BR112016016092B1

BR112016016092B1 - Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão

Info

Publication number: BR112016016092B1
Application number: BR112016016092-4A
Authority: BR
Inventors: Gabriele Perego; Roberto Candela; Donald PARRIS
Original assignee: Prysmian S.P.A.
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2022-05-17
Also published as: EP3097569A1; CN106030723B; US20160336090A1; CN106030723A; CA2936606C; AU2014378708B2; BR112016016092A2; CA2936606A1; WO2015110139A1; US9837183B2; AU2014378708A1; NZ721792A

Abstract

cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão a presente invenção refere-se a um cabo elétrico de alta tensão. em particular, a presente invenção refere-se a um cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão (hvac) para a transmissão ou distribuição de potência em linhas de transmissão de energia elétrica subterrâneas, tendo uma capacidade reduzida obtida ao reduzir a densidade da camada isolante.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um cabo elétrico de alta tensão. Em particular, a presente invenção refere-se a um cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão para a transmissão e distribuição de potência em linhas de transmissão de energia elétrica subterrâneas.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[002] As linhas de transmissão de energia elétrica suspensas são estruturas tradicionalmente usadas em transmissão e distribuição de potência elétrica para transmitir energia elétrica de corrente alternada de alta tensão (HVAC) ao longo de distâncias longas. Os cabos em linhas de transmissão de energia elétrica suspensas consistem, essencialmente, em um ou mais condutores metálicos (normalmente três ou quatro) suspensos por torres. Em linhas de transmissão de energia elétrica suspensas, o isolamento dos condutores é provido pelo ar.

[003] Por toda a presente descrição, o termo “alta tensão” se refere a uma tensão acima de 30 kV.

[004] A energia elétrica HVAC pode também ser transmitida por linhas de transmissão de energia elétrica subterrâneas.

[005] As linhas de transmissão de energia elétrica subterrâneas podem ser uma alternativa atrativa para linhas de transmissão de energia elétrica suspensas por várias razões, como, por exemplo, estética do ambiente, diminuição de emissões de campos eletromagnéticos na área circundante e redução do risco de dano causado por tempestades, ventos fortes, gelo, tempestades de neve, quedas de árvores e assim por diante.

[006] Ao contrário das linhas de transmissão de energia elétrica suspensas, nas linhas de transmissão de energia elétrica subterrâneas, o ar não provê isolamento e, por conseguinte, o condutor metálico precisa ser de outro modo isolado.

[007] Em geral, os cabos de HVAC para linhas de transmissão de energia elétrica subterrâneas são providos com um condutor elétrico metálico (normalmente alumínio ou cobre) circundado - a partir da camada radialmente mais interna até a camada radialmente mais externa - com uma camada semicondutora interna, uma camada isolante e uma camada semicondutora externa. Tais camadas são normalmente feitas a partir de material polimérico. Devido à presença de uma camada isolante, os cabos para linhas de transmissão de energia elétrica subterrâneas são conhecidos como “cabos isolados”.

[008] Devido à presença da dita camada isolante, os cabos isolados de HVAC têm uma capacidade maior que aquela de cabos usados em linhas suspensas em que o isolamento é provido pelo ar circundante.

[009] Como pode ser constatado a partir de Gagari D., International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE) Vol. 2, no 4, agosto de 2012, páginas 447 a 451, a capacidade maior promove, em uma linha de transmissão de potência elétrica, o chamado “efeito Ferranti”, isto é, em uma linha de transmissão de potência elétrica CA a tensão de extremidade de recebimento é maior que a tensão de extremidade de envio. Esse efeito é mais acentuado quanto mais longa é a linha e mais alta a tensão aplicada, e gera sobrecargas temporárias indesejáveis.

[0010] Como relatado, por exemplo, em “Technical Report on using EHV cables as alternatives to Overhead Lines”, 2009, Tokyo Electric Power Company, mesmo mediante a compensação da capacidade em cada extremidade do cabo, a tensão em algum lugar no centro do cabo pode se tornar inaceitavelmente alta, que irá envelhecer prematuramente o isolamento do cabo entre outras coisas. A compensação da capacidade do cabo assume a forma de reatores ou bobinas grandes que conectam os núcleos do cabo à terra. Por exemplo, uma linha de transmissão de energia elétrica subterrânea HVAC de 400 kV com cerca de 160 km de comprimento, exigiu 24 reatores para compensar completamente a capacidade do cabo.

[0011] A requerente enfrentou o problema para prover cabos isolados de HVAC de baixa capacidade para distribuição e transmissão de potência. Sabe-se que os cabos isolados de baixa capacidade podem ser obtidos mediante o aumento da espessura do isolamento. Entretanto, essa solução tem várias desvantagens, como a redução de flexibilidade, o aumento de peso do cabo, redução de comprimento do cabo que pode ser transportado, exigindo, dessa forma, mais juntas, e um aumento geral de custos de fabricação e posicionamento.

[0012] É também conhecido, ainda, que os cabos isolados de baixa capacidade podem ser obtidos mediante a redução da constante dielétrica (ou permissividade elétrica, εr) do material polimérico que é usado para formar a camada isolante.

[0013] A constante dielétrica (εr) de um material polimérico é conhecida por ser diretamente proporcional a sua polaridade e densidade.

[0014] Em relação à polaridade, os polímeros especiais, por exemplo, polímeros fluorados, têm uma polaridade e, como consequência, uma constante dielétrica menor que os polímeros de poliolefina geralmente empregados como material de base para uma camada isolante de HVAC. Entretanto, tais polímeros especiais são notavelmente mais caros que os polímeros de poliolefina e seu uso é desvantajoso a partir do ponto de vista econômico.

[0015] Em relação à densidade, a mesma pode ser diminuída mediante a expansão do material polimérico. Entretanto, uma expansão cria inevitavelmente vazios e microvazios na camada isolante, que estão na origem de fenômenos de descarga parcial.

[0016] Como a partir de, por exemplo, “The Propagation of Partial Discharge Pulses in a High Voltage Cable”, ZZ. Liu et al., 1999, em Proc. Of AUPEC/EECON eds, 26 a 29 de setembro; Darwin, Austrália, Northern Territory, Austrália, páginas 287 a 292, a atividade de descarga parcial (PD) em cabos de alta tensão é causada por diversos defeitos, como vazios. Os vazios ou cavidades preenchidas com gás são formados em isolamento sólido durante a fabricação, instalação ou operação. Quando a tensão elétrica no espaço vazio excede a resistência à decomposição do gás dentro do espaço vazio, descargas parciais irão ocorrer. PDs irão gradualmente degradar e corroer os materiais dielétricos, eventualmente levando à decomposição final.

[0017] Os fenômenos de descarga parcial presumem relevância particular na transmissão e distribuição de corrente alternada devido à inversão contínua da carga elétrica.

[0018] Dessa forma, existe um preconceito na técnica em relação à diminuição da densidade da camada isolante mediante a criação de vazios, ou mesmo microvazios, especialmente em cabos para as linhas de transmissão de energia elétrica de corrente alternada de alta tensão.

[0019] US 6.759.595 lida com a terminação externa para um cabo de alta tensão, compreendendo um corpo isolante para a recepção do cabo de alta tensão, um composto para preenchimento provido dentro do corpo isolante. As “microesferas” ocas preenchidas com gás podem ser providas no composto para preenchimento para compensar o volume, por exemplo, durante alterações de temperatura. O documento menciona que o gás nas cavidades ocas em um meio isolante apresenta um risco maior de descarga parcial.

[0020] GB 2 209 167 se refere a um material compósito de constante dielétrica baixa, tendo propriedades elétricas aprimoradas mediante a incorporação de esferas ocas mínimas em um poli(tetrafluoroetileno) fibroso (PTFE). O artigo de mistura formado é sinterizado. Quando o material compósito é usado como o material isolante elétrico, é desejável, a partir do ponto de vista de efeito de incorporação, selecionar a quantidade de esferas ocas aproximadamente na faixa a partir de 50% em peso a 95% em peso com base na quantidade do material compósito.

[0021] EP 1 639 608 descreve materiais isolantes de alta tensão na forma líquida e sólida, que são providos, em particular, para o uso em geradores de alta tensão, por exemplo, para tecnologia de rádio e tomografia computadorizada. O componente isolante de alta tensão é duro e semelhante à espuma e compreende uma matriz polimérica e uma carga, em que a carga é formada por esferas ocas, em que as esferas ocas são feitas a partir de um material adicional e são preenchidas com um gás. As esferas ocas podem ser feitas a partir, por exemplo, de vidro. As esferas ocas têm, preferivelmente, um diâmetro de, por exemplo, até cerca de 100 μm. A constante dielétrica do material isolante pode ser reduzida adicionalmente, à medida que a fração de gás no material isolante é maior. Essa fração aumenta à medida que o número e diâmetro das esferas ocas aumentam. Os materiais isolantes são produzidos sob a forma de partes moldadas por injeção de alta potência.

[0022] A inclusão de partículas ou esfera oca em um componente isolante também deveria ser levada em conta no processo de fabricação do mesmo. Embora o isolamento de um produto final distinto seja tipicamente produzido por meio de moldagem, a camada isolante de um produto final contínuo, como um cabo, é produzida por extrusão em que a tensão de pressão e cisalhamento pode ser desafiadora para algum material.

[0023] A requerente constatou agora surpreendentemente que a capacidade de cabos para linhas de transmissão de energia elétrica de corrente alternada de alta tensão (HVAC) pode ser reduzida mediante a redução da constante dielétrica da camada isolante dos mesmos, através de uma redução de densidade de camada isolante por meio da introdução de uma carga contendo vazio no polímero da camada isolante sem prejudicar as propriedades elétricas da camada isolante.

[0024] Em particular, a requerente constatou que as perdas dielétricas aumentam e/ou os fenômenos de descarga parcial não são observados na camada isolante extrudada de um cabo de alta tensão com partículas contendo espaço vazio, desde que o tamanho e quantidade de tais partículas sejam adequadamente selecionados.

[0025] Nessas condições, o polímero isolante compreendendo uma carga contendo vazio não afeta negativamente outras propriedades elétricas da camada isolante, como resistência ao isolamento, estabilidade térmica, rigidez dielétrica, resistência mecânica, resistividade e resistência química.

[0026] Dessa forma, em um primeiro aspecto, a presente invenção se refere a um cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão compreendendo um condutor elétrico metálico circundado por pelo menos uma camada isolante extrudada, em que a dita camada isolante compreende de 1% em peso a 30% em peso de uma carga contendo vazio feita de partículas que têm um diâmetro médio até 50 μm dispersas em um material polimérico isolante.

[0027] Para o propósito da presente descrição e das reivindicações anexas, exceto onde indicado o contrário, todos os números que expressam quantidades, quantias, porcentagens e assim por diante, devem ser compreendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo “cerca de”. Além disso, todas as faixas incluem qualquer combinação dos pontos máximos e mínimos descritos e incluem quaisquer faixas intermediárias nas mesmas, que podem ou não ser especificamente enumerados no presente documento.

[0028] Na presente descrição, o termo “núcleo de cabo” se refere à porção do cabo compreendendo um condutor elétrico, uma camada isolante que circunda o dito condutor e, opcionalmente, pelo menos uma camada semicondutora, por exemplo, uma camada semicondutora interna que circunda o condutor em uma posição radialmente interna em relação à camada isolante e/ou uma camada semicondutora externa que circunda a camada isolante. Na presente descrição e reivindicações, o termo “carga contendo vazio” se refere a um material sob a forma de partículas que compreendem espaço(s) vazio(s) dentro das mesmas, por exemplo, partículas ocas, partículas porosas ou partículas que desenvolvem uma estrutura esponjosa após a expansão.

[0029] Quando as partículas da carga contendo vazio não são substancialmente esféricas, o “diâmetro médio” é o diâmetro da menor esfera que contém a partícula substancialmente não esférica.

[0030] Preferivelmente, o material polimérico isolante é selecionado do grupo compreendendo poliolefinas, que inclui tanto homopolímeros de uma única olefina como copolímeros de duas ou mais olefinas diferentes.

[0031] Mais preferivelmente, o material polimérico isolante é selecionado do grupo compreendendo: polietileno (PE), como PE de alta densidade (HDPE), PE de densidade média (MDPE), PE de densidade baixa (LDPE), PE de densidade baixa linear (LLDPE), PE de densidade muito baixa (VLDPE); polipropileno (PP); borracha de etileno/propileno (EPR); borrachas de etileno/propileno/dieno (EPDM); copolímeros de etileno/α-olefina; e copolímeros dos mesmos ou misturas dos mesmos.

[0032] Em uma modalidade preferida, a camada isolante compreende de 5% em peso a 25% em peso, mais preferivelmente, a partir de 10% em peso a 20% em peso, e com a máxima preferência, a partir de 14% em peso a 18% em peso, de carga contendo vazio.

[0033] Em uma modalidade preferida, as partículas da carga contendo vazio têm um diâmetro médio até 40 μm, mais preferivelmente, até 30 μm e com a máxima preferência até 20 μm.

[0034] Em uma modalidade preferida, as partículas da carga contendo vazio têm um diâmetro médio de pelo menos 1 μm, mais preferivelmente, de pelo menos 10 μm.

[0035] Vantajosamente, as partículas da carga contendo vazio têm um diâmetro médio a partir de 15 μm a 20 μm.

[0036] A requerente observou que é importante controlar o diâmetro médio das partículas da carga contendo vazio para que sejam dispersas na camada isolante de acordo com a presente invenção. Em particular, a requerente observou que quando o diâmetro médio das partículas é maior que 50 μm, os fenômenos de descarga parcial podem ocorrer na camada isolante. Quando o diâmetro médio é menor que 1 μm, as partículas podem se romper durante o processo de extrusão da camada isolante; além disso, o uso de partículas tão finas pode ocasionar problemas de gerenciamento e poluição em uma usina de fabricação.

[0037] As partículas da carga contendo vazio podem ser partículas ocas, como esferas ocas. As esferas ocas adequadas para a invenção podem ser preenchidas com ar, mas são, preferivelmente, preenchidas com um gás inerte, por exemplo, N2 e/ou CO2. Alternativamente, as partículas da carga contendo vazio podem ser partículas porosas, como partículas de aerogel de dióxido de silício; ou partículas expansíveis na temperatura de fabricação de isolamento e capazes de desenvolver uma estrutura esponjosa após a expansão, por exemplo, partículas poliméricas que contêm um agente de formação de espuma.

[0038] Na presente descrição e reivindicações, a expressão “temperatura de fabricação de isolamento” se refere à temperatura de extrusão do material polimérico isolante.

[0039] As partículas da carga contendo vazio podem ser feitas a partir de materiais inorgânicos ou orgânicos. Preferivelmente, os materiais inorgânicos adequados para as partículas da invenção são vidro ou aerogel de sílica. Embora não esteja ligada a qualquer teoria para explicar a presente invenção, a requerente acredita que, devido ao fato de que a constante dielétrica das partículas de vidro (εr =3,7 tipicamente) é maior que aquela do material polimérico isolante da camada isolante, em particular, de poliolefinas (εr =2,2 a 2,4), a tensão elétrica na superfície das esferas ocas de vidro ou das partículas de aerogel de sílica porosas diminui e, como consequência, as propriedades elétricas da camada isolante não são danificadas.

[0040] Vantajosamente, os materiais orgânicos adequados para as partículas da invenção são polímeros com uma constante dielétrica menor que aquela do material polimérico isolante, como polipropileno (εr =1,5 a 2,2), metacrilato de polimetila (ε=2,6), poli-4-metil-penteno (εr =2,12) ou um polímero fluorado. As partículas orgânicas da carga contendo vazio podem ser sob a forma de esferas ocas, partículas porosas ou expansíveis. Nos últimos casos, as partículas são vantajosamente feitas a partir de poli-4- metilpenteno contendo um agente de processamento adequado, em particular, dióxido de carbono supercrítico.

[0041] Quando as partículas da carga contendo vazio são partículas ocas, as mesmas têm, preferivelmente, uma espessura de parede até 0,50 μm, e mais preferivelmente até 0,40 μm. Em uma modalidade preferida, as partículas ocas têm uma espessura de parede de pelo menos 0,10 μm e, mais preferivelmente, de pelo menos 0,20 μm. As partículas que têm uma espessura de parede a partir de 0,20 μm a 0,50 μm são adequadas para conter a pressão de extrusão durante a fabricação de isolamento sem serem danificadas.

[0042] Os cabos elétricos HVAC da invenção podem ser um cabo de múltiplos núcleos - que tem, por exemplo, três núcleos de cabo - ou um cabo de núcleo único.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0043] A presente invenção será mais bem compreendida mediante a leitura da seguinte descrição detalhada, dada a título de exemplo, e não de limitação, a ser lida com os desenhos anexos, em que: a figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um cabo elétrico HVAC de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção; a figura 2 mostra uma vista em seção transversal de um cabo elétrico HVAC de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0044] A figura 1 mostra uma primeira modalidade de um cabo HVAC de acordo com a presente invenção.

[0045] De acordo com esta modalidade, o cabo 1 compreende um condutor metálico 11, uma camada semicondutora interna 12, uma camada isolante 13 e uma camada semicondutora externa 14, que constituem o núcleo de cabo. O núcleo de cabo é circundado por um escudo de metal 15 e um revestimento externo 16.

[0046] O condutor metálico 11 pode ser feito a partir de cobre, alumínio ou compósitos dos mesmos. O condutor metálico 11 pode ser sob a forma de uma haste ou pode ser feito a partir de fios entrançados em conjunto por meio de técnica convencional.

[0047] A área em seção transversal do condutor metálico 11 é determinada em relação à potência a ser transportada na tensão selecionada. Por exemplo, as áreas em seção transversal para os cabos HVAC, de acordo com a presente invenção, se situam na faixa a partir de 30 mm2 a 3.000 mm2.

[0048] A camada isolante 13 de acordo com a presente invenção é, preferivelmente, feita a partir de um material polimérico de poliolefina, por exemplo, um copolímero ou homopolímero de polietileno ou um copolímero de polipropileno. No caso de polietileno, o material polimérico é vantajosamente reticulado. No caso de um copolímero de polipropileno, a camada isolante é, preferivelmente, com base em uma matriz de polipropileno profundamente misturada com um fluido dielétrico, como descrita nos WO 02/03398, WO 02/27731, WO 04/066318, WO 07/048422 e WO 08/058572.

[0049] As esferas ocas de vidro adequadas para a presente invenção são comercializadas, por exemplo, junto à 3M Company, St. Paul, Minn.

[0050] A camada semicondutora interna 12 e a camada semicondutora externa 14 são também feitas a partir de materiais poliméricos adequados. De acordo com uma modalidade preferida, o material polimérico para a camada semicondutora interna 12 e/ou a camada semicondutora externa 14 é similar àquele da camada isolante 13 adicionada com uma carga eletrocondutora, como negro de fumo, por exemplo, negro de fumo de fornalha eletrocondutor ou negro de fumo de acetileno, a fim de conferir propriedades semicondutoras para o material polimérico, em particular, um valor de resistividade volumétrica, em temperatura ambiente, de menos que 500 Qm, preferivelmente, menos que 20 Qm. Tipicamente, a quantidade de negro de fumo pode situar-se na faixa entre 1% em peso e 50% em peso, preferivelmente, entre 25% em peso e 40% em peso, em relação ao peso do polímero.

[0051] O material polimérico para a camada semicondutora interna 12 e/ou a camada semicondutora externa 14 pode ser o mesmo da camada isolante 13 ou quimicamente compatível com a mesma.

[0052] O uso do mesmo material polimérico tanto para a camada isolante 13 como para pelo menos uma dentre as camadas semicondutoras 12 e/ou 14 é particularmente vantajoso, visto que assegura excelente adesão entre camadas adjacentes e, como consequência, um bom comportamento elétrico. Essa vantagem é mais evidente quando a camada isolante 13 e as camadas semicondutoras 12 e/ou 14 são feitas a partir do mesmo material polimérico devido ao fato de que o campo elétrico, assim como o risco de descarga parcial, é alto na interface entre as ditas duas camadas.

[0053] Conforme representado na figura 1, o escudo de metal 15 é feito sob a forma de fios metálicos, por exemplo, fios de cobre, enrolados de forma helicoidal em torno da camada semicondutora externa 14.

[0054] De acordo com uma modalidade alternativa, o escudo de metal é feito a partir de uma lâmina ou tubo de metal contínuo, preferivelmente, alumínio ou cobre, que circunda a camada semicondutora externa. Nessa modalidade, o escudo de metal é soldado ou vedado com o uso de um material adesivo a fim de torná-lo à prova d'água.

[0055] O revestimento externo 16 é, preferivelmente, feito a partir de material polimérico, como cloreto de polivinila (PVC) ou polietileno (PE).

[0056] O cabo de acordo com a presente invenção pode ser fabricado por meio de processos conhecidos pelo versado na técnica.

[0057] Em particular, a camada isolante pode ser produzida por meio da (a) mistura de um material polimérico isolante com uma quantidade a partir de 1% em peso a 30% em peso de uma carga contendo vazio feita a partir de partículas com um diâmetro médio até 50 μm, (b) extrusão da composição polimérica resultante sobre o condutor metálico, coberto com uma camada semicondutora interna e, opcionalmente, (c) reticulação da dita composição polimérica.

[0058] Na etapa (a), a carga contendo vazio é adicionada ao material polimérico quando o último está sob a forma de uma massa fundida contida em um misturador contínuo do tipo Ko-Kneader (Buss) ou do tipo rosca dupla corrotativa ou contrarrotativa; ou em uma extrusora de rosca única. A mistura mecânica resultante de carga contendo vazio e material polimérico isolante é extrudada (etapa (b)) sobre o condutor metálico, coberto com uma camada semicondutora interna, através de uma cabeça de extrusão compreendendo pelo menos uma extrusora. Vantajosamente, a dita cabeçote de extrusão compreende três extrusoras (extrusão de cabeça tripla) para a coextrusão da camada de isolamento e camadas semicondutoras. A coextrusão gera uma adesão aprimorada entre as camadas coextrudadas resultando em um desempenho melhor do cabo.

[0059] A etapa de reticulação (c), se houver, pode ser realizada imediatamente após a etapa de extrusão, mediante a passagem do condutor metálico coberto com a dita camada de composição polimérica através de um tubo de vulcanização.

[0060] Outros aditivos convencionais que podem ser adicionados à composição polimérica da camada de isolamento, como antioxidantes, estabilizantes de calor, auxiliares de processamento, lubrificantes, aditivos estabilizantes de tensão, agentes antiqueimadura, e misturas dos mesmos.

[0061] O cabo HVAC de acordo com a presente invenção pode também ser completado mediante a adição de outras coberturas protetoras (blindagem), não representadas nas figuras.

[0062] A figura 2 mostra uma outra modalidade do cabo HVAC de acordo com a presente invenção. De acordo com essa modalidade, o cabo 2 compreende três núcleos de cabo, sendo que cada um compreende um condutor metálico 21, uma camada semicondutora interna 22, uma camada isolante 23 e uma camada semicondutora externa 24. Cada núcleo de cabo é circundado por um escudo de metal 25. Os três núcleos de cabo são entrançados e embutidos em uma carga (ou leito) 30 que, por sua vez, é circundada por um revestimento externo 26.

[0063] Na modalidade representada na figura 2, o cabo HVAC 2 compreende também três condutores de terra 29, sendo que cada um compreende um condutor metálico 27 e uma camada isolante 28.

[0064] Os condutores metálicos 21 e 27, a camada semicondutora interna 22, as camadas isolantes 23 e 28, a camada semicondutora externa 24, o escudo de metal 25 e o revestimento externo 26 podem ser feitos a partir de materiais já descritos em conexão com o cabo 1 da figura 1 para camadas de cabo análogas.

[0065] A presente invenção será explicada em maiores detalhes abaixo a título de exemplos, os quais não se destinam a limitar a presente invenção.

EXEMPLO 1

[0066] As seguintes composições foram preparadas com as quantidades relatadas na seguinte Tabela 1.

[0067] Quanto à amostra B, o polietileno de baixa densidade (LDPE) foi composto com microesferas vítreas ocas nas quantidades de acordo com a seguinte Tabela 1, em um misturador aberto na temperatura de 170 °C. O material polimérico foi fundido no misturador e as microesferas vítreas foram subsequentemente adicionadas etapa por etapa dentro de 20 minutos, mediante a mistura contínua. O material foi, então, coletado e triturado.

XLD 6000: microesferas vítreas ocas com um diâmetro médio de 18 μm, uma espessura de parede de 0,35 μm e preenchidas com uma mistura de CO2+ N2 (fabricadas junto à 3M Company, St. Paul, Minn.).

[0068] A densidade das amostras foi medida de acordo com CEI EN 60811- 1-3 (2001). Os resultados são descritos na seguinte Tabela 2.

[0069] A análise mostrou uma diminuição de densidade para a amostra B de acordo com a presente invenção, quando comparada à amostra de referência A.

EXEMPLO 2

[0070] A constante dielétrica das amostras do Exemplo 1 foi medida por um verificador de impedância de ponte LCR HP4284A (Hewlet-Packard) em termo de permissividade relativa (er) em frequências diferentes. Os resultados são apresentados na Tabela 3.

[0071] A constante dielétrica da amostra B de acordo com a invenção é significativamente menor que da amostra comparativa A em todas as frequências testadas.

EXEMPLO 3

[0072] A amostra B do Exemplo 1 foi testada em uma célula de acordo com o método CIGRE II para descrever o possível surgimento de fenômenos de descarga parcial.

[0073] Apesar da presença das microesferas vítreas ocas equivalentes a microvazios na camada isolante, nenhuma descarga parcial foi detectada em uma hora até 15 kV/mm.

Claims

1. Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão, compreendendo pelo menos um condutor elétrico metálico circundado por pelo menos uma camada isolante extrudada, em que a dita camada isolante compreende de 1% em peso a 30% em peso de uma carga contendo vazio feita de partículas, caracterizado pelo fato de que ditas partículas são partículas ocas, têm um diâmetro médio de 1 μm até 50 μm e têm uma espessura de parede de 0,20 μm a 0,50 μm e são dispersas em um material polimérico isolante.

2. Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito material polimérico é selecionado do grupo compreendendo poliolefinas, incluindo homopolímeros de uma única olefina e copolímeros de duas ou mais olefinas diferentes.

3. Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita camada isolante compreende de 5% em peso a 25% em peso da dita carga contendo vazio.

4. Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a dita camada isolante compreende de 10% em peso a 20% em peso da dita carga contendo vazio.

5. Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas partículas têm um diâmetro médio de até 40 μm.

6. Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas partículas têm um diâmetro médio de pelo menos 10 μm.

7. Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas partículas têm um diâmetro médio de 15 μm a 20 μm.

8. Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas partículas são feitas de materiais inorgânicos ou orgânicos.

9. Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito material inorgânico é vidro ou aerogel de sílica.

10. Cabo elétrico de corrente alternada de alta tensão de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito material orgânico é um polímero selecionado a partir de polipropileno, metacrilato de polimetila, poli-4-metilpenteno ou um polímero fluorado.