ES2946461T3 - Cable de alimentación de corriente continua de alto voltaje con capacidad de bloqueo de agua - Google Patents

Cable de alimentación de corriente continua de alto voltaje con capacidad de bloqueo de agua Download PDF

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Abstract

Un cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1) diseñado para voltajes de 320 kV o más, que comprende: un conductor multifilar (3), una capa interior semiconductora (5) dispuesta alrededor del conductor multifilar (3), el capa semiconductora interna (5) que forma una capa de pantalla para el conductor multifilar (3), un sistema de aislamiento sólido (7) dispuesto alrededor de la capa semiconductora interna (5) y un compuesto bloqueador de agua (15) configurado para restringir el agua migración al cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Cable de alimentación de corriente continua de alto voltaje con capacidad de bloqueo de agua
Campo técnico
La presente divulgación se refiere en general a cables de alimentación de CC de alto voltaje.
Antecedentes
Algunos cables de alimentación de CC de alto voltaje tienen conductores no sólidos, a los que se hace referencia a continuación como conductores de múltiples alambres. Los conductores de múltiples alambres se fabrican al trenzar una pluralidad de alambres. Estos alambres pueden tener, por ejemplo, una sección transversal circular o elíptica, o pueden tener otras formas, tal como en el caso de conductores de piedra angular o perfilados.
El grado de llenado de los alambres está habitualmente en el intervalo de 92 % - 96 %, con la cifra más baja que es habitual para conductores de alambre redondo enhebrado y la cifra más alta que es habitual para conductores de piedra angular. Puesto que el grado de llenado no es del 100%, existe el riesgo de que el agua pueda migrar longitudinalmente hacia los intersticios entre los cables, por ejemplo, después de un fallo de cable.
Los cables de alimentación de CC de alto voltaje en el mercado hoy en día usan cintas de hinchamiento por agua para impedir la migración longitudinal de agua después de un fallo de cable o en el caso de defectos en las tapas terminales durante el transporte o la instalación del cable, que pueden conducir a la entrada de agua. La cinta de hinchamiento por agua se puede proporcionar entre capas de los alambres de conductor y/o alrededor del conductor.
US 4095039 A divulga un cable de alimentación con un conductor enhebrado al que se aplica una protección de conductor semiconductor. Una capa de aislamiento, preferentemente polietileno, circunda el blindaje conductor, y una protección de aislamiento semiconductor se arregla alrededor del exterior del aislamiento. Un material de relleno llena todos los espacios del conductor enhebrado. El material de agente de relleno es un compuesto de caucho de poliisobutileno de bajo peso molecular o un copolímero de bajo peso molecular de caucho de isobutileno-isopreno.
WO 2016/206715 A1 divulga un material de bloqueo de agua en el conductor de un cable de CC de alto voltaje en la forma de un hilo incorporado entre las hebras del conductor. El hilo se coloca principalmente en la dirección longitudinal con la misma dirección de colocación que las hebras. De manera alternativa, el material de bloqueo de agua podría estar en la forma de un polvo absorbente de agua o el polvo se podría incluir en el conductor por medio de una cinta que comprende el polvo. <insertar página 2a>
Breve descripción
Un inconveniente con las cintas de hinchamiento por agua es que pueden liberar componentes que migran al sistema de aislamiento sólido del cable de alimentación. Estos componentes podrían contaminar potencialmente el sistema de aislamiento sólido. A diferencia de los cables de CA, es especialmente importante para los cables de CC de alto voltaje que el sistema de aislamiento sólido se mantenga lo más libre de contaminación como sea posible, para garantizar una larga vida útil del cable de alimentación.
Los presentes inventores han encontrado que estos problemas comienzan a convertirse en un problema para los cables de alimentación de CC de alto voltaje que operan a voltajes de 320 kV o más altos. El campo eléctrico a través del aislamiento es en este caso tan alto que el material de aislamiento puede, debido a la contaminación, llegar a ser suficientemente conductor para incrementar la temperatura del aislamiento a niveles indeseables a los que se degrada con el paso del tiempo.
En vista de lo anterior, un objeto de la presente divulgación es proporcionar un cable de alimentación de CC de alto voltaje que resuelva o al menos mitigue los problemas existentes del estado de la técnica.
Por lo tanto, se proporciona un cable de alimentación de CC de alto voltaje diseñado para voltajes de 320 kV o más altos, que comprende: un conductor de múltiples alambres, una capa semiconductora interna arreglada alrededor del conductor de múltiples alambres, la capa semiconductora interna que forma una capa de criba para el conductor de múltiples alambres, un sistema de aislamiento sólido arreglado alrededor de la capa semiconductora interna, y un compuesto de bloqueo de agua configurado para restringir la migración de agua hacia el cable de alimentación de CC de alto voltaje.
US4703132 A divulga un agente de relleno resistente a la migración de agua para llenar los intersticios de un conductor enhebrado, un cable de transmisión de potencia eléctrica que incluye este agente de relleno y un método para producir este cable. El agente de relleno incluye un compuesto polimérico que tiene un valor de penetración de aguja de 100 gramos entre 50 y 100 décimas de milímetro a 25 grados C, y las partículas de un material hinchable en agua que tiene un tamaño de partícula de no más de 200 micrones están en contacto con el compuesto polimérico ya sea al mezclarlo con el compuesto o al aplicarlo a la superficie del mismo. En el método, el compuesto polimérico se hace fluir alrededor de los alambres del conductor conforme se enhebran juntos y el material hinchable en agua ya sea se mezcla con el compuesto o se aplica al mismo conforme se forma el conductor, se extruye una capa semiconductora alrededor del conductor relleno de esta manera y se extruye una capa de aislamiento alrededor de la capa semiconductora.
US4130450 A divulga cables de alimentación de alto voltaje con aislamiento de plástico dieléctrico extruido, instalados bajo tierra, que tienen su vida acortada por la formación de árboles electroquímicos en el aislamiento. El cable de transmisión de potencia de alto voltaje se construye con sellador en intersticios de un conductor enhebrado que no se llenan por el material semiconductor de una protección de conductor del cable.
WO9636054 A1 divulga un cable de transmisión de potencia y un método para producir este cable que incluye primer y segundo compuestos de relleno que funcionan para impedir la degradación en el rendimiento de cable como resultado de la permeación de agua a través de la funda de polietileno (14) del cable (10) y que no se licúan a alta temperatura. El compuesto de bloqueo de agua proporciona estanqueidad al agua longitudinal, impidiendo que el agua migre al cable de alimentación de CC de alto voltaje. Esto se puede lograr sin proporcionar cinta hinchable con agua alrededor del conductor de múltiples alambres, o entre capas de alambres del conductor de múltiples alambres.
Al lograr una funcionalidad de bloqueo de agua sin usar cintas hinchables en agua, que contienen subproductos de la producción que pueden migrar al sistema de aislamiento sólido, el sistema de aislamiento sólido puede estar libre o esencialmente libre de contaminantes. Por consiguiente, se puede mejorar el rendimiento del sistema de aislamiento sólido y, por lo tanto, del cable de alimentación de CC de alto voltaje.
El hecho de que el cable de alimentación de CC de alto voltaje se diseñe para voltajes de 320 kV o más altos significa que el sistema de aislamiento sólido se hace de un material configurado específicamente para soportar niveles de voltaje de 320 kV o más altos y que el sistema de aislamiento sólido se dimensiona para manejar estos niveles de voltaje. El compuesto de bloqueo de agua se puede configurar para restringir la migración de agua al conductor de múltiples alambres. El compuesto de bloqueo de agua se puede configurar para restringir la migración de agua a los intersticios entre los alambres del conductor de múltiples alambres.
De acuerdo con una realización, el compuesto de bloqueo de agua se proporciona en intersticios entre los alambres del conductor de múltiples alambres. Por consiguiente, el agua no es capaz de migrar longitudinalmente entre los alambres. De acuerdo con una realización, el compuesto de bloqueo de agua se proporciona radialmente hacia fuera de y alrededor del sistema de aislamiento sólido.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje puede comprender una capa semiconductora externa proporcionada alrededor del sistema de aislamiento sólido. El compuesto de bloqueo de agua se puede proporcionar, por ejemplo, en la superficie externa de la capa semiconductora externa.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje puede comprender alambres de criba arreglados radialmente hacia fuera de la capa semiconductora externa. El compuesto de bloqueo de agua se puede proporcionar, por ejemplo, entre los alambres de criba y/o sobre los alambres de criba.
De acuerdo con un ejemplo, el compuesto de bloqueo de agua se puede proporcionar en los intersticios entre los alambres del conductor de múltiples alambres y radialmente hacia fuera y alrededor del sistema de aislamiento sólido.
El compuesto de bloqueo de agua se puede proporcionar para obtener un grado de relleno del conductor de múltiples alambres en el intervalo de 98 % -100 %, tal como 99%-l0o%, tal como más de 99 % a 100 %, o incluso un grado de relleno de 100 %.
El compuesto de bloqueo de agua se puede proporcionar en intersticios entre el perímetro del conductor múltiples alambres y la capa semiconductora interna. El compuesto de bloqueo de agua puede ser hidrófobo.
El compuesto de bloqueo de agua puede contener un agente de hinchamiento hidrófilo. De acuerdo con una realización, el compuesto de bloqueo de agua comprende un componente basado en hidrocarburo o un componente basado en sílice. El compuesto de bloqueo de agua es un líquido con una viscosidad mayor que 20 Pa • s a una temperatura de 20°C. De acuerdo con una realización, el sistema de aislamiento sólido se compone de un material eléctricamente aislante que tiene una conductividad eléctrica de como mucho 1000 fS/m, como mucho 100 fS/m, o como mucho 10 fS/m medida a voltaje nominal a una temperatura de 20 °C. Estas características se miden en el material eléctricamente aislante del cable de alimentación de CC de alto voltaje.
A más alta es la conductividad eléctrica del material eléctricamente aislante, más pequeña es la influencia de una cinta de hinchamiento de bloqueo de agua, debido a que los materiales eléctricamente aislantes con una alta conductividad eléctrica portarán cargas bajo campos eléctricos lo suficientemente altos y, por lo tanto, calentarán el material eléctricamente aislante incluso sin contaminación. Los materiales eléctricamente aislantes con una conductividad eléctrica más alta son, por consiguiente, menos sensibles a la contaminación que los materiales eléctricamente aislantes con una conductividad eléctrica más baja.
Debido al compuesto de bloqueo de agua, que reduce el riesgo de contaminación del sistema de aislamiento sólido, los materiales de aislamiento eléctrico con menor conductividad eléctrica, preferentemente no más alta que 200 fS/m tal como no más alta que 150 fS/m, se pueden usar en el cable de alimentación de CC de alto voltaje. De acuerdo con una realización, el sistema de aislamiento sólido se compone de un material eléctricamente aislante que tiene la propiedad inherente de que una placa moldeada a presión de 1 mm de espesor no tratada térmicamente hecha del material eléctricamente aislante tiene una conductividad eléctrica de como mucho 50 fS/m medida después de 24 horas a 70 °C y un campo eléctrico de 30 kV/mm aplicado a través de la dimensión de espesor de la placa moldeada a presión.
La medición de la conductividad eléctrica se realiza de esta manera después de que la placa moldeada a presión se haya sometido continuamente a un campo eléctrico de 30 kV/mm a 70°C durante 24 horas.
La placa moldeada a presión se puede hacer, por ejemplo, de gránulos compuestos del material eléctricamente aislante, que se colocan en un molde para formar la placa.
El sistema de aislamiento sólido puede comprender un termoestable tal como polietileno reticulado (XLPE) o un termoplástico tal como polipropileno. El sistema de aislamiento sólido que comprende polipropileno puede, de acuerdo con un ejemplo, no reticularse.
De acuerdo con la invención, el compuesto de bloqueo de agua es eléctricamente conductor. Por lo tanto, se proporciona un contacto eléctrico entre las capas separadas por el compuesto. Por ejemplo, se puede lograr un contacto eléctrico entre el conductor de múltiples alambres y la capa semiconductora interna, o entre una capa semiconductora externa y alambres de criba. De esta manera, no habrá o esencialmente no habrá diferencia de potencial entre, por ejemplo, los alambres del conductor de múltiples alambres y la capa semiconductora interna, o entre la capa semiconductora externa y los alambres de criba.
De acuerdo con la invención, el compuesto de bloqueo de agua comprende un componente basado en carbono que proporciona la conductividad eléctrica del compuesto de bloqueo de agua.
De acuerdo con la invención, el componente basado en carbono es grafito. Una realización comprende una cinta eléctricamente conductora o eléctricamente no conductora enrollada alrededor del conductor de múltiples alambres y arreglada entre el conductor de múltiples alambres y la capa semiconductora interna.
La cinta puede impedir que el medio de bloqueo de agua contamine la línea de producción de cables durante la fabricación del cable de alimentación de CC de alto voltaje. La cinta también puede impedir la acumulación de compuesto de bloqueo de agua, lo que podría convertirse en grumos que sobresalen en la capa semiconductora interna y el sistema de aislamiento sólido.
La cinta puede, de acuerdo con un ejemplo, tener capacidad de bloqueo de agua.
Preferentemente, la cinta no contiene ningún agente de hinchamiento.
De acuerdo con una realización, la cinta está en contacto directo con el conductor de múltiples alambres y/o el compuesto de bloqueo de agua y con la capa semiconductora interna.
De acuerdo con una realización, el conductor de múltiples alambres se forma por una pluralidad de capas de alambres, en donde el compuesto de bloqueo de agua se proporciona en intersticios entre cada capa de alambres.
De acuerdo con una realización, el compuesto de bloqueo de agua se proporciona en una capa más externa de alambres del conductor de múltiples alambres.
De acuerdo con la invención, el compuesto de bloqueo de agua comprende polibutadieno, un antioxidante, y grafito. Este compuesto no contamina el sistema de aislamiento sólido.
De acuerdo con una realización, el sistema de aislamiento sólido se reticula parcialmente tal que sólo pase una prueba de aglomeración en caliente de acuerdo con IEC 60811-507 hasta el 50% de la carga especificada por IEC 60811-507. La carga especificada por IEC 60811-507 es de 20 N/cm2
De acuerdo con una realización, el sistema de aislamiento sólido se reticula parcialmente tal que sólo pase una prueba de aglomeración en caliente de acuerdo con IEC 60811-507 hasta el 40%, tal como hasta el 30%, tal como hasta el 25%, de la carga especificada por IEC 60811-507.
De acuerdo con una realización, el sistema de aislamiento sólido comprende un material basado en polipropileno termoplástico.
De acuerdo con una realización, el compuesto de bloqueo de agua es un compuesto de bloqueo de agua o de absorción de agua.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje puede ser un cable terrestre o un cable submarino. De acuerdo con un segundo aspecto de la presente divulgación, se proporciona un método para fabricar un cable de alimentación de CC de alto voltaje de acuerdo con el primer aspecto, en donde el método comprende: proporcionar el compuesto de bloqueo de agua internamente en el cable de alimentación de CC de alto voltaje para restringir la migración de agua al cable de alimentación de CC de alto voltaje.
El método puede comprender, por ejemplo: enhebrado de una pluralidad de alambres para formar el conductor de múltiples alambres, en donde el enhebrado implica proporcionar el compuesto de bloqueo de agua entre cada capa de alambres, y extruir la capa semiconductora interna y el sistema de aislamiento sólido sobre el conductor de múltiples alambres.
En general, todos los términos utilizados en las reivindicaciones se van a interpretar de acuerdo con su significado ordinario en el campo técnico, salvo que se defina explícitamente lo contrario en la presente. Todas las referencias al elemento, aparato, componente, medio, etc. se deben interpretar abiertamente como que se refieren a por lo menos una instancia del elemento, aparato, componente, medio, etc., salvo que se indique explícitamente lo contrario.
Breve descripción de las figuras
Las realizaciones específicas del concepto inventivo ahora se describirán, a manera de ejemplo, con referencia a las figuras anexas, en las cuales:
La figura 1 muestra esquemáticamente una sección transversal de un ejemplo de un cable de alimentación de CC de alto voltaje;
La figura 2 muestra esquemáticamente una sección transversal de otro ejemplo de un cable de alimentación de CC de alto voltaje;
La figura 3 muestra esquemáticamente una sección transversal de aún otro ejemplo de un cable de alimentación de CC de alto voltaje; y
La figura 4 es un diagrama de flujo de un método para fabricar un cable de alimentación de CC de alto voltaje.
Descripción detallada
El concepto inventivo ahora se describirá más completamente más adelante en la presente con referencia a las figuras anexas, en las cuales se muestran las realizaciones de ejemplo. El concepto inventivo, sin embargo, se puede incorporar en muchas formas diferentes y no se debe considerar como limitado a las realizaciones expuestas en la presente; en su lugar, estas realizaciones se proporcionan a manera de ejemplo tal que esta divulgación sea exhaustiva y completa, y transmita completamente el alcance del concepto inventivo como se define por las reivindicaciones anexas a aquellos expertos en la técnica.
Números similares se refieren a elementos similares de principio a fin de la descripción.
La figura 1 muestra esquemáticamente una sección transversal de un ejemplo de un cable de alimentación de CC de alto voltaje (CC de alto voltaje) 1-1. El cable de alimentación de CC de alto voltaje ejemplificado 1-1 es un cable terrestre, pero podría ser alternativamente un cable de alimentación submarino. En el último caso, la estructura general del cable de alimentación de CC de alto voltaje sería algo diferente, puesto que se configuraría para uso submarino y, por ejemplo, comprendería una funda de bloqueo de agua y opcionalmente blindaje. El cable de alimentación de CC de alto voltaje 1­ 1 se diseña para tener una tensión nominal igual a, o mayor que 320 kV.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 comprende un conductor de múltiples alambres 3. El conductor de múltiples alambres 3 comprende una pluralidad de alambres 3a. Los alambres 3a se arreglan en una configuración enhebrada. El conductor de múltiples alambres 3 tiene intersticios entre los alambres 3a. El factor de llenado del conductor de múltiples alambres 3 como se proporciona por los alambres puede estar, por ejemplo, en el intervalo de 92-96%. Esto significa que el material conductor llena 92 - 96 % del área en sección transversal del conductor de múltiples alambres 3.
En el presente ejemplo, los alambres enhebrados 3a son alambres redondeados y el conductor de múltiples alambres 3a es un conductor redondo enhebrado. El conductor de múltiples alambres podría ser alternativamente, por ejemplo, un conductor de piedra angular o perfilado, o un conductor segmentaria o Milliken.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje ejemplificado 1-1 comprende una capa semiconductora interna 5. La capa semiconductora interna 5 se proporciona alrededor del conductor de múltiples alambres 3. La capa semiconductora interna 5 actúa como una criba de conductor. Por lo tanto, la capa semiconductora interna 5 forma una capa de criba para el conductor de múltiples alambres 3. La capa semiconductora interna ejemplificada 5 puede ser basada en polímero y puede comprender un componente conductor tal como negro de carbono.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 comprende un sistema de aislamiento sólido 7. El sistema de aislamiento sólido 7 es un sistema de aislamiento eléctrico. El sistema de aislamiento sólido 7 se proporciona alrededor de la capa semiconductora interna 5. Por lo tanto, el sistema de aislamiento sólido 7 se arregla radialmente hacia fuera de la capa semiconductora interna 5.
El sistema de aislamiento sólido 7 se compone de, o comprende, un material eléctricamente aislante que tiene una conductividad eléctrica de, por ejemplo, como máximo 1000 femto Siemens (fS)/m, tal como como como mucho 100 fS/m, o como mucho 10 fS/m, medida a voltaje nominal a una temperatura de 20 °C.
El sistema de aislamiento sólido 7 se puede reticular parcialmente tal que sólo pase una prueba de aglomeración en caliente de acuerdo con IEC 60811-507 hasta el 50 % de la carga especificada por IEC 60811-507. Por lo tanto, el sistema de aislamiento sólido 7 falla la prueba de aglomeración en caliente de acuerdo con IEC 60811-507 cuando la carga es más grande que el 50% de la carga especificada por IEC 60811-507.
El estándar IEC 60811-507 al que se hace referencia es la Edición 1.0 de 2012-03.
El sistema de aislamiento sólido 7 se puede reticular parcialmente tal que sólo pase una prueba de aglomeración en caliente de acuerdo con IEC 60811-507 hasta el 40%, tal como hasta el 30%, tal como hasta el 25% de la carga especificada por IEC 60811-507.
Un ejemplo de un compuesto con esta propiedad es LS4258DCE por Borealis.
El sistema de aislamiento sólido 7 puede ser basado en polímero. El sistema de aislamiento sólido 7 puede comprender, por ejemplo, polietileno reticulado, o polipropileno.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 comprende una capa semiconductora externa 9. La capa semiconductora externa 9 se proporciona alrededor del sistema de aislamiento sólido 7. La capa semiconductora externa 9, por consiguiente, se arregla radialmente hacia fuera del sistema de aislamiento sólido 7. El sistema de aislamiento sólido 7 se intercala entre la capa semiconductora interna 5 y la capa semiconductora externa 9.
La capa semiconductora externa 9 actúa como una criba de aislamiento para el sistema de aislamiento sólido 7. La capa semiconductora externa ejemplificada 9 puede ser basada en polímero y puede comprender un componente conductor tal como negro de carbono.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 puede comprender una criba metálica 11. La criba metálica 11 se puede proporcionar alrededor de la capa semiconductora externa 9. La criba metálica 11 puede comprender, por ejemplo, cobre. La criba metálica 11 puede comprender una pluralidad de alambres de criba 11a. Los alambres de criba 11a se pueden distribuir a lo largo del perímetro de la capa semiconductora externa 9. Los alambres de criba 11a se pueden enrollar helicoidalmente alrededor de la capa semiconductora externa 9. Los alambres de criba 11a pueden comprender, por ejemplo, cobre.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 tiene una porción o funda externa 13 que cubre la criba metálica 11. La porción o funda externa 13 forma la capa más externa del cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1. La porción o funda externa 13 puede comprender, por ejemplo, un material polimérico.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 comprende un compuesto de bloqueo de agua 15. El compuesto de bloqueo de agua 15 se arregla para restringir la migración de agua dentro del cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1.
La figura 1 muestra un ejemplo de la configuración del compuesto de bloqueo de agua 15 en el cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1. El compuesto de bloqueo de agua 15 se arregla entre los intersticios de los alambres 3a. Los alambres 3a se arreglan en capas, y los intersticios en y entre todas las capas se pueden llenar con el compuesto de bloqueo de agua 15. Por lo tanto, todos los intersticios entre los alambres 3a del conductor de múltiples alambres 3 se llenan con el compuesto de bloqueo de agua 15. El compuesto de bloqueo de agua 15 se arregla radialmente fuera del conductor de múltiples alambres 3, en la superficie externa de la capa más externa de los alambres 3a. Por lo tanto, se impide que el agua migre longitudinalmente en los intersticios del conductor de múltiples alambres 3.
El compuesto de bloqueo de agua 15 es un líquido. El compuesto de bloqueo de agua 15 tiene una viscosidad igual a, o mayor que 20 Pa*s.
El compuesto de bloqueo de agua 15 puede, de acuerdo con un ejemplo que no forma parte de la presente invención, ser un sólido con un Shore D menor que 65 a una temperatura de 20 °C.
El compuesto de bloqueo de agua 15 es eléctricamente conductor. El compuesto de bloqueo de agua 15 comprende un componente basado en carbono que hace al compuesto de bloqueo de agua 15 eléctricamente conductor.
El componente basado en carbono es grafito.
El compuesto de bloqueo de agua 15 puede ser basado en hidrocarburos o basado en hidrocarburos.
El compuesto de bloqueo de agua 15 puede comprender un componente basado en hidrocarburo o un componente basado en sílice. El compuesto de bloqueo de agua 15 comprende el polibutadieno, un antioxidante, y el grafito.
El compuesto de bloqueo de agua 15 puede ser hidrófobo o hidrófilo. El compuesto de bloqueo de agua 15 puede, de acuerdo con un ejemplo, comprender un agente de hinchamiento.
La figura 2 muestra una sección transversal de otro ejemplo de un cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-2. La estructura general del cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-2 es similar al cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1. Sin embargo, el cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-2 comprende una cinta 17. La cinta 17 se enrolla alrededor del conductor de múltiples alambres 3. La cinta 17 se puede enrollar alrededor del conductor de múltiples alambres 3 a lo largo de toda la longitud del conductor de múltiples alambres 3. La cinta 17 puede ser eléctricamente conductora o eléctricamente no conductora/eléctricamente aislante. La cinta 17 puede comprender, por ejemplo, un polímero. La cinta 17 se arregla entre el conductor de múltiples alambres 3 y la capa semiconductora interna 5. La cinta 17 puede estar en contacto directo con la superficie interna de la capa semiconductora interna 5. La cinta 17 puede estar en contacto directo con el conductor de múltiples alambres 3 y/o con el compuesto de bloqueo de agua 15.
La figura 3 muestra una sección transversal de un ejemplo de un cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-3. La estructura del cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-3 es similar al cable de alimentación de CC de alto voltaje 1­ 1. El cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-2 tiene el compuesto de bloqueo de agua 15 proporcionado en los intersticios entre los alambres de criba 11a. El compuesto de bloqueo de agua 15 también se proporciona en la superficie externa de los alambres de criba 11a. En este ejemplo, el compuesto de bloqueo de agua 15 también se puede proporcionar opcionalmente en los intersticios entre los alambres 3a del conductor de múltiples alambres 3.
El compuesto de bloqueo de agua 15, de acuerdo con una variación, se podría proporcionar directamente en la superficie externa de la capa semiconductora externa 9 en lugar de alrededor/entre los intersticios de los alambres de criba 11a.
El cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-3 puede, de acuerdo con una variación, incluir una cinta enrollada alrededor de la capa semiconductora externa. La cinta se puede enrollar, por ejemplo, alrededor de los alambres de criba 11a. El compuesto de bloqueo de agua puede estar, de acuerdo con un ejemplo, al menos parcialmente en contacto directo con la cinta.
La figura 4 muestra un diagrama de flujo de un método de fabricación de un cable de alimentación de CC de alto voltaje tal como un cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 a 1-3. El método en general comprende proporcionar el compuesto de bloqueo de agua 15 internamente en el cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 a 1-3 para restringir la migración de agua en el cable de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 a 1-3.
Para los cables de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 y 1-2, la provisión del compuesto de bloqueo de agua 15 internamente comprende a) enhebrado de la pluralidad de alambres 3a para formar el conductor de múltiples alambres 3. El enhebrado implica proporcionar el compuesto de bloqueo de agua 15 entre cada capa de alambres 3a. Esto se puede lograr durante el proceso de enhebrado, puesto que la máquina de enhebrado enhebra los alambres 3a capa por capa. El enhebrado puede implicar además proporcionar el compuesto de bloqueo de agua 15 en la capa más externa, en la superficie externa, de los alambres 3a. El método puede comprender además b) extruir la capa semiconductora interna 5 y el sistema de aislamiento sólido 7 sobre el conductor de múltiples alambres 3, que ha tenido sus intersticios/espacios entre los alambres 3a proporcionados con el compuesto de bloqueo de agua 15. La capa semiconductora externa 9 se extruye en el sistema de aislamiento sólido 7. La extrusión puede ser un proceso de triple extrusión, en el que se extruyen de forma conjunta la capa semiconductora interna 5, el sistema de aislamiento sólido 7 y la capa semiconductora externa 9.
Para el cable de CC de alto voltaje 1-3, la provisión del compuesto de bloqueo de agua 15 implica proporcionarlo sobre y entre los alambres de criba 11a.
Todos los cables de alimentación de CC de alto voltaje 1-1 a 1-3 divulgados en la presente pueden estar libres de cinta de hinchamiento por agua.
El concepto inventivo se ha descrito principalmente anteriormente con referencia a unos pocos ejemplos. Sin embargo, como se aprecia fácilmente por un experto en la técnica, otras realizaciones distintas de las divulgadas anteriormente son igualmente posibles dentro del alcance del concepto inventivo, como se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3) diseñado para voltajes de 320 kV o más altos, caracterizado porque comprende:
un conductor de múltiples alambres (3),
una capa semiconductora interna (5) arreglada alrededor del conductor de múltiples alambres (3), la capa semiconductora interna (5) que forma una capa de criba para el conductor de múltiples alambres (3),
un sistema de aislamiento sólido (7) arreglado alrededor de la capa semiconductora interna (5), y
un compuesto de bloqueo de agua (15) configurado para restringir la migración de agua en el cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3), en donde el compuesto de bloqueo de agua (15) es eléctricamente conductor, caracterizado porque el compuesto de bloqueo de agua (15) es un líquido con una viscosidad mayor que 20 Pa • s a una temperatura de 20°C, y
en el que el compuesto de bloqueo de agua (15) comprende un componente basado en carbono que proporciona la conductividad eléctrica del compuesto de bloqueo de agua (15), en donde el componente basado en carbono es grafito, en donde el compuesto de bloqueo de agua (15) comprende polibutadieno, y un antioxidante.
2. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2) de acuerdo con la reivindicación 1, donde el compuesto de bloqueo de agua (15) se proporciona en intersticios entre los alambres (3a) del conductor de múltiples alambres (3).
3. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-3) de acuerdo con la reivindicación 1, donde el compuesto de bloqueo de agua (15) se proporciona radialmente hacia fuera y alrededor del sistema de aislamiento sólido (7).
4. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el compuesto de bloqueo de agua (15) comprende un componente basado en hidrocarburos o un componente basado en sílice.
5. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el sistema de aislamiento sólido (7) se compone de un material eléctricamente aislante que tiene una conductividad eléctrica de como mucho 1000 fS/m, como mucho 100 fS/m o como mucho 10 fS/m medida a voltaje nominal a una temperatura de 20°C.
6. El cable de alimentación de CC de alto voltaje de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, donde el sistema de aislamiento sólido (7) se compone de un material eléctricamente aislante que tiene la propiedad inherente de que una placa moldeada a presión de 1 mm de espesor no tratada térmicamente hecha del material eléctricamente aislante tiene una conductividad eléctrica de como mucho 50 fS/m medida después de 24 horas a 70°C y un campo eléctrico de 30 kV/mm aplicado a través de la dimensión de espesor de la placa moldeada a presión.
7. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una cinta eléctricamente conductora o eléctricamente no conductora (17) enrollada alrededor del conductor de múltiples alambres (3) y arreglada entre el conductor de múltiples alambres (3) y la capa semiconductora interna (5).
8. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3) de acuerdo con la reivindicación 7, donde la cinta (17) está en contacto directo con el conductor de múltiples alambres (3) y/o el compuesto de bloqueo de agua (15) y con la capa semiconductora interna (5).
9. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el conductor de múltiples alambres (3) se forma por una pluralidad de capas de alambres (3a), en donde el compuesto de bloqueo de agua (15) se proporciona en intersticios entre cada capa de alambres (3a).
10. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el compuesto de bloqueo de agua (15) se proporciona en una capa más externa de alambres (3a) del conductor de múltiples alambres (3).
11. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el sistema de aislamiento sólido (7) se reticula parcialmente tal que sólo pase una prueba de aglomeración en caliente de acuerdo con IEC 60811-507 hasta el 50% de la carga especificada por IEC 60811-507.
12. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3) de acuerdo con la reivindicación 11, donde el sistema de aislamiento sólido (7) se reticula parcialmente tal que sólo pase una prueba de aglomeración en caliente de acuerdo con IEC 60811-507 hasta 40%, tal como hasta 30%, tal como hasta 25%, de la carga especificada por IEC 60811-507.
13. El cable de alimentación de CC de alto voltaje (1-1; 1-2; 1-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, donde el sistema de aislamiento sólido (7) comprende un material termoplástico basado en polipropileno.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE2151341A1 (en) * 2021-11-01 2021-11-01 Nkt Hv Cables Ab Power cable with reduced shrink back

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4130450A (en) 1975-11-12 1978-12-19 General Cable Corporation Method of making extruded solid dielectric high voltage cable resistant to electrochemical trees
US4095039A (en) * 1976-04-16 1978-06-13 General Cable Corporation Power cable with improved filling compound
DE2807767C2 (de) * 1978-02-23 1984-05-03 kabelmetal electro GmbH, 3000 Hannover Feuchtigkeitsgeschütztes kunststoffisoliertes elektrisches Energiekabel
US4963695A (en) * 1986-05-16 1990-10-16 Pirelli Cable Corporation Power cable with metallic shielding tape and water swellable powder
US4703132A (en) * 1986-05-16 1987-10-27 Pirelli Cable Corporation Filling compound for multi-wire conductor of an electrical cable and cables including such compound
US5049593A (en) * 1986-05-16 1991-09-17 Pirelli Cable Corporation Stranded conductor filling compound of low molecular weight polymer and water swellable organic material
US5010209A (en) * 1988-12-20 1991-04-23 Pirelli Cable Corp. Power cable with water swellable agents and elongated metal elements outside cable insulation
US5281757A (en) * 1992-08-25 1994-01-25 Pirelli Cable Corporation Multi-layer power cable with metal sheath free to move relative to adjacent layers
CA2220113A1 (en) * 1995-05-09 1996-11-14 Clarence S. Freeman Non-water permeating power transmission cable
US7087842B2 (en) * 1999-12-20 2006-08-08 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Electric cable resistant to water penetration
JP5262187B2 (ja) * 2008-02-29 2013-08-14 日立電線株式会社 含水吸水性ポリマー含有樹脂組成物
WO2016150473A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-29 Prysmian S.P.A. Water-tight power cable with metallic screen rods
WO2016206715A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Abb Schweiz Ag Electric power cable and a process for the production of the power cable
US10388429B1 (en) * 2018-07-13 2019-08-20 Superior Essex International LP Hybrid cable with low density filling compound
US11410795B2 (en) * 2018-08-02 2022-08-09 Prysmian S.P.A. Power cable with conductor strand fill containing recycled crosslinked compounds
US10529465B1 (en) * 2019-03-26 2020-01-07 Yfc-Boneagle Electric Co., Ltd. Waterproof signal cable structure

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