ES2627335T3 - Cable blindado para el transporte de corriente alterna con pérdida reducida del blindaje - Google Patents

Cable blindado para el transporte de corriente alterna con pérdida reducida del blindaje Download PDF

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ES2627335T3
ES2627335T3 ES12783619.5T ES12783619T ES2627335T3 ES 2627335 T3 ES2627335 T3 ES 2627335T3 ES 12783619 T ES12783619 T ES 12783619T ES 2627335 T3 ES2627335 T3 ES 2627335T3
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Paolo Maioli
Massimo Bechis
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Abstract

Cable (10) de alimentación para transportar una corriente I alterna a una temperatura máxima de trabajo admisible del conductor T que comprende: - al menos dos núcleos (12) trenzados juntos de acuerdo con una disposición de trenzado de núcleo y un paso A de trenzado del núcleo, comprendiendo cada núcleo (12) un conductor (12a) eléctrico que tiene un área S de sección transversal y pérdidas de conductor cuando se transporta la corriente I; - un blindaje (16) que rodea los al menos dos núcleos (12), comprendiendo dicho blindaje (16) una capa de una pluralidad de alambres (16a) metálicos bobinados alrededor de los núcleos (12) de acuerdo con una disposición de bobinado de blindaje helicoidal y un paso B de bobinado de blindaje, teniendo dicho blindaje (16) pérdidas de blindaje cuando se transporta la corriente I; dichas pérdidas de conductor y pérdidas de blindaje que contribuyen a las pérdidas de cable totales determinando la temperatura máxima de trabajo admisible del conductor T; en el que la disposición del bobinado del blindaje helicoidal tiene la misma dirección que la disposición de trenzado del núcleo, y el área S de sección transversal es tal que hace que el cable opere a la temperatura máxima de trabajo admisible del conductor T mientras transporta la corriente I alterna con pérdidas de blindaje iguales o inferiores al 30 % de las pérdidas totales del cable, caracterizado porque el paso B de bobinado del blindaje y el paso A de trenzado del núcleo son tales que un paso C transversal es mayor o igual que 3A, siendo el paso B de bobinado del blindaje diferente del paso A de trenzado del núcleo en al menos 10 % y definiéndose el paso C transversal por la siguiente relación:**Fórmula**

Description

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DESCRIPCION
Cable blindado para el transporte de corriente alterna con perdida reducida del blindaje
La presente invencion se refiere a un cable de alimentacion y a un procedimiento para transportar corriente alterna en un cable blindado.
Generalmente se emplea un cable blindado en aplicaciones donde se preven esfuerzos mecanicos. En un cable blindado, el nucleo o nucleos de cable (tipicamente nucleos trenzados en este ultimo caso) estan rodeados por al menos una capa metalica en forma de alambres para reforzar la estructura de cable mientras se mantiene una flexibilidad adecuada.
Cuando la corriente alterna (CA) es transportada en un cable, la temperatura de los conductores electricos dentro del cable aumenta debido a las perdidas resistivas, un fenomeno denominado efecto Joule.
La corriente transportada y los conductores electricos estan tipicamente dimensionados para garantizar que la temperatura maxima en conductores electricos se mantiene por debajo de un umbral prefijado (por ejemplo, por debajo de 90 °C) que garantiza la integridad del cable.
La norma internacional IEC 60287-1-1 (segunda edicion 2006-12) proporciona procedimientos para calcular el grado de corriente admisible de los cables de los detalles del aumento de temperatura admisible, la resistencia del conductor, las perdidas y las resistividades termicas. En particular, el calculo de la clasificacion de corriente en los cables electricos es aplicable a las condiciones del funcionamiento en estado estacionario a todas las tensiones alternas. El termino estado estacionario significa una corriente constante continua (factor de carga del 100 %) suficiente para producir asintoticamente la temperatura maxima del conductor, asumiendose constantes las condiciones ambientales circundantes. Tambien se dan formulas para el calculo de perdidas.
En la norma IEC 60287-1-1, la corriente nominal admisible de un cable de CA se deriva de la expresion para el aumento de temperatura admisible del conductor A9 por encima de la temperatura ambiente Ta, donde A9 = T-Ta, siendo T la temperatura del conductor cuando una corriente I fluye en el conductor y Ta es la temperatura del medio circundante en condiciones normales, en una situacion en la que los cables estan instalados o se van a instalar, incluyendo el efecto de cualquier fuente local de calor, pero no el aumento de la temperatura en la vecindad inmediata de los cables al calor resultante de los mismos. Por ejemplo, la temperatura del conductor T debe mantenerse inferior a aproximadamente 90 0C.
Por ejemplo, de acuerdo con la norma IEC 60287-1-1, en el caso de cables CA enterrados en los que no ocurre el secado del suelo o de cables de CA en el aire, se puede deducir la corriente admisible de la expresion para el aumento de temperatura por encima de la temperatura ambiente:
donde:
imagen1
I es la corriente que fluye en un conductor (Amperio)
A9 es el aumento de la temperatura del conductor por encima de la temperatura ambiente (Kelvin)
R es la resistencia a la corriente alterna por unidad de longitud del conductor a la temperatura maxima de funcionamiento (C/m);
Wd es la perdida dielectrica por unidad de longitud para el aislamiento que rodea al conductor (W/m);
T1 es la resistencia termica por unidad de longitud entre un conductor y la funda (K.m/W);
T2 es la resistencia termica por unidad de longitud del lecho entre la vaina y el blindaje (K.m/W);
T3 es la resistencia termica por unidad de longitud de la porcion externa del cable (K.m/W);
T4 es la resistencia termica por unidad de longitud entre la superficie del cable y el medio circundante (K.m/W);
n es el numero de conductores portadores de carga en el cable (conductores de igual tamano y que llevan la misma carga);
A1 es la relacion de las perdidas en la vaina metalica respecto a las perdidas totales en todos los conductores de ese cable;
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A2 es la relacion entre las perdidas en el blindaje y las perdidas totales en todos los conductores del cable.
En el caso de cables de tres nucleos y blindaje de alambre de acero, la relacion A2 se da, en IEC 60287-1-1, mediante la siguiente formula:
imagen2
donde Ra es la resistencia de CA del blindaje a la temperatura maxima de blindaje (O/m);
R es la resistencia a la corriente alterna por unidad de longitud del conductor a la temperatura maxima de funcionamiento (O/m);
dA es el diametro medio del blindaje (mm);
c es la distancia entre el eje de un conductor y el centro del cable (mm);
w es la frecuencia angular de la corriente en los conductores.
El solicitante observa que, en general, la reduccion de perdidas significa la reduccion de la seccion transversal del conductor/es y/o un aumento del grado de corriente admisible.
En el caso de un cable blindado de CA, se ha investigado la contribucion de las perdidas de blindaje a las perdidas totales del cable.
El documento GB 360 996 divulga un cable submarino de dos nucleos que tiene los nucleos retorcidos juntos y los alambres de blindaje bobinados en la misma direccion en que estan retorcidos los nucleos. La colocacion de los nucleos puede ser de 3 a 4 pies (91,44 a 121,92 cm) y la de los alambres de blindaje no mas de 2 pies (60,96 cm).
J.J. Bremnes et al. ("Power loss and inductance of steel armoured multi-core cables: comparison of IEC values with "2,5D" FEA results and measurements", Cigre, Paris, B1 -116-2010) analiza la perdida de blindaje en un cable de tres nucleos. Afirman que, para las corrientes trifasicas balanceadas, el blindaje colectivo no permitira ningun flujo de corriente inducida en los alambres de blindaje debido a la cancelacion por trenzado/torsion. Cualquier excepcion a esto requerira que los alambres del blindaje tengan exactamente el mismo paso que los nucleos, que el cable es muy corto, o que todos los alambres del blindaje estan tocando continuamente ambos alambres vecinos. Los autores afirman que esto esta en marcado contraste con las formulas para la perdida de blindaje multi-nucleo dada en IEC 60287-1-1, en la que la resistencia de blindaje Ra es un parametro importante. Los autores afirman que, tipicamente, para un cable submarino de tres nucleos, la formula IEC asignara una perdida de potencia del 20-30 % a un blindaje de acero colectivo, mientras que sus modelos de elementos finitos 2,5D y las mediciones a escala completa predicen una perdida de potencia insignificante en el blindaje.
G. Dell'Anna et al. ("HV submarine cables for renewable offshore energy", Cigre, Bolonia, 0241 -2011) indican que el campo magnetico CA induce perdidas en el blindaje y que la histeresis y la corriente de Foucault son responsables de las perdidas generadas en el blindaje. Los autores muestran los resultados experimentales obtenidos midiendo las perdidas en un cable de 12,3 m de largo, con un conductor de cobre de 800 mm2, y un diametro exterior de 205 mm. Las mediciones se realizaron para una corriente que oscila entre 20A y 1600A. La figura 4 muestra los valores medidos de la resistencia de fase, en dos condiciones con las vainas de plomo en cortocircuito y el blindaje presente o completamente eliminado. La resistencia de fase (es decir, las perdidas del cable) es constante con la corriente en ausencia de blindaje, mientras aumenta con la corriente en presencia del blindaje. Los autores afirman que el valor numerico de las perdidas es importante, especialmente para cables conductores grandes, pero no es tan alto como se informo en las formulas IEC 60287-1 -1.
El solicitante observa que Bremnes et al. afirman que las perdidas de energia en el blindaje son insignificantes. Sin embargo, utilizan modelos de elementos finitos 2,5D y realizan las medidas de perdida con cables de 8,5 km y 12 km de longitud con una corriente de prueba muy baja de 51 A y conductores de 500 y 300 mm2. El solicitante observa que una corriente de prueba de 51 A no puede ser significativa para dicho tamano de conductor transportando, tipicamente, valores de corriente estandar superiores a 500 A.
Por otro lado, Dell' Anna et al. indican que las perdidas generadas en el blindaje se deben a histeresis y corrientes parasitas, aumentan con la corriente en presencia del blindaje y su valor numerico es importante, especialmente para cables conductores grandes, pero no tan altos como se indica en la formula IEC 60287-1 -1.
En vista de la ensenanza contradictoria en los documentos de la tecnica anterior, el solicitante investigo ademas las perdidas de blindaje en un cable electrico de corriente alterna que comprende al menos dos nucleos trenzados juntos de acuerdo con un paso A de trenzado del nucleo, comprendiendo cada nucleo un conductor electrico y un
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blindaje que comprende una capa de alambres bobinados helicoidalmente alrededor del cable de acuerdo con un paso B de bobinado del blindaje.
Durante su investigacion, el Solicitante observo que las perdidas de blindaje cambian en gran medida dependiendo del hecho de que el paso B de blindaje es unicapa o contracapa al paso A de trenzado del nucleo.
En particular, el solicitante observo que las perdidas de blindaje son altamente reducidas cuando el paso B de bobinado del blindaje es unilateral al paso A de hebra de nucleo, en comparacion con la situacion en la que el paso B de bobinado del blindaje es contracapa al paso de hebra de nucleo A, cuando el paso B tiene un valor predeterminado con respecto al paso A.
El solicitante encontro de este modo que, utilizando un cable CA blindado que comprende una capa de blindaje con un paso de enrollado de blindaje B que es unicapa al paso A de trenzado del nucleo y que tiene un valor predeterminado con respecto al paso A, se reducen las perdidas de blindaje. De esta forma, es posible cumplir con los requisitos de corriente admisible IEC 60287-1-1, transmitiendo al conductor de cable un valor de corriente incrementado y/o utilizando conductores de cable con un valor reducido del area S de seccion transversal (la resistencia CA por unidad de longitud R en la formula (1) anterior proporcional a p/S, donde p es la resistividad electrica del material conductor).
La presente invencion se refiere asi a un cable de alimentacion de acuerdo con la reivindicacion 1 y a un procedimiento para mejorar las prestaciones de un cable de alimentacion segun la reivindicacion 13.
En la presente descripcion y en las reivindicaciones, el termino "nucleo" se utiliza para indicar un conductor electrico rodeado por al menos una capa aislante y, opcionalmente, por lo menos una capa semiconductora. Opcionalmente, dicho nucleo comprende ademas una pantalla metalica.
En la presente descripcion y reivindicaciones, el termino "unicapa" se usa para indicar que el bobinado de los alambres de una capa de cable (en el caso, el blindaje) alrededor del cable y el trenzado de los nucleos tienen la misma direccion, con un paso igual o diferente.
En la presente descripcion y en las reivindicaciones, el termino "contracapa" se usa para indicar que el bobinado de los cables de una capa de cable (en el caso, el blindaje) alrededor del cable y el trenzado de los nucleos tienen una direccion opuesta, con un paso igual o diferente.
En la presente descripcion y en las reivindicaciones, el termino "temperatura maxima admisible del conductor de trabajo" se utiliza para indicar la temperatura mas alta que se permite alcanzar a un conductor en funcionamiento en estado estacionario, con el fin de garantizar la integridad del cable. Dicha temperatura depende sustancialmente de las perdidas totales del cable, incluidas las perdidas de conductores debidas al efecto Joule y los fenomenos disipativos.
Las perdidas de blindaje son otro componente importante de las perdidas totales del cable.
En la presente descripcion y en las reivindicaciones, el termino "evaluacion de corriente admisible" se utiliza para indicar la corriente maxima que puede transportarse en un conductor electrico para garantizar que la temperatura del conductor electrico no exceda la temperatura maxima admisible del conductor de trabajo en estado estacionario condicion. El estado estacionario se alcanza cuando la velocidad de generacion de calor en el cable es igual a la velocidad de disipacion de calor desde la superficie del cable.
En la presente descripcion y en las reivindicaciones, el termino "ferromagnetico" indica un material, por ejemplo, acero, que por debajo de una temperatura dada puede poseer magnetizacion en ausencia de un campo magnetico externo.
En la presente descripcion y en las reivindicaciones, el termino " paso C transversal" se usa para indicar la longitud de cable tomada por los alambres del blindaje para hacer un solo giro completo alrededor de los nucleos de cable. El paso C transversal viene dado por la siguiente relacion:
A B
En la que A es el paso de trenzado del nucleo y B es el paso del bobinado del blindaje. A es positivo cuando los nucleos trenzados juntos giran a la derecha (tornillo derecho) y B es positivo cuando los cables de blindaje bobinados alrededor del cable giran a la derecha (tornillo derecho). El valor de C es siempre positivo. Cuando los valores de A y B son muy similares (tanto en modulo como en signo) el valor de C se vuelve muy grande.
De acuerdo con la invencion, las prestaciones del cable de alimentacion se mejoran ventajosamente en terminos de corriente I alterna incrementada y/o area S de seccion transversal de conductor electrico reducida con respecto a la
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prevista en los requisitos de corriente admisible de la norma IEC 60287-1-1.
La corriente I alterna que se hace fluir en el cable y el area S de seccion transversal cumplen ventajosamente con los requisitos de corriente admisible segun la norma IEC 60287-1-1, con perdidas de blindaje iguales o inferiores al 30 % de las perdidas totales del cable.
Preferentemente, las perdidas de blindaje son iguales o inferiores al 20 % de las perdidas totales del cable. Preferentemente, las perdidas de blindaje son iguales o inferiores al 10 % de las perdidas totales del cable. Mediante una seleccion adecuada de los parametros de paso, las perdidas de blindaje pueden llegar hasta el 3 % de las perdidas totales del cable.
Ventajosamente, el paso A de trenzado del nucleo, en modulo, es de 1000 a 3000 mm. Preferentemente, el paso A de trenzado del nucleo, en modulo, es a partir de 1500 mm. Preferentemente, el paso A de trenzado del nucleo, en modulo, no es superior a 2600 mm.
Preferentemente, C > 5A. Incluso mas preferentemente, C > 10A. Adecuadamente, C puede ser de hasta 12A. Convenientemente, el blindaje rodea al menos dos nucleos juntos, como un todo.
En una realizacion, los al menos dos nucleos estan trenzados helicoidalmente juntos.
En una realizacion, el blindaje comprende ademas una primera capa exterior de una pluralidad de alambres metalicos, que rodean dicha capa de una pluralidad de alambres metalicos. Los alambres metalicos de dicha primera capa exterior estan bobinados adecuadamente alrededor de los nucleos de acuerdo con una disposicion del bobinado de la primera capa exterior y un paso B’ de bobinado de la primera capa exterior. Preferentemente, la disposicion del bobinado de la primera capa exterior es helicoidal.
Preferentemente, la disposicion del bobinado de la primera capa exterior tiene una direccion opuesta con respecto a la disposicion de trenzado del nucleo (es decir, la disposicion del bobinado de la primera capa exterior es contracapa con respecto a la disposicion del reborde del nucleo y con respecto a la disposicion del bobinado del blindaje). Esta configuracion contracapa de la primera capa exterior es ventajosa en terminos de actuaciones mecanicas del cable.
Preferentemente, el primer paso B’ de bobinado de la capa exterior es mas alto, en valor absoluto, que el paso B de bobinado del blindaje. Mas preferentemente, el primer paso B’ de bobinado de la capa exterior es superior, en valor absoluto, a B en al menos 10 % de B.
En la realizacion en la que el blindaje comprende tambien la primera capa exterior, el area S de seccion transversal del conductor electrico es tal que hace que el cable funcione a la temperatura maxima admisible del conductor T mientras transporta la corriente I alterna con perdidas de blindaje iguales o inferiores al 30 % de las perdidas totales del cable, comprendiendo las perdidas de blindaje tanto las perdidas en dicha capa como en dicha primera capa exterior.
En una realizacion, el blindaje comprende ademas una segunda capa exterior de una pluralidad de alambres metalicos, que rodean a dicha primera capa exterior. Los alambres metalicos de dicha segunda capa exterior se enrollan adecuadamente alrededor de los nucleos de acuerdo con una segunda disposicion de la capa exterior de bobinado y un segundo paso B’’ de bobinado de la capa exterior. Preferentemente, la segunda disposicion del bobinado de la capa exterior es helicoidal. Preferentemente, la segunda disposicion del bobinado de la capa exterior tiene la misma direccion que la disposicion de trenzado del nucleo (es decir, la segunda disposicion del bobinado de la capa exterior es unicapa con respecto a la disposicion de trenzado del nucleo y con respecto a la disposicion del bobinado). Preferentemente, el segundo paso B’’ de bobinado de la capa exterior es diferente del paso B de bobinado del blindaje. Preferentemente, el modulo |B’’- A| es mayor que |B - A|.
En la realizacion en la que el blindaje comprende tambien la segunda capa exterior de una pluralidad de alambres metalicos, el area S de seccion transversal del conductor electrico es tal que hace que el cable funcione a la temperatura T maxima admisible del conductor mientras transporta la corriente I alterna con perdidas de blindaje iguales o inferiores al 30 % de las perdidas totales del cable, comprendiendo las perdidas de blindaje las perdidas en dicha capa, en dicha primera capa exterior y en dicha segunda capa exterior.
En una realizacion, los alambres del blindaje estan hechos de material ferromagnetico. Por ejemplo, estan hechos de acero de construccion, acero inoxidable ferritico o acero al carbono.
En otra realizacion, los alambres del blindaje se pueden mezclar ferromagneticos y no ferromagneticos. Por ejemplo, en la capa de alambres, los alambres ferromagneticos pueden alternarse con alambres no ferromagneticos y/o los alambres pueden tener un nucleo ferromagnetico rodeado por un material no ferromagnetico (por ejemplo, plastico o acero inoxidable).
Ventajosamente, los alambres de blindaje tienen un diametro de seccion transversal de 2 a 10 mm. Preferentemente, el diametro es de 4 mm. Preferentemente, el diametro no es superior a 7 mm. Los alambres de blindaje pueden tener una seccion transversal poligonal o, preferentemente, redonda.
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Preferentemente, los al menos dos nucleos son nucleo de una sola fase. Ventajosamente, los al menos dos nucleos son nucleos multifasicos.
En una realizacion preferida, el cable comprende tres nucleos. En los sistemas de CA, el cable es ventajosamente un cable trifasico. El cable trifasico comprende ventajosamente tres nucleos monofasicos.
El cable de CA puede ser un cable de baja, media o alta tension (LV, MV, HV, respectivamente). El termino baja tension se utiliza para indicar tensiones inferiores a 1kV. El termino "media tension" se utiliza para indicar tensiones de 1 a 35 kV. El termino "alta tension" se utiliza para indicar tensiones superiores a 35 kV.
El cable de CA puede ser terrestre o submarino. El cable terrestre puede ser al menos parcialmente enterrado o colocado en tuneles.
Las caracteristicas y ventajas de la presente invencion se pondran de manifiesto mediante la siguiente descripcion detallada de algunas realizaciones ejemplares de la misma, proporcionadas meramente a modo de ejemplos no limitativos, descripcion que se llevara a cabo haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- La figura 1 muestra esquematicamente un cable de alimentacion ejemplar que puede utilizarse para implementar el procedimiento de la invencion;
- La figura 2 muestra la resistencia de fase medida en un cable de tres nucleos frente a la corriente alterna que fluye en su interior, teniendo dicho cable un numero variable de alambres de blindaje;
- La figura 3 muestra la resistencia de fase medida en un cable de tres nucleos frente a la corriente alterna que fluye en el, con o sin alambres de blindaje;
- La figura 4 muestra las perdidas de blindaje calculadas para un cable de tres nucleos versus el paso B de bobinado del blindaje, considerando las perdidas de blindaje inversamente proporcionales al paso C transversal;
- La figura 5 muestra las perdidas de blindaje frente al paso B de blindaje calculado para el mismo cable de la figura 4 usando un calculo 3D FEM;
- La figura 6 presenta las perdidas inducidas en un alambre cilindrico de material ferromagnetico frente al diametro del alambre, con diferentes valores de resistividad electrica y permeabilidad magnetica relativa;
- La figura 7 ilustra esquematicamente los nucleos trenzados y los alambres de blindaje bobinados, respectivamente con el paso A de trenzado de los nucleos y el paso B de bobinado del blindaje, de un cable adecuado para la invencion.
La figura 1 muestra esquematicamente un cable 10 de tres nucleos de corriente alterna para aplicacion submarina que comprende tres nucleos 12. Cada nucleo comprende un conductor 12a metalico tipicamente hecho de cobre, aluminio o ambos, en forma de una varilla o de alambres trenzados. El conductor 12a esta rodeado secuencialmente por una capa semiconductora interior y una capa aislante y una capa semiconductora externa, estando dichas tres capas (no mostradas) hechas de material polimerico (por ejemplo, polietileno), papel envuelto o laminado de papel/polipropileno. En el caso de la(s) capa(s) semiconductora(s), el material de la misma se carga con material de relleno conductor tal como negro de carbon.
Los tres nucleos 12 estan unidos helicoidalmente juntos de acuerdo con un paso A de trenzado del nucleo. Los tres nucleos 12 estan envueltos cada uno por una vaina 13 metalica (por ejemplo, hecha de plomo) e incrustados en un relleno 11 polimerico rodeado, a su vez, por una cinta 15 y por una capa 14 amortiguadora. Alrededor de la capa 14 amortiguadora se proporciona un blindaje 16 que comprende una unica capa de alambres 16a. Los alambres 16a estan bobinados helicoidalmente alrededor del cable 10 de acuerdo con un paso B de bobinado del blindaje. De acuerdo con la invencion, el paso B del bobinado es unicapa al paso A de trenzado del nucleo, como se muestra en la figura 7.
Los alambres 16a son metalicos, preferentemente estan hechos de un material ferromagnetico tal como acero al carbono, acero de construccion, acero inoxidable ferritico.
El conductor 12a tiene un area S de seccion transversal, donde S = n (d/2)2, siendo d el diametro del conductor.
Durante las actividades de desarrollo llevadas a cabo por el solicitante con el fin de investigar las perdidas de blindaje en un cable electrico de corriente alterna, el solicitante analizo un primer cable de CA que tenia tres nucleos trenzados juntos de acuerdo con un paso A de 2570 mm; una unica capa de ochenta y ocho (88) alambres bobinados alrededor del cable de acuerdo con un paso B de bobinado del blindaje de contracapa al paso A de trenzado del nucleo, siendo B -1890 mm, y el paso C transversal igual a aproximadamente 1089 mm; un diametro de alambre d de 6 mm; un area S de seccion transversal de 800 mm.
El Solicitante analizo tambien un segundo cable de CA que tenia tres nucleos trenzados juntos de acuerdo con un paso A de nucleo de 1442 mm; una sola capa de sesenta y un (61) alambres bobinados alrededor del cable de
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acuerdo con un paso B de bobinado de blindaje unicapa al paso A de nucleo, siendo B 1117 mm y paso C transversal igual a aproximadamente 4956 mm; un diametro d de alambre de 6 mm; un area S de seccion transversal de 500 mm2.
El solicitante midio experimentalmente la resistencia de fase (Ohmios/m) del primer y segundo cable con y sin alambres de blindaje, para una corriente alterna en cada conductor que varia de 20A a 1600A. La resistencia de fase se obtuvo a partir de perdidas de cable medidas divididas por 3 (numero de conductores) y por el cuadrado de la corriente I que circula en los conductores. La resistencia de fase se midio para los dos cables con una reduccion progresiva del numero de alambres, comenzando con el blindaje completo con cables 88/61, y eliminando entonces progresivamente los alambres igualmente distribuidos alrededor del cable.
La figura 2 muestra la resistencia de fase medida para el primer cable (cable contracapa). En particular, las medidas se han hecho con una reduccion progresiva del numero de alambres, comenzando con el blindaje completo con 88 alambres, y eliminando entonces 1 alambre cada 8 alambres igualmente distribuidos alrededor del cable. Las medidas con blindaje completo (88 alambres), con 66 alambres de blindaje y con los alambres de blindaje completamente eliminados se presentan en la figura 2.
La figura 3 muestra la resistencia de fase medida para el segundo cable (cable unicapa). Los valores de resistencia de fase obtenidos para este cable blindado eran muy inferiores a los obtenidos para el primer cable blindado y la variacion de la resistencia de fase en ausencia de alambres de blindaje no era tan notable para este segundo cable. Por esta razon, solo se muestran en la figura 3 la primera y la ultima medida (con blindaje completo de 61 alambres y sin blindaje), incluso si las medidas se han hecho con una reduccion progresiva del numero de alambres tambien para este segundo cable.
En las figuras 2 y 3, el simbolo "E" significa "elevado" y "E-05" significa "1 ■ 10-5".
Comparando los resultados de las figuras 2 y 3, el solicitante observo ademas que el valor de la diferencia de la resistencia de fase medida para el segundo cable con blindaje completo y sin blindaje es del orden de 1 ■ 10-6 Ohmios/m, que es aproximadamente 10 veces menor que la medida para el primer cable con blindaje completo, y de todos modos notablemente inferior a la del primer cable con un numero similar de alambres de blindaje (61 en el segundo cable frente a 66 en el primer cable blindado).
Analizando los resultados de la figura 2, el solicitante observo ademas que la resistencia de fase disminuye reduciendo el numero de alambres.
El solicitante observo que esta ultima observacion choca con la formula (vease la formula 2 descrita anteriormente) dada por la IEC 60287-1-1 para A2 (es decir, la relacion entre las perdidas en el blindaje y las perdidas totales en todos los conductores). De hecho, de acuerdo con IEC 60287-1-1, la capa de alambres de blindaje se modela acumulativamente como un tubo solido que tiene una resistencia Ra (en regimen CA) dada por (p ■ L)/(S ■ Nalambres), en donde p es la resistividad electrica del material de alambre, S es el area de seccion transversal del alambre, L es la longitud del alambre y Nalambres es el numero total de cables en el blindaje. Segun IEC 60287-1-1, la resistencia de blindaje Ra aumenta con un numero decreciente de alambres, segun IEC 60287-1-1, A2 (y por lo tanto la resistencia de fase antes mencionada) deberia aumentar (y no disminuir como se muestra en la figura 2) con un numero decreciente de alambres.
Observando que la resistencia de fase depende de la corriente I que circula en los conductores y que es bastante baja para valores de corriente bajos, el solicitante encontro ademas que los resultados mencionados anteriormente obtenidos por J.J. Bremnes et al. con cables de 8,5 km y 12 km de largo y una corriente de prueba de 51 A, no puede aplicarse a los cables de MT/HV que transportan valores de corriente estandar, tipicamente superiores a 500 A.
De hecho, el solicitante cree que las corrientes de Foucault y la histeresis son responsables de las perdidas generadas en el blindaje. Sin embargo, valores bajos de corriente alterna (por ejemplo, corriente de prueba de 51 A utilizada por J. J. Bremnes et al.) no provocan histeresis e inducen corrientes turbulentas muy bajas.
Ademas, sobre el resultado de que el valor de la diferencia de resistencia de fase medida para el segundo cable con blindaje completo (61 alambres) y sin blindaje es aproximadamente 10 veces menor que la medida para el primer cable (con blindaje completo de 88 alambres), el solicitante observo que tal diferencia no podia atribuirse (al menos unicamente) al hecho de que el segundo cable tiene una seccion transversal mas pequena y un numero menor de alambres en el blindaje.
Por lo tanto, el solicitante investigo las perdidas de blindaje en un cable de CA calculando el porcentaje de perdidas de blindaje como una funcion del paso B de bobinado del blindaje.
En particular, se calcularon las perdidas de blindaje asumiendolas como inversamente proporcionales al paso C transversal. Se consideraron las siguientes condiciones: un cable de tres nucleos de corriente alterna con los nucleos trenzados conjuntamente de acuerdo con un paso A de trenzado de nucleo, con A = 2500 mm; solo un alambre de blindaje, bobinado alrededor del cable de acuerdo con un paso B de bobinado de blindaje variable; una
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hipotesis de que las perdidas en el alambre de blindaje son inversamente proporcionales al paso C transversal; una corriente de 800 A en los conductores; Un area de seccion de conductor S de 800 mm2.
La figura 4 muestra los resultados del calculo del porcentaje de perdidas de blindaje como una funcion del paso B de bobinado del blindaje de acuerdo con las condiciones mencionadas anteriormente. El calculo considero las perdidas al 100 % de las medidas empiricamente con el primer cable de la figura 2. El valor negativo del paso de bobinado del blindaje significa direcciones de bobinado de contracapa de los alambres de blindaje con respecto a los nucleos; el valor positivo del paso de bobinado del blindaje significa direcciones de bobinado unicapa de los alambres de blindaje con respecto a los nucleos.
Como es visible en la figura 4, sobre la hipotesis hecha de que el valor de las perdidas de blindaje en el alambre de blindaje es inversamente proporcional al paso C transversal, las perdidas de blindaje son altas cuando el paso B de bobinado del blindaje - ya sea unicapa o contracapa con respecto al paso A de trenzado del nucleo - es muy corto (y, como consecuencia, el paso C transversal es aproximadamente 1/3 del paso A de trenzado del nucleo).
Un incremento del paso B de bobinado del blindaje - ya sea unicapa o contracapa con respecto al paso A de trenzado del nucleo - trae a la reduccion de las perdidas de blindaje, siendo la tendencia de tal reduccion golpear en el caso del paso B del bobinado del blindaje es unicapa con respecto al paso A de trenzado del nucleo. Por ejemplo, un paso B de bobinado del blindaje unicapa de aproximadamente 1500 mm da como resultado un porcentaje de perdida de blindaje de aproximadamente 25 % (-75 % con respecto al valor empirico obtenido para el primer cable de la figura 2), mientras que un paso B de bobinado del blindaje contracapa de aproximadamente 1500 mm (aproximadamente -1500 mm) da como resultado un porcentaje de perdida de blindaje de aproximadamente 105 % (+ 5 % con respecto a dicho valor empirico).
Las perdidas de blindaje tienen un minimo cuando el paso A de trenzado del nucleo y el paso B de bobinado del blindaje son sustancialmente iguales (unicapa y con aproximadamente el mismo paso).
En vista de los resultados mencionados, el solicitante investigo las perdidas de blindaje para un cable de CA en las mismas condiciones que la de la figura 4, pero utilizando un procedimiento 3D FEM (Procedimiento de Elemento Finito) para verificar la hipotesis hecha en el calculo de la figura 4.
Al igual que en el caso del calculo de la figura 4, el calculo FEM considero perdidas al 100 % aquellas medidas empiricamente con el primer cable de la figura 2 (valor marcado con un circulo en la figura 5).
Los resultados de los calculos de FEM se presentan en la figura 5, en los que se muestran los porcentajes de perdida de blindaje en funcion del paso B de bobinado del blindaje. Tambien en este caso las perdidas de blindaje tienen un minimo cuando el paso A de trenzado del nucleo y el paso B de bobinado del blindaje son iguales (cable unicapa con nucleos y alambre de blindaje con el mismo paso) mientras que son muy altos cuando B es cercano a cero (positivo o negativo). Ademas, los porcentajes de perdida de blindaje pueden ser tan bajos como 25 % o menos cuando B es positivo (cable unilateral) mientras que dichos porcentajes son al menos aproximadamente 75 % cuando B es negativo (cable contracapa).
El patron de las perdidas de blindaje en la figura 5 es muy similar al mostrado en la figura 4. El calculo de FEM realizado por el solicitante confirmo asi que la hipotesis hecha en los calculos de la figura 4 (que el valor de las perdidas de blindaje en el alambre de blindaje es inversamente proporcional al paso C transversal) es correcta.
El solicitante encontro asi que las perdidas de blindaje cambian en gran medida dependiendo del hecho de que el paso B de bobinado del blindaje es unicapa o contracapa al paso A de trenzado del nucleo. En particular, las perdidas de blindaje son altamente reducidas cuando el paso B de bobinado de blindaje es unicapa al paso A de trenzado del nucleo, en comparacion con la situacion en la que el paso B de bobinado del blindaje es contracapa al paso A de trenzado del nucleo.
El paso B de bobinado del blindaje es diferente del paso A de trenzado del nucleo (B t A). Tal diferencia es al menos igual al 10 % del paso A. Aunque aparentemente favorable en terminos de reduccion de la perdida de blindaje, la configuracion con B = A seria desventajosa en terminos de resistencia mecanica.
Ventajosamente, el paso A de trenzado del nucleo, en modulo, es de 1000 a 3000 mm. Mas ventajosamente, el paso A de trenzado del nucleo, en modulo, es de 1500 a 2600 mm. Los valores bajos de A son economicamente desventajosos ya que se necesita una longitud de conductor mas alta para una longitud de cable dada. Por otro lado, los valores altos de A son desventajosos en terminos de flexibilidad del cable.
Segun la invencion, C > 3A, en modulo. Preferentemente, C > 10A, en modulo.
Sin pretender estar vinculado a ninguna teoria, el solicitante cree que el presente hallazgo (que las perdidas de blindaje estan altamente reducidas cuando B es unicapa a A) se debe al hecho de que cuando A y B son del mismo signo (misma direccion) y, en particular, cuando A y B son iguales o muy similares entre si, los nucleos y los alambres de blindaje son paralelos o casi paralelos entre si. Esto significa que el campo magnetico generado por la corriente CA transportada por los conductores en los nucleos es perpendicular o casi perpendicular a los alambres
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de blindaje. Esto hace que las corrientes parasitas inducidas en los alambres del blindaje sean paralelas o casi paralelas al eje longitudinal de los alambres del blindaje.
Por otra parte, cuando A y B son de signo opuesto (contracapa), los nucleos y los alambres de blindaje son perpendiculares o casi perpendiculares entre si. Esto significa que el campo magnetico generado por la corriente alterna transportada por los conductores en los nucleos es paralelo o casi paralelo a los alambres de blindaje. Esto hace que las corrientes parasitas inducidas en los alambres de blindaje sean perpendiculares o casi perpendiculares con respecto al eje longitudinal de los alambres de blindaje.
A la luz de las observaciones anteriores, el solicitante encontro que es posible reducir las perdidas de blindaje en un cable de CA utilizando un paso B de bobinado de blindaje unicapa al paso A de trenzado del nucleo, con C > 3A. En particular, el solicitante encontro que, usando un paso B de bobinado del blindaje unicapa al paso A de trenzado del nucleo, con C > 3A, la relacion Kz de las perdidas en el blindaje a las perdidas totales en todos los conductores en el cable electrico es mucho menor que el valor Kz segun se calcula de acuerdo con la formula (2) mencionada anteriormente de la Norma IEC 60287-1 -1.
En particular, y ventajosamente, Kz ^ 0,75 K2. Preferentemente, K2' ^ 0,50 K2. Mas preferentemente, K2 ^ 0,25 K2.
Incluso mas preferentemente, K2' ^ 0,10 K2.
Teniendo en cuenta la formula anterior (1) proporcionada por la norma IEC 60287-1-1, la configuracion unilateral de alambres y nucleos de blindaje permite aumentar la capacidad de corriente admisible de un cable. El aumento de la clasificacion de corriente admisible conduce a dos mejoras en un sistema de transporte de CA: incrementar la corriente transportada por un cable y/o proporcionar un cable con un area S de seccion transversal reducida, considerando el aumento/reduccion con respecto al caso en el que las perdidas de blindaje se calculan de acuerdo con la formula (2) anteriormente mencionada.
Esto es muy ventajoso porque permite hacer un cable mas potente y/o reducir el tamano de los conductores con la consiguiente reduccion del tamano, peso y coste del cable.
Por ejemplo, en el caso del cable unilateral de la figura 3 (con A = 1442 mm, B = 1117 mm, S = 500 mm2), el solicitante calculo el parametro K2 utilizando la formula (2) anterior proporcionada por IEC 60287-1-1. Utilizando el valor de K2 asi calculado (K2= 0,317), el Solicitante calculo el grado de corriente admisible usando la formula (1) anterior proporcionada por IEC 60287-1 -1 y considerando una profundidad de colocacion de 1,5 m, una temperatura ambiente de 20 0C y la resistividad termica del suelo de 0,8 K ■ m/W, se obtuvo un valor nominal de corriente admisible de 670 A.
Por otra parte, la relacion K2' de las perdidas en el blindaje a las perdidas totales en todos los conductores del mismo cable electrico, medida experimentalmente por el Solicitante aplicando la insercion de Aron (P.P. Civalleri, Lezioni di Elettrotecnica, Libreria editrice Levrotto & Bella, Turin 1981) resulto ser igual a aproximadamente 0,025. Es decir, la relacion K2' experimentalmente medido por el Solicitante resulto ser mas de diez veces menor que el valor K2 calculado de acuerdo con la formula (2) mencionada anteriormente (es decir, K2' ^ 0,10 K2).
El solicitante observa que usando la formula (1) anterior en la misma condicion de puesta como se menciono anteriormente, pero con K2 reducida a 0,0317 (una decima de 0,317), la corriente admisible se convierte en 740 A. Esto significa que una corriente mucho mas alta que la calculada considerando K2 calculado de acuerdo con IEC 60287 puede ser transportado por un cable dado que tiene, de acuerdo con la invencion, un paso B de bobinado del blindaje unicapa o al paso A de trenzado del nucleo, con C > 3A.
Por otro lado, en la misma condicion de colocacion y con K2 reducida a 0,0317 (una decima de 0,317), se puede alcanzar la misma corriente admisible de 670 A con un conductor con un diametro de 400 mm2 en lugar de un conductor de 500 mm2 (80 % de reduccion del area S de seccion transversal). Esto significa que una corriente determinada puede ser transportada por un cable con un tamano de conductor mucho menor que el requerido por IEC 60287, cuando dicho cable tiene, segun la invencion, un paso B de bobinado de blindaje unicapa al paso A de trenzado de nucleo, con C > 3A.
La figura 6 muestra el calculo de FEM de perdidas (en unidades arbitrarias) inducidas en un alambre cilindrico de material ferromagnetico en funcion del diametro del alambre, con diferentes valores de resistividad electrica y permeabilidad magnetica relativa. Se consideraron dos casos de resistividad electrica, respectivamente de 20 ■ 10-8 Ohmios ■ m y de 24 ■ 10-8 Ohmios ■ m, y dos casos de permeabilidad magnetica relativa, respectivamente de mur = 300 y mur = 900. La combinacion de los casos anteriores conduce a cuatro casos representativos, listados en la figura 6.
Los rangos indicados en la figura 6 son tipicos para el acero de construccion.
A partir de la figura 6, es evidente que, para reducir las perdidas, para diametros de alambre inferiores a 6 mm es preferible elegir materiales con menor permeabilidad magnetica relativa.
Por otro lado, para diametros de alambre superiores a 6 mm es preferible elegir materiales con mayor permeabilidad
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magnetica relativa.
Ademas, para cualquier diametro de alambre, con un valor igual de permeabilidad magnetica relativa, es mejor elegir materiales con mayor resistividad electrica.
Teniendo en cuenta que el valor tipico de la resistividad para los alambres de blindaje es de aproximadamente 14 ■ 10-8 Ohmios ■ m, de acuerdo con la invencion, el alambre blindado tiene preferentemente una resistividad al menos igual a 14 ■ 10-8 Ohmios ■ m, mas preferentemente al menos igual a 20 ■ 10-8 Ohmios ■ m.
Ademas, teniendo en cuenta que el valor tipico de la permeabilidad magnetica relativa de los alambres de blindaje es de aproximadamente 300, de acuerdo con la invencion, el alambre de blindaje preferentemente tiene una permeabilidad magnetica relativa mayor o menor que 300 dependiendo del hecho de que el diametro del alambre este por encima o por debajo de 6 mm.
Se observa ademas que, segun la invencion, a la vista de los resultados mostrados en la figura 2, el numero de alambres ferromagneticos se reduce preferentemente con respecto a una situacion en la que los alambres ferromagneticos blindados cubren todo el perimetro externo del cable.
El numero de alambres en una capa de blindaje se puede calcular, por ejemplo, como el numero de alambres que rellenan el perimetro del cable y se deja un hueco de aproximadamente un 5 % del diametro de alambre entre alambres adyacentes.
Con el fin de reducir el numero de alambres ferromagneticos, el blindaje puede comprender ventajosamente alambres ferromagneticos que alternan con alambres no ferromagneticos (por ejemplo, plastico o acero inoxidable). Ademas, o en alternativa, los alambres de blindaje pueden comprender un nucleo ferromagnetico rodeado por un material no ferromagnetico.
Se observa que incluso si en la descripcion y las figuras anteriores se han descrito cables que comprenden blindaje con una sola capa de alambres, la invencion tambien se aplica a cables en los que el blindaje comprende una pluralidad de capas, superpuestas radialmente.
En dichos cables, el blindaje de multiples capas preferentemente comprende una capa (interior) de alambres con una disposicion del bobinado del blindaje y un paso B de bobinado del blindaje, una primera capa exterior de alambres, que rodea la capa (interior), con una disposicion del bobinado de primera capa exterior y un paso B’ de bobinado de la primera capa exterior y, opcionalmente, una segunda capa exterior de alambres, que rodea la primera capa exterior, con una segunda capa exterior de bobinado y un paso B’’ de bobinado de segunda capa exterior.
En cuanto a las caracteristicas de la capa (interior), la disposicion del bobinado del blindaje, el paso B de bobinado del blindaje, la disposicion de trenzado de nucleo y el paso A de trenzado del nucleo, se aplican las mismas consideraciones anteriores con referencia a un blindaje con una sola capa de alambres. En particular, la disposicion del bobinado del blindaje de la capa interior es unicapa a la disposicion de trenzado del nucleo.
En cuanto a la primera capa exterior, la disposicion de la primera capa exterior de bobinado es preferentemente contracapa con respecto a la disposicion del trenzado del nucleo (y a la disposicion del bobinado del blindaje). Esto mejora ventajosamente las prestaciones mecanicas del cable.
Cuando tambien esta presente la segunda capa exterior de alambres, la segunda disposicion del bobinado de la capa exterior es preferentemente unicapa respecto a la disposicion de trenzado del nucleo (y a la disposicion del bobinado del blindaje).
Como se ha explicado con detalle mas arriba, cuando la disposicion del blindaje del bobinado de la capa (interior) de alambres es unicapa respecto a la disposicion de trenzado del nucleo, las perdidas en el blindaje son altamente reducidas, asi como el campo magnetico (generado por la corriente CA transportada por los conductores del cable) fuera de la capa (interior) del blindaje, que esta protegida por la capa interior. De esta manera, la primera capa exterior, que rodea la capa (interior), experimenta un campo magnetico reducido y genera perdidas menores de blindaje, incluso si se usa en una configuracion contracapa con respecto a la disposicion del trenzado de nucleo.
Para los cables que comprenden un blindaje de multiples capas, se aplican las mismas consideraciones hechas anteriormente con referencia a la relacion A2, (perdidas en el blindaje a las perdidas totales en todos los conductores en el cable electrico), donde las perdidas en el blindaje se calculan como las perdidas en la capa (interior), la primera capa exterior y, cuando esta presente, la segunda capa exterior.

Claims (13)

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    REIVINDICACIONES
    1. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente I alterna a una temperatura maxima de trabajo admisible del conductor T que comprende:
    - al menos dos nucleos (12) trenzados juntos de acuerdo con una disposicion de trenzado de nucleo y un paso A de trenzado del nucleo, comprendiendo cada nucleo (12) un conductor (12a) electrico que tiene un area S de seccion transversal y perdidas de conductor cuando se transporta la corriente I;
    - un blindaje (16) que rodea los al menos dos nucleos (12), comprendiendo dicho blindaje (16) una capa de una pluralidad de alambres (16a) metalicos bobinados alrededor de los nucleos (12) de acuerdo con una disposicion de bobinado de blindaje helicoidal y un paso B de bobinado de blindaje, teniendo dicho blindaje (16) perdidas de blindaje cuando se transporta la corriente I; dichas perdidas de conductor y perdidas de blindaje que contribuyen a las perdidas de cable totales determinando la temperatura maxima de trabajo admisible del conductor T;
    en el que la disposicion del bobinado del blindaje helicoidal tiene la misma direccion que la disposicion de trenzado del nucleo, y
    el area S de seccion transversal es tal que hace que el cable opere a la temperatura maxima de trabajo admisible del conductor T mientras transporta la corriente I alterna con perdidas de blindaje iguales o inferiores al 30 % de las perdidas totales del cable,
    caracterizado porque el paso B de bobinado del blindaje y el paso A de trenzado del nucleo son tales que un paso C transversal es mayor o igual que 3A, siendo el paso B de bobinado del blindaje diferente del paso A de trenzado del nucleo en al menos 10 % y definiendose el paso C transversal por la siguiente relacion:
    A B #
  2. 2. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 1, en el que C > 5A.
  3. 3. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 2, en el que C > 10A.
  4. 4. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 1, en el que C no es superior a 12A.
  5. 5. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 1, en el que el paso A de trenzado del nucleo, en modulo, es de 1000 a 3000 mm.
  6. 6. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 5, en el que el paso A de trenzado del nucleo, en modulo, es a partir de 1500 mm.
  7. 7. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 5, en el que el paso A de trenzado del nucleo, en modulo, no es superior a 2600 mm.
  8. 8. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 1, en el que las perdidas de blindaje son iguales o inferiores al 10 % de las perdidas totales del cable.
  9. 9. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 1, en el que las perdidas de blindaje son iguales o inferiores al 3 % de las perdidas totales del cable.
  10. 10. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 1, en el que el blindaje (16) comprende ademas una primera capa exterior de una pluralidad de alambres (16a) metalicos, que rodean dicha capa de una pluralidad de alambres (16a) metalicos, estando los alambres (16a) metalicos de dicha primera capa exterior bobinados alrededor de los nucleos (12) de acuerdo con una disposicion del bobinado de la primera capa exterior y un paso B’ de bobinado de la primera capa exterior.
  11. 11. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 10, en el que la disposicion de bobinado de la primera capa exterior tiene una direccion opuesta con respecto a la disposicion de trenzado de nucleo.
  12. 12. Cable (10) de alimentacion para transportar una corriente alterna segun la reivindicacion 10, en el que el area S de seccion transversal del conductor electrico es tal que hace que el cable opere a la temperatura maxima admisible del conductor T mientras transporta la corriente I alterna con perdidas de blindaje iguales o inferiores al 30 % de las perdidas totales del cable, comprendiendo las perdidas de blindaje tanto las perdidas en dicha capa como en dicha primera capa exterior.
  13. 13. Procedimiento para mejorar las prestaciones de un cable (10) de alimentacion que comprende al menos dos
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    nucleos (12) trenzados juntos de acuerdo con una disposicion de trenzado de nucleo y un paso A de trenzado del nucleo, comprendiendo cada nucleo (12) un conductor (12a) electrico que tiene un area S de seccion transversal y perdidas del conductor cuando se transporta la corriente I; y un blindaje (16) que rodea los al menos dos nucleos (12), comprendiendo dicho blindaje (16) una capa de una pluralidad de alambres (16a) metalicos bobinados alrededor de los nucleos (12) de acuerdo con una disposicion de bobinado de blindaje helicoidal y un paso B de bobinado de blindaje, teniendo dicho blindaje (16) perdidas de blindaje cuando se transporta la corriente I; contribuyendo dichas perdidas del conductor y perdidas de blindaje a las perdidas de cable totales que determinan la temperatura maxima de trabajo admisible del conductor T, comprendiendo el procedimiento las etapas de:
    - reducir las perdidas de blindaje a un valor igual o inferior al 30 % de las perdidas totales de cable mediante la construccion del cable de alimentacion de tal manera que:
    * la disposicion de bobinado del blindaje helicoidal tiene la misma direccion que la disposicion de trenzado del nucleo,
    * el paso B de bobinado del blindaje difiere del paso A de trenzado del nucleo en al menos el 10 %, y
    * el paso B de bobinado del blindaje y el paso A de trenzado del nucleo son tales que un paso C transversal es mayor o igual que 3A, definiendose el paso C transversal por la siguiente relacion:
    A B .
    r
    - construir el cable (10) de alimentacion con un valor reducido del area S de seccion transversal del conductor electrico, como se determina por el valor de las perdidas reducidas de blindaje, y/o
    - operar el cable (10) de alimentacion a la temperatura maxima de trabajo admisible del conductor T, transportando dicha corriente I alterna con un valor incrementado, como se determina por el valor de las perdidas reducidas de blindaje.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013174399A1 (en) 2012-05-22 2013-11-28 Prysmian S.P.A. Armoured cable for transporting alternate current with reduced armour loss
EP3132453B1 (en) * 2014-04-17 2019-09-25 Prysmian S.p.A. Method and armoured power cable for transporting alternate current
DE102014208821A1 (de) * 2014-05-09 2015-11-12 Bayerische Kabelwerke Ag Kabel, insbesondere Erdungskabel zur Erdung von Einrichtungen im Freiland
FR3021157B1 (fr) * 2014-05-16 2017-11-24 Nexans Cable de transport d'electricite a isolation de papier impregnee de masse
EP3183736B1 (en) * 2014-08-21 2019-11-20 Materion Corporation Wire for deep water transmission
PL3189525T3 (pl) * 2014-09-05 2023-05-08 Prysmian S.P.A. Podmorski kabel elektryczny i sposób eksploatacji kabla podmorskiego
ES2929629T3 (es) * 2015-11-10 2022-11-30 Bekaert Sa Nv Método para producir un cable de transmisión de potencia eléctrica
WO2018192666A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 Prysmian S.P.A. Method and armoured cable for transporting high voltage alternate current
AU2018424294B2 (en) * 2018-05-24 2024-06-20 Prysmian S.P.A. Armoured cable for transporting alternate current with permanently magnetised armour wires
IT201900019262A1 (it) 2019-10-18 2021-04-18 Prysmian Spa Electrical cable structure analysis method and apparatus
IT202000000343A1 (it) * 2020-01-10 2021-07-10 Prysmian Spa Cavo armato per trasportare corrente alternata

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB360996A (en) * 1930-08-19 1931-11-19 Western Electric Co Ltd Improvements in or relating to submarine electric cables
GB685438A (en) 1950-11-16 1953-01-07 Felten & Guilleaume Carlswerk An improved submarine cable
BE631327A (es) * 1963-04-19
JP2002100249A (ja) * 2000-07-21 2002-04-05 Furukawa Electric Co Ltd:The 交流用超電導ケーブル
JP3678179B2 (ja) * 2001-07-25 2005-08-03 日立電線株式会社 2重横巻2心平行極細同軸ケーブル
JP4221968B2 (ja) * 2002-07-31 2009-02-12 住友電気工業株式会社 2芯平行シールドケーブル及び配線部品並びに情報機器
JP4174824B2 (ja) * 2003-04-10 2008-11-05 住友電気工業株式会社 超電導ケーブル
US8859902B2 (en) * 2009-12-10 2014-10-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Multi-core cable
JP2011222262A (ja) * 2010-04-08 2011-11-04 Sumitomo Electric Ind Ltd シールドケーブル
NO2750144T3 (es) * 2011-08-23 2018-01-06
WO2013174399A1 (en) 2012-05-22 2013-11-28 Prysmian S.P.A. Armoured cable for transporting alternate current with reduced armour loss

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