ES2437612T3 - Cable de corriente continua de alta tensión que tiene un aislamiento estratificado impregnado - Google Patents

Cable de corriente continua de alta tensión que tiene un aislamiento estratificado impregnado Download PDF

Info

Publication number
ES2437612T3
ES2437612T3 ES09796803.6T ES09796803T ES2437612T3 ES 2437612 T3 ES2437612 T3 ES 2437612T3 ES 09796803 T ES09796803 T ES 09796803T ES 2437612 T3 ES2437612 T3 ES 2437612T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
paper
cable according
polypropylene
sheet material
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES09796803.6T
Other languages
English (en)
Inventor
Mauro Maritano
Gianni Miramonti
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prysmian SpA
Original Assignee
Prysmian SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prysmian SpA filed Critical Prysmian SpA
Application granted granted Critical
Publication of ES2437612T3 publication Critical patent/ES2437612T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/48—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances fibrous materials
    • H01B3/52—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances fibrous materials wood; paper; press board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/48—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances fibrous materials
    • H01B3/54—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances fibrous materials hard paper; hard fabrics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H01B7/0208—Cables with several layers of insulating material
    • H01B7/0225—Three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/06—Gas-pressure cables; Oil-pressure cables; Cables for use in conduits under fluid pressure
    • H01B9/0688—Features relating to the dielectric of oil-pressure cables

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

Un cable de corriente continua (CC) de alta tensión que comprende: al menos un conductor eléctrico, al menos una capa semiconductora, al menos un aislamiento estratificado fabricado de enrollamientos de al menos un material laminar de papelpolipropileno,estando impregnado dicho aislamiento estratificado con al menos un fluido eléctricamenteaislante, en el que el al menos un fluido eléctricamente aislante tiene una viscosidad cinemática de al menos 10cm2/s a 60 ºC; en el que el material laminar incluye al menos una capa de papel que tiene una impermeabilidad al aire deal menos 100.000 Gurley seg-1.

Description

Cable de corriente continua de alta tensión que tiene un aislamiento estratificado impregnado
Antecedentes de la invención
La presente invención versa acerca de un cable de corriente continua (CC) de alta tensión que tiene un aislamiento estratificado impregnado. Más en particular, la presente invención versa acerca de un cable de CC de alta tensión que tiene un aislamiento estratificado fabricado de un material laminar de papel-polipropileno impregnado con un fluido aislante eléctricamente, siendo adecuado dicho cable para instalaciones terrestres o, preferentemente, submarinas.
Para los fines de la presente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, con la expresión “alta tensión” se quiere significar una tensión de al menos 35 kV. Para los fines de la presente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, con la expresión “muy alta tensión” se quiere significar una tensión de al menos 200 kV, preferentemente de al menos 300 kV.
Se conocen cables con un aislamiento estratificado impregnado en los que el conductor eléctrico está aislado eléctricamente al enrollar cintas delgadas fabricadas de papel o, preferentemente, de un material laminar de papelpoliolefina (normalmente polipropileno) de múltiples capas. Entonces, se impregna completamente el aislamiento estratificado con un fluido que tiene una resistividad eléctrica elevada y una viscosidad predeterminada, cuya importancia se expondrá a continuación.
Como se documenta, por ejemplo, en el documento US 6.207.261, ejemplos de cables de energía eléctrica de CC (corriente continua) y de CA (corriente alterna) impregnados incluyen:
cable relleno de aceite autónomo (OF) impregnado con aceite aislante que tiene una viscosidad relativamente baja, suministrado desde un aparato de alimentación de aceite proporcionado en un extremo, o en ambos, de la línea del cable, de forma que se mantenga la capa aislante bajo una presión positiva por medio del aceite aislante; cable OF de tipo tubo de alta presión (POF) desplegado al insertar un alma del cable (conjunto de conductor/es y aislamiento del cable) en un tubo de acero instalado previamente, vaciar el tubo de acero y llenar el tubo de acero con un aceite aislante que tiene una viscosidad ligeramente superior a la del aceite aislante para el cable OF; cable de papel impregnado (o compacto) que está impregnado con un aceite aislante que tiene una mayor viscosidad que la del aceite aislante para el cable POF, cubierto por una vaina metálica.
Los cables de papel impregnado de corriente continua de alta tensión (HVDC) son especialmente útiles para un transporte de energía de larga distancia, especialmente a lo largo de líneas submarinas, como, por ejemplo, según el documento US 4.782.194 o el documento WO 99/33068. Además de las ventajas proporcionadas por el transporte de corriente continua (por ejemplo, pérdidas dieléctricas sistemáticamente reducidas), los cables de HVDC no adolecen de una migración de fluido encontrada en los cables de papel impregnado de HVAC (corriente alterna de alta tensión). Los cables impregnados con aceite de HVAC son normalmente de los tipos OF o POF mencionados anteriormente.
El documento GB 2.196.781 da a conocer composiciones conocidas para impregnar un aislamiento en capas para un cable de CC que tienen una viscosidad, a temperatura ambiente (20!C), desde 10 hasta 500 cm2/s.
La etapa de impregnar el material laminar de papel-polipropileno con el fluido es crítica. En particular, se sumerge el alma del cable laminado semiacabado en el fluido y se deja que se asiente durante un periodo que dura, típicamente, aproximadamente 30 días para permitir que el fluido penetre incluso hasta las capas más internas radialmente del material laminar. Una penetración total y completa es de suma importancia para evitar una reducción significativa del rendimiento eléctrico. Durante la impregnación el material laminar aumenta de volumen hasta cierto punto, debiéndose el fenómeno principalmente al aumento de volumen de la capa de polipropileno. Tal aumento de volumen podría provocar una exfoliación. La posible separación de una capa de la otra, aunque sea parcial, tiene consecuencias sumamente graves sobre la funcionalidad del cable. Se han realizado esfuerzos para mejorar la adhesión entre el papel y el polipropileno para obtener un material laminar con una resistencia mejorada al aumento de volumen. Se consideraron características como la densidad y la permeabilidad del papel, la cristalinidad del polipropileno, un tratamiento especial en la fabricación del material laminar.
El uso de un fluido de alta viscosidad, como se utiliza generalmente para cables de papel impregnado, hace que el procedimiento de impregnación sea aún más crítico, como se explica a continuación en el presente documento.
La patente US nº 5.850.055 versa acerca de un cable eléctrico para tensiones altas y muy altas en el que los conductores están rodeados por un aislamiento estratificado impregnado con un fluido aislante, estando constituido dicho aislamiento por un material laminar de papel/polipropileno/papel en el que la capa central está formada por una película de polipropileno irradiada, es decir, una película de polipropileno irradiada con radiaciones ionizantes de
alta energía. El fluido aislante es un aceite que tiene una viscosidad muy baja, del orden de 0,05-0,15 cm2/s, y una resistividad de al menos 1016 ohmios/cm, tal como aceites minerales, alquilnaftalenos y alquilbencenos. El papel tiene una densidad baja, normalmente una densidad máxima de 0,85 g/cm3, preferentemente desde 0,65 hasta 0,75 g/cm3. Típicamente, el papel tiene una impermeabilidad al aire que varía desde 10∀106 hasta 30∀106 unidades Emanueli (correspondientes a (unidad Gurley ∀ 455)/grosor del papel (mm)).
El cable dado a conocer por la patente mencionada anteriormente está impregnado con un aceite de baja viscosidad que no es adecuado para cables de papel impregnado.
El documento US 6.207.261 versa acerca de un papel laminado de aislamiento eléctrico que comprende una o dos hojas de un papel aislante kraft y una capa de película plástica de una resina de poliolefina integrada mediante extrusión por fusión, que ha sido calandrada o supercalandrada, por lo que el grosor total de la misma es desde 30 hasta 200 #m y la proporción de la capa de película plástica es desde un 40 hasta un 90%. Se comparan ejemplos de materiales laminares que comprenden papel con una densidad de 0,70-0,72 g/cm3 y una impermeabilidad al aire de 2.500-3.000 seg/100 ml con materiales laminares que comprenden papel con una densidad de 1,09-1,13 g/cm3 y una impermeabilidad al aire de al menos 100.000 seg/100 ml (correspondiente a 100.000 Gurley seg-1). Se sometieron los materiales laminares a un ensayo de curado a una temperatura de 100!C en un aceite de alquilbenceno (un aceite aislante de baja viscosidad) que es utilizado en un cable OF durante 24 horas. Después del curado, se midió la fuerza adhesiva entre las capas de papel y la capa de polipropileno: las muestras comparativas que utilizaban papel de alta densidad y de impermeabilidad elevada al aire mostraron una fuerza adhesiva muy deficiente y experimentaron una exfoliación completa de las capas durante o después del baño por inmersión en el aceite de alquilbenceno.
Sumario de la invención
El solicitante se ha enfrentado al problema de mejorar el rendimiento y la fiabilidad de cables de corriente continua de alta tensión y de muy alta tensión (denominados más adelante, colectivamente, de “alta tensión”, a no ser que se indique lo contrario) que tienen un aislamiento estratificado impregnado, en los que se lleva a cabo la impregnación utilizando un fluido aislante de alta viscosidad (viscosidad cinemática de al menos 10 cm2/s a 60!C). Es conveniente utilizar un fluido aislante con tal viscosidad elevada en cables de CC y reduce la migración del fluido aislante en el material laminar impregnado como consecuencia de los ciclos térmicos a los que es sometido el cable de CC durante la operación. Una migración no controlada del fluido aislante puede provocar microcavidades en el aislamiento estratificado, con los riesgos consiguientes de descargas eléctricas y, por lo tanto, de una rotura del aislamiento.
Como ya se ha mencionado, una de las causas principales de la rotura de los cables de papel impregnado es el aumento de volumen del material laminar cuando hace contacto con el fluido aislante, en particular el aumento de volumen de la capa de polipropileno que es mucho más propensa a absorber los hidrocarburos contenidos en el fluido aislante que las capas de papel. El aumento de volumen del polipropileno puede causar finalmente una exfoliación: una separación entre las capas adyacentes, incluso cuando sea parcial, puede provocar daños graves que podrían poner en peligro la funcionalidad del cable.
El solicitante ha observado que una etapa crítica que debería ser controlada con cuidado para evitar la exfoliación es la etapa de impregnar el aislamiento estratificado con el fluido aislante. Debido a la viscosidad elevada de este, tal etapa de impregnación es muy larga y engorrosa, dado que requiere una inmersión completa del cable aislado en un depósito lleno de fluido aislante, que penetra progresivamente a través de las capas del material laminar hasta que se consigue una impregnación completa. Tal procedimiento se lleva a cabo, generalmente, a una temperatura superior a 100!C durante un tiempo de varios días o incluso semanas (normalmente desde 20 hasta 40 días).
En particular, el solicitante se ha percatado de que una fase clave del procedimiento de impregnación se corresponde aproximadamente con los primeros diez días del propio procedimiento, durante los que las capas externas del aislamiento estratificado, que son las primeras con las que hace contacto el fluido aislante, son sometidas a un aumento de volumen notable, lo que puede dificultar la impregnación de las capas del material laminar radialmente internas. Por lo tanto, se prolongará el procedimiento de impregnación para permitir que las capas del material laminar más internas sean impregnadas completamente por el fluido aislante. Este tiempo prolongado a temperatura elevada podría provocar un deterioro del rendimiento eléctrico y mecánico y un aumento de volumen excesivo de las cintas aislantes externas de material laminar.
El solicitante ha comprobado que es posible mejorar el rendimiento y la fiabilidad de un cable de alta tensión, en particular para aplicaciones de corriente continua como se ha descrito anteriormente, al proporcionar un material laminar de polipropileno/papel con un aumento de volumen (reducido) controlado solo en las etapas anteriores del procedimiento de impregnación. Para conseguir el anterior resultado, la capa de polipropileno está acoplada a al menos una capa de papel que tiene una impermeabilidad al aire de al menos 100.000 Gurley seg-1. Se ha descubierto que tal impermeabilidad elevada al aire (obsérvese que cuanto mayor sea el valor medido como Gurley seg-1, mayor es la impermeabilidad al aire del papel) está asociada con la capacidad del papel para reducir notablemente el aumento de volumen de la o las capas de polipropileno durante la impregnación con un fluido
aislante de alta viscosidad. En particular, se consigue un aumento de volumen no superior a un 1%, preferentemente no superior a un 0,2%, después de la inmersión del material laminar en un fluido aislante, que tiene una viscosidad cinemática de al menos 10 cm2/s a 60!C, a una temperatura de 120!C durante un tiempo de 240 horas. La capacidad de que tal material laminar mantenga un grado de aumento de volumen dentro de los límites aceptables mencionados evita la exfoliación hasta el final del procedimiento de impregnación de todo el aislamiento estratificado. Se consigue tal resultado sin aumentar la duración de la etapa de impregnación.
Por lo tanto, según un primer aspecto, la presente invención versa acerca de un cable de corriente continua (CC) de alta tensión que comprende:
al menos un conductor eléctrico, al menos una capa semiconductora, al menos un aislamiento estratificado fabricado de enrollamientos de al menos un material laminar de papelpolipropileno, estando impregnado dicho aislamiento estratificado con al menos un fluido eléctricamente aislante, en el que el al menos un fluido eléctricamente aislante tiene una viscosidad cinemática de al menos 10 cm2/s a 60!C; en el que el material laminar incluye al menos una capa de papel que tiene una impermeabilidad al aire de al menos 100.000 Gurley seg-1.
Descripción detallada de la invención
Para los fines de la presente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, excepto cuando se indique lo contrario, se debe comprender que todos los números que expresan cantidades, cuantías, porcentajes, etcétera, están calificados en todos los casos por el término “aproximadamente”. Además, todos los intervalos incluyen cualquier combinación de los puntos máximo y mínimo dados a conocer e incluyen cualquier intervalo intermedio entre los mismos, que puede estar enumerado específicamente o no en el presente documento.
En una realización preferente, el cable según la presente invención comprende una capa semiconductora interna dispuesta entre el conductor y el aislamiento estratificado, y una capa semiconductora externa dispuesta entre la capa aislante y un blindaje metálico externo.
Según una realización preferente, el al menos un material laminar de papel-polipropileno está constituido por una capa central de polipropileno intercalada entre dos capas de papel.
Preferentemente, la al menos una capa de papel tiene una impermeabilidad al aire igual o superior a 100.000 Gurley seg-1. Más preferentemente, la al menos una capa de papel tiene una impermeabilidad al aire desde 100.000 hasta
150.000 Gurley seg-1. Se puede determinar la impermeabilidad al aire según técnicas conocidas, por ejemplo IEC 554-2 (1977).
Preferentemente, al menos una capa de papel está fabricada de papel kraft.
Según una realización preferente, la al menos una capa de papel tiene una densidad de al menos 0,9 g/cm3. Más preferentemente, dicha densidad no es superior a 1,4 g/cm3. De forma ventajosa, la al menos una capa de papel tiene una densidad desde 0,9 hasta 1,2 g/cm3.
En cuanto al polipropileno, este puede ser seleccionado de:
(a)
homopolímero de propileno termoplástico;
(b)
copolímeros termoplásticos de propileno con al menos un comonómero seleccionado de: etileno, alfaolefinas que tiene desde 4 hasta 10 átomos de carbono.
Un comonómero preferente en el copolímero (b) es etileno. Preferentemente, la cantidad total de etileno en el copolímero (b) es desde 0,5 hasta 10% en peso, más preferentemente desde 0,5 hasta 5% en peso. El homopolímero o copolímero de propileno tiene, preferentemente, un valor de índice de fluidez (MFI) de al menos 5 g/10’, más preferentemente desde 7 hasta 50 g/10’, medido a 230!C/2,16 kg según ASTM D1238-04C.
Preferentemente, el homopolímero o copolímero de propileno tiene un valor de entalpía de fusión, medido mediante calorimetría de exploración diferencial (DSC) según el estándar ASTM D3417-83, de al menos 100 J/g. Preferentemente, el homopolímero o copolímero de propileno tiene un valor de entalpía de fusión igual o inferior a 135 J/g, más preferentemente la entalpía de fusión es desde 105 hasta 110 J/g.
Preferentemente, el homopolímero o copolímero de propileno tiene un valor de aumento de volumen, medido como un aumento porcentual de peso, cuando es sumergido en un fluido aislante T2015 a 90!C durante 168 horas, no superior al 10%. T2015 es un fluido aislante de viscosidad elevada, comercializado por H&R ChemPharm (UK) Ltd., basado en un aceite mineral al que se le ha añadido aproximadamente un 2% en peso de un poliisobuteno de peso molecular elevado como agente de aumento de la viscosidad.
En cuanto al fluido eléctricamente aislante adecuado para la presente invención, tiene generalmente una viscosidad de al menos 10 cm2/s a 60!C, preferentemente desde 11 hasta 12 cm2/s a 60!C, según ASTM D445-09 (2000). En general, la resistividad eléctrica de tal fluido es superior a 1∀1014 ∃m. Los fluidos de este tipo comprenden, en general, un aceite nafténico o parafínico o un aceite sintético de hidrocarburo (por ejemplo, poliisobutileno) o una mezcla de los mismos, a la que se añade opcionalmente al menos un aditivo de aumento de la viscosidad en una cantidad de forma que se obtenga la viscosidad deseada, normalmente desde 0,5% hasta 10% en peso, preferentemente desde 1% hasta 5% en peso. Se puede seleccionar el aditivo de aumento de la viscosidad, por ejemplo, de: poliolefinas de peso molecular elevado, por ejemplo poliisobutilenos; resinas colofonias polimerizadas; ceras microcristalinas; elastómeros en una forma subdividida, por ejemplo cauchos de estireno o de isopreno; o mezclas de los mismos.
En general, el material laminar de papel-propileno tiene un grosor total que varía desde 50 hasta 300 #m, preferentemente desde 70 hasta 200 #m. En general, la capa de polipropileno tiene un grosor que varía desde el 35% hasta el 75%, preferentemente desde el 50 hasta el 65%, del grosor total del material laminar.
La presente invención se ilustra adicionalmente con referencia a las figuras adjuntas en las que:
La Figura 1 muestra una vista en corte transversal del cable según la Figura 1; la Figura 2 muestra una vista en corte transversal de un material laminar según la presente invención; la Figura 3 muestra los diagramas de variación del grosor en función del tiempo durante la impregnación de distintos materiales laminares con un fluido aislante de alta viscosidad.
Con referencia a las figuras mencionadas anteriormente, el cable (1) según la presente invención comprende, secuencialmente desde el centro hasta el exterior, un conductor (2), una capa semiconductora interna (3), un aislamiento estratificado (4), una capa semiconductora externa (5), y una vaina metálica (6).
El conductor (2) está formado, en general, por una pluralidad de conductores individuales, fabricados preferentemente de cobre o aluminio, por ejemplo en forma de hilos trenzados entre sí mediante procedimientos convencionales o, preferentemente (como se ilustra en la Figura 1), el conductor (2) es del tipo de cobre conformado
o de Milliken.
En torno al conductor (2) hay colocada una capa (3) que tiene propiedades semiconductoras, que consiste, por ejemplo, en enrollamientos de cintas de papel de celulosa rellenas de negro de humo conductor. Se puede fabricar una construcción análoga para la segunda capa semiconductora (5) colocada en torno al aislamiento estratificado (4).
El aislamiento estratificado (4) está formado, en general, mediante enrollamientos sucesivos del material laminar
(12) de papel-propileno como se ha ilustrado anteriormente.
La vaina metálica (6), fabricada normalmente de plomo o aleaciones de plomo, rodea el alma del cable formado por los elementos mencionados anteriormente, y se llena cualquier espacio dentro de la vaina (6) por medio del fluido aislante de forma que impregne completamente las capas del cable, en particular el aislamiento estratificado (4).
En torno a la vaina metálica (6), normalmente hay dispuesta una estructura blindada, para proporcionar una protección mecánica al cable. Esta estructura blindada puede comprender, por ejemplo, una vaina (7) fabricada de un material plástico, sobre la que se coloca un refuerzo metálico (8), formado, por ejemplo por cintas de acero. Por fuera, se puede aplicar al menos un blindaje (10), fabricado por ejemplo de acero al carbono, combinado con al menos una capa (9) de almohadilla, fabricada por ejemplo de cintas o hilos, pudiendo evitar la capa (9) de almohadilla que el blindaje (10) dañe las capas internas. Como capa más externa, normalmente hay presente una vaina (11) de servicio, fabricada de material polimérico, que se proporciona para una protección y uniformidad de la superficie del cable.
La Figura 2 muestra una vista en corte transversal de una realización preferente del material laminar (12) según la presente invención, en el que una capa central (13) fabricada de polipropileno está intercalada entre dos capas (14) de papel.
El material laminar puede estar fabricado según técnicas conocidas, preferentemente mediante revestimiento por extrusión en el que las dos capas (14) de papel, normalmente a temperatura ambiente, son puestas en contacto con una película de polipropileno en el estado fundido, normalmente a una temperatura desde 200!C hasta 320!C, es decir, a una temperatura mucho mayor que la temperatura de fusión del polímero. Después, se calandran las capas que hacen contacto a temperaturas reducidas, normalmente mediante rodillos enfriados.
Se proporcionan los siguientes ejemplos de trabajo para ilustrar mejor la invención.
Ejemplo 1
Se acoplaron dos capas de papel kraft (celulosa pura de conífera) que tenían un grosor de 0,025 mm, una densidad de 0,93 g/ml y una impermeabilidad al aire de 100.000 Gurley seg-1 con una capa de Pro-fax% PF611 (Basell), un homopolímero de propileno (PP) que tiene una densidad de 0,902 g/ml (ASTM D 792) y un MFI a 230!C/2,16 kg de 30,0 g/10’ (ASTM D 1258). El material laminar resultante de papel/PP/papel tenía un grosor de 0,100 mm, un contenido porcentual de PP de un 60% en peso y un peso de 100 g/m2. Se midió la resistencia a la exfoliación entre el PP y el papel en el material laminar seco según el estándar ASTM D 1876-08 y resultó ser de 13 g/15 mm.
El material laminar obtenido de esta manera fue secado en un horno al vacío durante 8 horas a 135!C y luego fue impregnado a 125!C con un fluido aislante que tenía una viscosidad a 100!C de 12 cm2/s (producto comercial T2015 de H&R ChemPharm (UK) Ltd.). Durante el procedimiento de impregnación, se midió la variación (aumento de volumen) del grosor a intervalos regulares: se documentan los resultados en el diagrama de la Figura 4. Después de 240 horas el aumento de volumen total fue de un 0,14%. Se midió la resistencia a la exfoliación entre el PP y el papel en el material laminar impregnado y resultó ser de 25 g/15 mm.
Al usar el material laminar anterior, se produjo una muestra de cable con un conductor de cobre con un corte transversal de 2000 mm2 y un aislamiento estratificado con un grosor de 18,1 mm. Después de la impregnación del aislamiento estratificado con el mismo fluido aislante T2015, se llevaron a cabo algunos ensayos (ensayo de flexión basado en tres ciclos repetidos y ensayos eléctricos, como corriente continua de alta tensión con ciclos de carga de hasta 1080 kV y un ensayo de impulsos de hasta 1650 kV) para comprobar el funcionamiento del cable: no se encontró ningún defecto.
Ejemplo 2
Se acoplaron dos capas de papel kraft (celulosa pura de conífera) que tenían un grosor de 0,025 mm, una densidad de 0,93 g/ml y una impermeabilidad al aire de 100.000 Gurley seg-1 con una capa de HD601 CF (Borealis), un homopolímero de propileno (PP) que tiene una densidad de 0,90 g/ml (ISO 1183) y un MFI a 230!C/2,16 kg de 8,0 g/10’ (ISO 1133). El material laminar resultante de papel/PP/papel tenía un grosor de 0,100 mm, un contenido porcentual de PP de un 60% en peso y un peso de 100 g/m2. Se midió la resistencia a la exfoliación entre el PP y el papel en el material laminar seco según el estándar ASTM D 1876-08 y resultó ser de 100 g/15 mm.
El material laminar obtenido de esta manera fue secado en un horno al vacío durante 8 horas a 135!C y luego fue impregnado a 125!C con un fluido aislante que tenía una viscosidad a 100!C de 12 cm2/s (producto comercial T2015 de H&R ChemPharm (UK) Ltd.). Durante el procedimiento de impregnación, se midió la variación (aumento de volumen) del grosor a intervalos regulares: se documentan los resultados en el diagrama de la Figura 4. Después de 240 horas el aumento de volumen total fue de un 0,84%. Se midió la resistencia a la exfoliación entre el PP y el papel en el material laminar impregnado y resultó ser de 25 g/15 mm.
Ejemplo 3 (comparativo)
Se acoplaron dos capas de papel kraft (celulosa pura de mezcla de conífera/árbol de hoja ancha) que tenían un grosor de 0,025 mm, una densidad de 1,01 g/ml y una impermeabilidad al aire de 40.000 Gurley seg-1 con una capa de Pro-fax% PF611 (Basell), un homopolímero de propileno (PP) que tiene una densidad de 0,902 g/ml (ASTM D 792) y un MFI a 230!C/2,16 kg de 30,0 g/10’ (ASTM D 1258). El material laminar resultante de papel/PP/papel tenía un grosor de 0,100 mm, un contenido porcentual de PP de un 60% en peso y un peso de 100 g/m2. Se midió la resistencia a la exfoliación entre el PP y el papel en el material laminar seco según el estándar ASTM D 1876-08 y resultó ser de 50 g/15 mm.
El material laminar obtenido de esta manera fue secado en un horno al vacío durante 8 horas a 135!C y luego fue impregnado a 125!C con un fluido aislante que tenía una viscosidad a 100!C de 12 cm2/s (producto comercial T2015 de H&R ChemPharm (UK) Ltd.). Durante el procedimiento de impregnación, se midió la variación (aumento de volumen) del grosor a intervalos regulares: se documentan los resultados en el diagrama de la Figura 4. Después de 240 horas, el aumento de volumen total fue de un 1,95%. Se midió la resistencia a la exfoliación entre el PP y el papel en el material laminar impregnado y resultó ser de 30 g/15 mm.
Al usar el material laminar anterior, se produjo una muestra de cable con un conductor de cobre con un corte transversal de 2000 mm2 y un aislamiento estratificado con un grosor de 18,1 mm. Después de la impregnación del aislamiento estratificado con el mismo fluido aislante T2015, se descubrió que un aumento de volumen excesivo de los enrollamientos externos del material laminar dificultaba la penetración del fluido aislante a través de las capas internas del material laminar, lo que causaba, de esta manera, una falta inaceptable de homogeneidad en la impregnación del aislamiento.
Ejemplo 4 (comparativo)
Se acoplaron dos capas de papel kraft (celulosa pura de conífera) que tenían un grosor de 0,025 mm, una densidad de 0,75 g/ml y una impermeabilidad al aire de 1.000 Gurley seg-1 con una capa de Pro-fax% PF611 (Basell), un 6
homopolímero de propileno (PP) que tiene una densidad de 0,902 g/ml (ASTM D 792) y un MFI a 230!C/2,16 kg de 30,0 g/10’ (ASTM D 1258). El material laminar resultante de papel/PP/papel tenía un grosor de 0,100 mm, un contenido porcentual de PP de un 60% en peso y un peso de 88 g/m2. Se midió la resistencia a la exfoliación entre el PP y el papel en el material laminar seco según el estándar ASTM D 1876-08 y resultó ser de 50 g/15 mm.
5 El material laminar obtenido de esta manera fue secado en un horno al vacío durante 8 horas a 135!C y luego fue impregnado a 125!C con un fluido aislante que tenía una viscosidad a 100!C de 12 cm2/s (producto comercial T2015 de H&R ChemPharm (UK) Ltd.). Durante el procedimiento de impregnación, se midió la variación (aumento de volumen) del grosor a intervalos regulares: se documentan los resultados en el diagrama de la Figura 4. Después de 240 horas el aumento de volumen total fue de un 3,5%. Se midió la resistencia a la exfoliación entre el PP y el papel
10 en el material laminar impregnado y resultó ser de 30 g/15 mm.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un cable de corriente continua (CC) de alta tensión que comprende:
    al menos un conductor eléctrico,
    al menos una capa semiconductora,
    5 al menos un aislamiento estratificado fabricado de enrollamientos de al menos un material laminar de papel
    polipropileno, estando impregnado dicho aislamiento estratificado con al menos un fluido eléctricamente
    aislante,
    en el que el al menos un fluido eléctricamente aislante tiene una viscosidad cinemática de al menos 10
    cm2/s a 60!C; 10 en el que el material laminar incluye al menos una capa de papel que tiene una impermeabilidad al aire de
    al menos 100.000 Gurley seg-1.
  2. 2. El cable según la reivindicación 1, en el que el material laminar de papel-polipropileno tiene un aumento de volumen no superior a un 1%, preferentemente no superior a un 0,2%, después de una inmersión del material laminar en un fluido aislante, que tiene una viscosidad cinemática de al menos 10 cm2/s a 60!C, a una
    15 temperatura de 120!C durante un tiempo de 240 horas.
  3. 3. El cable según la reivindicación 1, que comprende una capa semiconductora interna dispuesta entre el conductor y el aislamiento estratificado, y una capa semiconductora externa dispuesta entre la capa aislante y un blindaje metálico externo.
  4. 4. El cable según la reivindicación 1, en el que el al menos un material laminar de papel-polipropileno está 20 constituido por una capa central de polipropileno intercalada entre dos capas de papel.
  5. 5.
    El cable según la reivindicación 1, en el que la al menos una capa de papel tiene una impermeabilidad al aire entre 100.000 y 150.000 Gurley seg-1.
  6. 6.
    El cable según la reivindicación 1, en el que la al menos una capa de papel tiene una densidad de al menos 0,9 g/cm3, preferentemente no superior a 1,4 g/cm3.
    25 7. El cable según la reivindicación 6, en el que la al menos una capa de papel tiene una densidad entre 0,9 y 1,2 g/cm3.
  7. 8. El cable según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el polipropileno está seleccionado de:
    (a) homopolímeros termoplásticos de propileno;
    (b)
    copolímeros termoplásticos de propileno con al menos un comonómero seleccionado de: etileno, 30 alfaolefinas que tienen desde 4 hasta 10 átomos de carbono.
  8. 9.
    El cable según la reivindicación 8, en el que, en el copolímero termoplástico (b), el comonómero es etileno.
  9. 10.
    El cable según la reivindicación 9, en el que la cantidad total de etileno en el copolímero (b) esta entre un 0,5 y un 10% en peso, más preferentemente entre un 0,5 y un 5% en peso.
  10. 11.
    El cable según la reivindicación 1, en el que el homopolímero o copolímero de propileno tiene un valor de
    35 índice de fluidez (MFI) de al menos 5 g/10’, más preferentemente desde 7 hasta 50 g/10’, medido a 230!C/2,16 kg según ASTM D1238-04C.
  11. 12. El cable según la reivindicación 1, en el que el homopolímero o copolímero de polipropileno tiene un valor de entalpía de fusión de al menos 100 J/g, medido mediante calorimetría de exploración diferencial (DSC) según el estándar ASTM D3417-83.
    40 13. El cable según la reivindicación 12, en el que la entalpía de fusión del homopolímero o copolímero de polipropileno es igual o inferior a 135 J/g, preferentemente desde 105 hasta 110 J/g.
  12. 14. El cable según la reivindicación 1, en el que el polipropileno tiene un valor de aumento de volumen, medido como un aumento porcentual del peso, cuando se sumerge en un fluido aislante T2015 a 90!C durante 168 horas, no superior a un 10%.
    45 15. El cable según la reivindicación 1, en el que el al menos un fluido eléctricamente aislante tiene una viscosidad de al menos 10 cm2/s a 60!C, preferentemente entre 11 y 12 cm2/s a 60!C según ASTM D 445-09 (2000).
  13. 16.
    El cable según la reivindicación 1, en el que el material laminar de papel-polipropileno tiene un grosor total que varía desde 50 hasta 300 #m, preferentemente desde 70 hasta 200 #m.
  14. 17.
    El cable según la reivindicación 1, en el que la capa de polipropileno tiene un grosor que varía desde un 35% hasta un 75%, preferentemente desde un 50 hasta un 65%, del grosor total del material laminar.
ES09796803.6T 2009-12-16 2009-12-16 Cable de corriente continua de alta tensión que tiene un aislamiento estratificado impregnado Active ES2437612T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2009/007769 WO2011073709A1 (en) 2009-12-16 2009-12-16 High voltage direct current cable having an impregnated stratified insulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2437612T3 true ES2437612T3 (es) 2014-01-13

Family

ID=42667980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES09796803.6T Active ES2437612T3 (es) 2009-12-16 2009-12-16 Cable de corriente continua de alta tensión que tiene un aislamiento estratificado impregnado

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9595367B2 (es)
EP (1) EP2512803B1 (es)
CN (1) CN102712179B (es)
AU (1) AU2009356780B2 (es)
BR (1) BR112012014336A2 (es)
CA (1) CA2783738C (es)
DK (1) DK2512803T3 (es)
ES (1) ES2437612T3 (es)
PL (1) PL2512803T3 (es)
PT (1) PT2512803E (es)
WO (1) WO2011073709A1 (es)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013071945A1 (en) 2011-11-14 2013-05-23 Abb Research Ltd A solid direct current (dc) transmission system comprising a laminated insulation layer and method of manufacturing
WO2013075756A1 (en) 2011-11-25 2013-05-30 Abb Research Ltd A direct current (dc) transmission system comprising a thickness controlled laminated insulation layer and method of manufacturing
EP2617896A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-24 ABB Technology Ltd Cellulose based electrically insulating material
JP2016519396A (ja) * 2013-04-05 2016-06-30 エービービー テクノロジー エルティーディー． 伝達システムのための混合固形絶縁材
KR20160005053A (ko) * 2013-05-01 2016-01-13 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 전기 케이블용 에지 절연 구조체
JP5737323B2 (ja) * 2013-05-01 2015-06-17 住友電気工業株式会社 電気絶縁ケーブル
KR102183193B1 (ko) * 2014-02-25 2020-11-26 엘에스전선 주식회사 종단접속부를 구비한 전력케이블
KR102351517B1 (ko) * 2015-02-17 2022-01-14 엘에스전선 주식회사 케이블 포설장치
KR101867168B1 (ko) * 2016-08-18 2018-06-12 엘에스전선 주식회사 전력 케이블
KR101858899B1 (ko) * 2017-02-16 2018-05-16 엘에스전선 주식회사 전력 케이블
WO2018174330A1 (ko) * 2017-03-24 2018-09-27 엘에스전선 주식회사 전력 케이블
KR101818880B1 (ko) * 2017-03-30 2018-01-15 엘에스전선 주식회사 전력 케이블
EP3416253B1 (en) * 2017-06-14 2021-12-15 Nexans Hvdc mass impregnated cable transition joint
EP4016552A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-22 Nexans Lead-free water barrier
AU2021446395A1 (en) * 2021-05-21 2023-11-30 Novinium, Llc Method for injecting strand-blocked cable

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1311867A (en) * 1969-10-22 1973-03-28 British Insulated Callenders Electric cables
CN1007296B (zh) * 1985-09-25 1990-03-21 住友电器工业株式会社 电力电缆
NO158703C (no) 1985-11-25 1988-10-19 Alcatel Stk As Kabel.
IT1197064B (it) 1986-08-04 1988-11-25 Pirelli Cavi Spa Cavi elettrici per corrente continua con isolaten impregnato di miscela
IT1231486B (it) * 1988-10-21 1991-12-07 Pirelli Cavi Spa Cavo elettrico con isolante stratificato impregnato di un fluido iso lante e formato da avvolgimenti di nastri di un laminato comprendente uno straterello di carta ed un film di materiale polimerico
IT1269822B (it) 1994-05-24 1997-04-15 Pirelli Cavi Spa Cavo per alte tensioni
JP3437750B2 (ja) 1996-11-18 2003-08-18 株式会社巴川製紙所 電気絶縁用ラミネート紙の製造方法及び該ラミネート紙を用いた油浸電力ケーブル
SE514062C2 (sv) 1997-12-22 2000-12-18 Abb Ab Isolerad elektrisk likströmskabel
JP3024627B2 (ja) 1998-02-03 2000-03-21 住友電気工業株式会社 海底ソリッドケーブル
NZ336468A (en) * 1998-07-06 2000-10-27 Pirelli Cavi Spa High voltage DC cable, insulating fluid contained by tape layer on inner surface of metal sheath
US6395975B1 (en) * 1998-07-06 2002-05-28 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. High voltage direct current electrical cable with mass-impregnated insulation
DE10235557B4 (de) * 2002-08-03 2004-08-26 Trespaphan Gmbh Etikettenfolie für In-Mould-Verfahren

Also Published As

Publication number Publication date
CA2783738C (en) 2016-11-08
WO2011073709A1 (en) 2011-06-23
AU2009356780B2 (en) 2014-07-17
PT2512803E (pt) 2013-12-23
EP2512803A1 (en) 2012-10-24
BR112012014336A2 (pt) 2016-07-05
US9595367B2 (en) 2017-03-14
CA2783738A1 (en) 2011-06-23
DK2512803T3 (da) 2013-12-09
AU2009356780A1 (en) 2012-06-21
CN102712179A (zh) 2012-10-03
CN102712179B (zh) 2014-08-20
PL2512803T3 (pl) 2014-03-31
EP2512803B1 (en) 2013-10-23
US20120285725A1 (en) 2012-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2437612T3 (es) Cable de corriente continua de alta tensión que tiene un aislamiento estratificado impregnado
EP2556516B1 (en) Primary wire for marine and sub-sea cable
KR102012603B1 (ko) 초고압 직류 전력케이블
KR101603879B1 (ko) 전송 시스템용 혼합 고체 절연 재료
CN103959400B (zh) 包括厚度受控的层压绝缘层的直流(dc)传输系统以及制造方法
KR102238971B1 (ko) Dc용 케이블의 종단접속함
CN105139956A (zh) 一种交联聚乙烯防潮阻水工业电缆
KR102256323B1 (ko) 초고압 직류 전력케이블
KR102256351B1 (ko) 초고압 직류 전력케이블
US20200185122A1 (en) Insulation composition and direct-current power cable having insulating layer formed from the same
US10749277B2 (en) Intermediate connection system for ultra-high-voltage direct current power cable
KR102594700B1 (ko) 도체 압착슬리브 및 이를 이용한 초고압 직류 전력 케이블 시스템
KR102604898B1 (ko) 초고압 직류 전력케이블의 시스템
CN203706707U (zh) 中压电缆
CN207637517U (zh) 耐低温抗开裂防紫外光直流电缆
WO2018236013A1 (ko) 직류 전력 케이블
KR102343496B1 (ko) 전력 케이블
CN206021936U (zh) 一种高性能轨道交通用直流牵引电缆
RU66593U1 (ru) Судовой кабель
BR112012014336B1 (pt) Cabo de corrente contínua de alta voltagem
KR20180069325A (ko) 절연유 함침 케이블용 접속함 주유시스템 및 방법