: 2 Al3 + 3 H2O -> ΑΙ2Οβ + 6
H+ • equação balanço: 2 Al + 3 H2O -> ΑΙ20β + 3 H2H + • balance equation: 2 Al + 3 H2O -> ΑΙ20β + 3 H2
Essas reações provocam, portanto, uma formação de uma camada de óxido de alumínio 9, a alumina que é um isolante. A corrente não chega, portanto, mais em direção à camada. É por essa razão que é preciso 5 utilizar um eietrólito que dissolve a camada, tal como o ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido crômico ou ainda ácido oxálico. Obtêm-se então esferas equipotenciais que progridem, produzindo estruturas hexagonais porosas. O processo de anodização depende da velocidade de dissolução. Com efeito:These reactions therefore cause a formation of an aluminum oxide layer 9, the alumina which is an insulator. The current no longer reaches the layer. That is why it is necessary to use an electrolyte that dissolves the layer, such as sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid or even oxalic acid. Progressing equipotential spheres are then obtained, producing porous hexagonal structures. The anodizing process depends on the rate of dissolution. Indeed:
• se Vdissolução > Voxidaçãoj tem-se uma decapagem• if Vissolution> Voxidationj has a pickling
· se Vdissolução > Voxidação, tem-se um polimento eletrolítico· If Vission> Voxidation, electrolyte polishing
• se Vdissolução ^ Voxidaçãoj tem-se uma anodizaçao.• if Dissolution ^ Voxidation already has an anodization.
A camada de alumina hidratada 9 em anodização sulfúrica se forma para o exterior e para o interior. A coloração é feita por impregnação do corante por absorção nos poros.Sulfur anodized hydrated alumina layer 9 forms outwards and inwards. Staining is done by impregnating the dye by absorption into the pores.
Os parâmetros eletrolíticos são impostos por uma densidade deThe electrolytic parameters are imposed by a density of
corante e uma condutividade do banho. Para a espessura desejada sobre o fio protótipo é de 8-10 pm, a densidade de corrente será fixado em 55-65 A/dm2 e a tensão será fixada em 20-21 V e uma intensidade de 280-350 A. Obtém-se assim o filamento ou fio 2a.dye and a conductivity of the bath. For the desired thickness on the prototype wire is 8-10 pm, the current density will be set at 55-65 A / dm2 and the voltage will be set at 20-21 V and an intensity of 280-350 A. thus the filament or yarn 2a.
A colmatagem é a técnica que permite a obturação ou o fechaSealing is the technique that allows the filling or closing of
mento das porosidades existentes em cada célula da camada de óxido. Essa obturação é obtida por transformação da alumina hidratada que constitui a camada anódica, acarretando uma dilatação e, portanto, um fechamento progressivo dos poros. Essa operação é realizada, imergindo-se as peças 25 anodizadas na água em ebulição (água que passou por osmose, apresentando uma temperatura superior a 80°C) para favorecer a cinética de reação. A colmatagem favorece assim uma boa manutenção à corrosão.porosities in each cell of the oxide layer. This obturation is obtained by transformation of the hydrated alumina that constitutes the anodic layer, causing a dilation and, therefore, a progressive closure of the pores. This operation is performed by immersing the anodized parts 25 in boiling water (water that has undergone osmosis, having a temperature above 80 ° C) to favor the reaction kinetics. Clogging thus favors good corrosion maintenance.
Os diferentes enxaguamentos são definidos por 3 etapas: enxaguamento grosseiro, enxaguamento próprio, secagem ao ar comprimido. O enxaguamento é feito pela água que sofreu osmose.The different rinses are defined by 3 steps: coarse rinse, self rinse, compressed air drying. Rinsing is done by water that has been osmosed.
Enfim, os filamentos 2a de seção transversal em Z são ligados, de maneira padrão, de maneira a se obter um cabo elétrico de uma seção de 455 mm2. Este se compõe de um elemento condutor central formado de 19 fios redondos em AGS 6201, sobre o qual é disposta uma camada interna composta de 18 filamentos/fios de seção transversal em Z de liga de alumínio AGS 6201 e sobre a qual é disposta uma camada externa que comporta 24 fios também de seção em Z obtidos segundo o método descrito acima.Finally, the Z-section filaments 2a are connected in a standard manner to provide a 455 mm2 section cable. This consists of a central conductor element formed of 19 round wires in AGS 6201, on which is laid an inner layer composed of 18 filaments / Z cross-section wires of aluminum alloy AGS 6201 and on which a layer is arranged. 24-wire section also obtained using the method described above.
O cabo elétrico, de acordo com a invenção, permite conseguir características anticorrosão superiores ao condutor padrão, conforme será demonstrado abaixo.The electrical cable according to the invention allows to achieve anti-corrosion characteristics superior to the standard conductor as shown below.
Teste 1: teste anticorrosão Um teste anticorrosão foi feito, a fim de comparar a resistênciaTest 1: Anticorrosion Test An anti-corrosion test was made in order to compare the strength
mecânica do cabo elétrico, de acordo com a invenção, com cabos padrões da técnica anterior.mechanical cable according to the invention with standard prior art cables.
Para isto, o cabo elétrico, de acordo com a invenção, “OHL solução” testado é o cabo elétrico obtido segundo o método acima e que apre15 senta para lembrete as características abaixo: um elemento eletricamente condutor central em AGS 6201 composto de 19 fios redondos, sobre o qual é disposta uma camada interna formada de 18 filamentos de seção em Z de AGS 6201 e sobre a qual é disposta uma camada externa, compreendendoFor this, the tested "OHL solution" power cable according to the invention is the power cable obtained according to the above method and which has the following characteristics to remind you of the following features: an electrically conductive central element in AGS 6201 composed of 19 round wires , on which an inner layer formed of 18 Z-section filaments of AGS 6201 is disposed and on which an outer layer, comprising
24 filamentos de seção em Z de ADS 6201 cuja borda é formada de uma camada de alumina mono-hidratada de 8 a 10 pm de espessura (denominado a seguir condutor AEROZ 1).24 Z-section filaments of ADS 6201 whose edge is formed of an 8 to 10 pm thick layer of alumina monohydrate (hereinafter referred to as the AEROZ conductor 1).
O cabo elétrico “PHL padrão sem graxa interna” é um cabo elétrico compreendendo um elemento eletricamente condutor central formado de 19 fios arredondados de AGS 6201, envolvido por uma primeira camada formada de 18 filamentos de seção em Z de AGS 6201. O condutor apresenta uma seção de 455 mm2. Para esse cabo, a graxa foi retirada.The standard “PHL without internal grease” electrical cable is an electrical cable comprising a central electrically conductive element formed of 19 rounded AGS 6201 wires, surrounded by a first layer formed of 18 AGS 6201 Z-section filaments. 455 mm2 section. For this cable, the grease has been removed.
O cabo elétrico “OHL padrão” é o mesmo cabo elétrico que aquele anteriormente descrito exceto que a graxa interna foi deixada.The standard “OHL” power cord is the same power cord as that previously described except that the internal grease has been left.
O teste de corrosão acelerado combina dois testes normalizados: o teste em nevoeiro salino e o teste de kersternich. O nevoeiro salino coloca em evidência uma corrosão úmida com a presença de cloreto de sódio (NaCI)1 permitindo um aumento da condutividade da umidade por conseguínte uma troca de íons mais importante acelerando o fenômeno de corrosão. O teste de kersternich permite colocar em evidência uma corrosão observável em meio industrial ou urbano pela injeção de produtos sulfurados em uma atmosfera úmida.The accelerated corrosion test combines two standardized tests: the salt fog test and the kersternich test. Saline fog highlights a wet corrosion with the presence of sodium chloride (NaCl) 1 allowing an increase in moisture conductivity by achieving a more important ion exchange accelerating the corrosion phenomenon. The kersternich test allows to highlight an observable corrosion in industrial or urban environment by the injection of sulfur products in a humid atmosphere.
5 O teste utilizado reuniu os dois testes conforme foi ilustrado na5 The test used combined the two tests as illustrated in
figura 6. Uma solução de NaCI com 5% é disposta no fundo de compartimento fechado e é aquecida a 50-60°C, a fim de reproduzir o nevoeiro salino, enquanto que o fornecimento de produtos sulfurados sob a forma gasosa é criado a partir de uma dissolução de cobre no ácido sulfúrico é pulveriza10 do no compartimento. As amostras 6 são colocadas no compartimento de maneira ordenada, permitindo uma circulação homogênea do ambiente poluído.Figure 6. A 5% NaCl solution is arranged at the bottom of the enclosure and heated to 50-60 ° C to reproduce salt fog, while the supply of gaseous sulphurous products is created from A dissolution of copper in sulfuric acid is sprayed into the compartment. Samples 6 are placed in the compartment in an orderly manner, allowing homogeneous circulation of the polluted environment.
Os parâmetros de acompanhamento, permitindo obter um teste reprodutível são: a temperatura da solução de NaCI. A concentração da solução em NaCI, o fluxo de ar injetado no ácido sulfúrico para uma transmissão no compartimento, a quantidade de cobre dissolvido e a concentração do ácido sulfúrico permitindo a dissolução do cobre.The follow-up parameters that allow a reproducible test to be obtained are: the temperature of the NaCI solution. The concentration of the solution in NaCl, the flow of air injected into the sulfuric acid for transmission in the compartment, the amount of dissolved copper and the concentration of sulfuric acid allowing the dissolution of copper.
São obtidos os resultados que aparecem nas figuras 7 a 9.The results shown in figures 7 to 9 are obtained.
Conforme mostra o gráfico da figura 9, o cabo elétrico, de acordo 20 com a invenção, não apresenta nenhuma marca/brecha de corrosão, o que não é o caso dos cabos elétricos segundo a técnica anterior. Ao cabo de 120 dias em uma atmosfera salina e sulfurada, o cabo elétrico da técnica anterior sem graxa apresenta mais de 350 microns de profundidades de injeções de corrosão observadas, mas de 150 para o cabo elétrico com graxa e nenhu25 ma ou quase nenhuma para o cabo elétrico, de acordo com a invenção. Esse gráfico mostra também o papel importante da graxa que, por seu ponto de gota, vai derreter para o exterior do cabo elétrico a fim de protegê-lo da corrosão.As shown in the graph of Fig. 9, the electrical cable according to the invention has no corrosion mark / gap, which is not the case with prior art electrical cables. After 120 days in a saline and sulfur atmosphere, the prior art grease-free power cable has more than 350 microns depths of observed corrosion injections, but 150 for grease power cable and no or almost 25 m for the cable. electric cable according to the invention. This graph also shows the important role of grease that, by its drop point, will melt outside the power cord to protect it from corrosion.
As fotografias de figuras 7 e 8 mostram as superfícies externas do cabo elétrico, de acordo com a invenção, (figura 8) e do cabo elétrico segundo a técnica anterior com graxa (figura 7) depois que estes tinham sido expostos mais de 200 dias à atmosfera hostil do compartimento de experiência. Constata-se que a superfície do cabo elétrico, de acordo com a invenção, não está estragada, contrariamente àquela do cabo elétrico, segundo a técnica anterior. Numerosas erosões, brechas são, com efeito, visíveis na figura 7. Por conseguinte, o cabo elétrico, de acordo com a invenção, resiste de forma eficaz a uma atmosfera muito corrosiva.The photographs of figures 7 and 8 show the external surfaces of the electrical cable according to the invention (figure 8) and the prior art electrical cable with grease (figure 7) after they had been exposed for more than 200 days to hostile atmosphere of the experience compartment. It is found that the surface of the electric cable according to the invention is not damaged, unlike that of the electric cable according to the prior art. Numerous erosions, cracks, are indeed visible in figure 7. Accordingly, the electric cable according to the invention effectively resists a very corrosive atmosphere.
Teste 2: Teste de validade, segundo a norma CEI61284.Test 2: Validity test according to IEC61284.
Testes foram feitos por um laboratório independente, sociedade DERVAUX, a fim de medir a temperatura do cabo elétrico segundo a invenção.Tests were made by an independent laboratory, DERVAUX, to measure the temperature of the electric cable according to the invention.
Para esses testes, o condutor AEROZ 1 foi testado, assim comoFor these tests, the AEROZ 1 conductor was tested as well as
um condutor AEROZ 2 (condutor idêntico ao AEROZ 1, exceto que os filamentos de seção em Z da camada interna apresenta também uma espessura de alumina de 8 a 10 pm).an AEROZ 2 conductor (identical conductor to AEROZ 1, except that the Z-section filaments of the inner layer also have an alumina thickness of 8 to 10 pm).
A fim de medir a temperatura, a sociedade DERVAUX seguiu o protocolo enunciado na norma CE161284.In order to measure temperature, DERVAUX has followed the protocol set out in CE161284.
Essa sociedade independente descobriu que, para os dois tipos de condutor, de acordo com a invenção, a temperatura não excedia 105°C e estavam, portanto, de acordo com a norma CEI61284.This independent company found that for both types of conductor, according to the invention, the temperature did not exceed 105 ° C and was therefore in accordance with IEC61284.
Embora a invenção tenha sido descrita em relação com um modo de realização particular, é evidente que ela não está de modo nenhum limitada a isto e que ela compreende todos os equivalentes técnicos dos meios descritos, assim como suas combinações, se estas entrarem no âmbito da invenção.Although the invention has been described in connection with a particular embodiment, it is apparent that it is by no means limited to this and that it comprises all the technical equivalents of the described means, as well as combinations thereof, if they fall within the scope of the invention. invention.
O cabo elétrico, de acordo com a invenção, permite também obter características antifogo superiores ao condutor padrão.The electric cable according to the invention also allows to obtain fire characteristics superior to the standard conductor.
Teste 3: Teste de manutenção ao calorTest 3: Heat Maintenance Test
Para realizar o teste de manutenção ao calor, fios de alumínio bruto foram comparados a fios, de acordo com a invenção, em particular a fios em liga de alumínio AGS 6201 recobertos com uma camada de boemita. A espessura da camada de alumina hidratada variava de 7 a 10 pm ao longo do fio. Os fios testados apresentam todos um diâmetro de 8 mm.To carry out the heat maintenance test, raw aluminum wires were compared to wires according to the invention, in particular to AGS 6201 aluminum alloy wires covered with a bohemian layer. The thickness of the hydrated alumina layer ranged from 7 to 10 pm along the wire. The tested wires all have a diameter of 8 mm.
O princípio do teste que foi feito sobre os fios (amostras) se baseia na indução. Via uma bobina, um campo magnético é criado em tomos das amostras. Por um princípio físico, os elétrons da matéria (o alumínio) vão ser excitados. Essa excitação vai gerar o calor até se obter em um ponto determinado (no meio da bobina) a fusão do substrato. A temperatura de fusão do alumínio (658°C).The principle of the test that was done on the wires (samples) is based on induction. Via a coil, a magnetic field is created around samples. On a physical principle, the electrons of matter (aluminum) will be excited. This excitation will generate heat until the substrate fuses at a certain point (in the middle of the coil). The melting temperature of aluminum (658 ° C).
Os parâmetros de aquecimento das amostras vão depender da potência emitida pelo indutor.The heating parameters of the samples will depend on the power emitted by the inductor.
Para esse teste, faz-se variar essa potência e destaca-se o tempo que leva a amostra para atingir a fusão e eventualmente se partir.For this test, this power is varied and the time taken for the sample to reach fusion and eventually to break is highlighted.
Durante o teste, uma câmera permite medir o tempo exato noDuring the test, a camera allows you to measure the exact time in the
qual as amostras vão eventualmente se partir.which samples will eventually break.
Os diferentes resultados obtidos são emitidos na tabela 1 abaixo.The different results obtained are given in table 1 below.
Fio em alumínio Fio, de acordo com a invenção Potência térmica Tempo antes da Potência térmi¬ Tempo antes da (watt) ruptura do fio (min) ca ruptura do fio 467 1 min 26 s 440 8 min 10 s 436 1 min 55 s 436 > 10 min 440 1 min 23 s 440 > 15 min 440 1 min 32 s 440 > 15 min 720 30 s 720 > 2 min 720 35 s 720 1 min 34 s 720 36 s 720 1 min 45 s Tabela 1: Resultados comparativos com a mesma potência da manutenção à fusão entre um fio de Iiga de alumínio e um fio de alumínio anodizado. Conforme mostra o teste acima, os filamentos, de acordo com aAluminum wire Wire according to the invention Thermal power Time before Thermal power¬ Time before (watt) wire break (min) and wire break 467 1 min 26 s 440 8 min 10 s 436 1 min 55 s 436 > 10 min 440 1 min 23 s 440> 15 min 440 1 min 32 s 440> 15 min 720 30 s 720> 2 min 720 35 s 720 1 min 34 s 720 36 s 720 1 min 45 s Table 1: Comparative results with the same fusion maintenance power between an aluminum alloy wire and an anodized aluminum wire. As the above test shows, the filaments according to the
invenção, resistem a elevadas temperaturas (figura 11) e não se cortam, contrariamente aos filamentos em alumínio puro (figura 10).invention resist high temperatures (Figure 11) and do not cut, unlike pure aluminum filaments (Figure 10).
Embora a invenção tenha sido descrita em relação com modos de realização particulares, é evidente que não está limitada e que compreende todos os equivalentes técnicos dos meios descritos, assim como suas combinações se estas entrem no âmbito da invenção.Although the invention has been described in connection with particular embodiments, it is evident that it is not limited and that it comprises all the technical equivalents of the described means and combinations thereof if they fall within the scope of the invention.
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