PT875087E

PT875087E - Controlo do esforco electrico ("electrical stress")

Info

Publication number: PT875087E
Application number: PT97900341T
Authority: PT
Inventors: Christian Kemp; Georg Bachmaier; Hansjoerg Gramespacher
Original assignee: Raychem Gmbh
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 2001-03-30
Also published as: KR100431826B1; NO983273L; AU721772B2; CA2242547A1; NO983273D0; US6124549A; BR9707006A; EP0875087B1; CA2242547C; KR19990077293A; DE69703613D1; AU1392597A; IL125206A; ES2153176T3; IL125206A0; NO320650B1; RU2168252C2; EP0875087A2; DK0875087T3; WO1997026693A1

Description

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DESCRIÇÃO "CONTROLO DO ESFORÇO ELÉCTRICO ("ELECTRICAL STRESS")" A invenção refere-se ao controlo do esforço eléctrico ("electrical stress") e em particular a uma composição de produtos para efectuar o controlo do esforço eléctrico e a sua aplicação, por exemplo, às juntas ou terminações de cabos eléctricos de potência. 0 equipamento eléctrico, incluindo os cabos de potência operando a média tensão, digamos a cerca de 10 kV ou mais, pode ser sujeito a esforços eléctricos que podem não ser suficientemente controlados por um material que é, essencialmente, apenas um isolante eléctrico. Conhece-se o emprego de material de controlo do esforço para essas aplicações. Este material pode ser classificado como «linear» ou como «não linear». Um material de controlo do esforço linear obedece à lei de Ohm: 1 = kV, em que I = corrente, V = tensão, e k é uma constante.

Um material não linear obedece a uma forma generalizada desta equação: I = kVy , em que γ é uma constante maior do que 1, cujo valor depende do material em consideração. O documento EP-B-0121986(Raychem), por exemplo, descreve a terminação de um cabo de alta tensão, no qual uma camada de material de controlo de esforço linear é usada em combinação com uma camada de material de controlo de esforço não linear. O material de cada camada pode ser seleccionado entre vários materiais, que compreendem polímeros carregados. -1- \

U

Um documento publicado nas «Actas do 8o Congresso Cerâmico CIMTEC e Forum do Simpósio de Materiais, de 29 de Junho a 4 de Julho de 1994, em Florença, por Strumpler, Kluge-Weiss e Greuter da ABB, intitulado Compósitos Varistor Activos, descreve um material que compreende pó varistor de ZnO dopado como filtro numa matriz polimérica. Aplicações recomendadas do material são exemplificadas, por exemplo a supressão de fenómenos transitórios de tensão ou graduação de campo de casquilhos e terminações de cabos. 0 enchimento é preparado por aglomeração do pó sob condições que variam de 935°C a 1320°C e de 4 horas a 20 horas, respectivamente. A forma das partículas de enchimento considera-se quase como esférica. Está indicado que os aglomerados podem ter diâmetros de cerca de 3 micrometros a cerca de 300 micrometros e que joeirando-os antes ou depois da aglomeração pode ser escolhida uma fracção de tamanho especial. A amostra preparada é passada por joeira até se obter um tamanho de partícula de < 200 micrometros. O material resultante tem uma característica corrente/tensão não linear. O documento FR-A-2547451 (Electricidade de França) descreve um material de resistência não linear para ser utilizado na distribuição de tensão numa terminação de cabos. O material é constituído por uma cola ou agente de ligação, que pode ser um material polímero e um pó cerâmico baseado no óxido de zinco revestido. Nesta publicação, a percentagem em massa do pó (o óxido de zinco) e o tamanho das suas partículas são consideradas como sendo duas características essenciais do material, formando o óxido de zinco pelo menos 50% da massa total e tendo pelo menos 50% dos grãos de pó um diâmetro superior a 100 μπκ O material é considerado não linear com a intensidade de campo variando suavemente com a densidade da corrente. O pó cerâmico é obtido esmagando uma pequena bola do material que foi aglomerado a alta temperatura (800-1500°C) . Ou seja, as partículas iniciais de óxido de zinco são comprimidas a alta temperatura formando um corpo sólido coerente ou bola do tipo usado como um varistor -2- r em pára-raios de alta tensão, que é então esmagado por meio de um esmagador de mármore de ágata planetário para produzir o pó. Este esmagamento tem como resultado partículas com formas irregulres e usualmente com reentrâncias. A não linearidade do pó resultante é considerada melhor, quando o tamanho das suas partículas aumenta a uma percentagem constante (85%) do pó na composição total. Um tamanho de partícula entre 140 e 200 μπι é preferível a um tamanho entre 100 e 140 μιη. Amostras tendo um tamanho de partícula inferior a 100 μια são apresentadas como sendo significativamente menos não lineares. 0 documento US-A-4 418 240 (Silec) descreve um eléctrodo de controlo do esforço eléctrico para cabos de alta tensão. O eléctrodo é formado embutindo, num composto de suporte isolante ou enchimento de material plástico, partículas finamente divididas de um material exibindo uma resistência eléctrica que não é linear e varia com a tensão aplicada. 0 óxido de zinco é referido entre os materiais não lineares apropriados que formam cerca de 39 a 85% da mistura. 0 tamanho médio de grão das partículas não lineares fica dentro da faixa dos 3 aos 2380 μ. O documento US-A-4 297 250 (Westinghouse) descreve um método de fabricar uma composição em pó de ZnO exibindo características V-I não lineares. Uma massa de partículas aglomeradas é sujeita a pressão para se obter um corpo verde comprimido coeso, que é em seguida aquecido entre 1050°C e 1400°C durante um tempo para sinterizar as partículas umas às outras. O corpo sinterizado é então esmagado para se obter fragmentos de partículas em pó finamente divididas. Os fragmentos são joeirados e aquecidos a temperaturas enre 500 e 1050°C e em seguida partidos para se obter um pó finamente dividido exibindo características V-I não lineares. Deverá considerar-se que a pressão de sinterização e os passos subsequentes de moagem mudarão significativamente a forma das partículas da sua forma regular inicial para uma forma / -3- Γ irregular, como se mostra nas figuras 1 e 2 da patente, e o passo de aquecimento subsequente apenas cobre as formas irregulares.

Constitui um objecto da invenção proporcionar uma composição melhorada para controlar o esforço eléctrico que é baseada no óxido de zinco e que exibe um comportamento eléctrico não linear.

De acordo com um aspecto da invenção, obtém-se uma composição para controlo do esforço eléctrico, compreendendo: (a) uma matriz polimérica, e (b) um material de enchimento em partículas que compreende um pó varistor de óxido de zinco revestido. em que (i) as partículas do material de enchimento são calcinadas a uma temperatura entre 800 e 1400°C e a seguir quebradas de tal maneira que praticamente todas as partículas mantêm a sua forma substancialmente esférica original, (ii) pelo menos 85% do peso do material de enchimento compreende óxido de zinco, (iii) mais de 50% de peso das partículas de enchimento têm uma dimensão máxima entre 5 e 100 micrometros, de tal maneira que a composição exibe um comportamento eléctrico não linear, em virtude da sua impedância específica diminuir pelo menos a um factor de 10, quando o campo eléctrico é aumentado menos de 5 kV/cm numa região dentro de uma faixa de campo eléctrico de 5 a 50 kV/cm, e (iv) o material de enchimento atinge entre 5 e 60% do volume da composição total. A conclusão da tecnologia anterior no que respeita ao material polímero de enchimento de óxido de zinco não linear -4-

(I L-C_i ^ é que um pó obtido a partir de um corpo sinterizado e tendo um tamanho de partículas maior que 100 micrometros (EdF) e menor que 200 micrometros (ABB) é preferível para o efeito de controlo de esforço. A invenção, em contraste, necessita de um tamanho de partículas menor e conclui que, triturando um bloco comprimido para se obter o pó, se obtêm partículas de forma irregular que podem ser desvantajosas. No último aspecto, deve notar-se que a calcinação de acordo com a invenção é o aquecimento a alta temperatura sob a acção da gravidade sem qualquer compressão. 0 corpo de forma estável resultante necessita de pequena força para ser quebrado, por exemplo por trituração ligeira, e isto minimiza a percentagem de partículas, digamos, cerca de 5%, que são obrigadas a ficar com uma forma irregular em vez da forma lisa, genericamente esférica das partículas, que é a forma normal do pó varistor de óxido de zinco revestido, originalmente fornecido pelos fabricantes.

De preferência, todas as partículas do material de enchimento têm uma dimensão máxima de menos de 125 micrometros, de preferência menos de 100 micrometros.

De preferência, não mais de 15% em peso de partículas de enchimento têm uma dimensão máxima inferior a 15· micrometros. O tamanho das partículas é particularmente relevante quando a composição é constituída numa folha ou numa manga tubular para aplicação como camada de controlo do esforço em aplicações eléctricas, tais como aparelhos eléctricos, juntas de cabos, terminações de cabos, etc. Uma tal camada deverá vulgarmente ser da ordem de 1 mm de espessura, e, se as partículas têm uma dimensão comparável com a espessura, a superfície pode ser áspera e também se podem formar bolsas de ar, especialmente quando as partículas têm uma forma irregular. Nestas circunstâncias, podem ocorrer descargas eléctricas parciais em extensão inaceitável. Um material em pó joeirado para um tamanho de partícula inferior a 200 -5- Γ L-C, micrometros, isto é, 0,2 mm, como é proposto no documento da ABB, poderá significativamente aumentar o risco de descargas eléctricas indesejáveis em comparação com um material joeirado para um tamanho de partícula menor do que 125 micrometros, isto é, 0,125 mm.

Salienta-se também que o documento da ABB não traz conclusões sobre a relevância do tamanho ou sobre a distribuição do tamanho das partículas para o comportamento eléctrico da composição. De acordo com a invenção, verificou-se que, além da exigência de todas as partículas terem um tamanho inferior a 125 micrometros, o tamanho médio de partículas do pó queimado, quando medido por uma distribuição de Gauss (tanto uma verdadeira distribuição de Gauss, como uma distribuição transformada numa de Gauss), deve estar entre 20 e 60 micrometros, de preferência entre 25 e 50 micrometros e mais de preferência entre 35 e 45 micrometros.

Além disso, é preferível que menos de 15% e de preferência menos de 5% de peso das partículas tenham uma dimensão máxima inferior a 25 micrometros. Se esta condição não for atingida, verificou-se então que a resistência da composição final é demasiadamente alta em intensidade de campo eléctrico elevada, com o efeito de o ponto de mudança (para uma impedância específica inferior), ter lugar a um valor muito alto para ser de uso prático nas aplicações de controlo do esforço comuns da composição da invenção. A calcinação do produto de enchimento tem lugar entre 800 e 1400°C e de preferência entre 950 e 1250°C, sendo 1100°C a temperatura nominal mais preferida. Deve considerar-se que a temperatura óptima do processo de calcinação dependerá dos revestimentos especiais presentes no pó de óxido de zinco. É necessária uma temperatura mínima que assegure que todos os revestimentos são activados, ou seja, a fusão e difusão dos revestimentos têm lugar, de tal maneira que o pó resultante exibe uma alteração acentuada da sua impedância. Uma -6- temperatura muito elevada, contudo, pode resultar na decomposição química adversa do material de controlo de esforço. 0 pó necessita de ser mantido à temperatura de calcinação durante tempo suficiente para assegurar propriedades eléctricas uniformes a todas as partículas.

Acredita-se que o processo de calcinação tem como resultado as partículas individuais exibirem efectivamente um «efeito varistor». Ou seja, o material em partículas não é apenas não linear no que respeita à variação das suas características de impedância eléctrica de CA (a relação entre a tensão CA aplicada ao material e a corrente resultante que circula através dele), mas também exibe um comportamento de mudança, no qual o gráfico tensão/corrente mostra uma transição abrupta, que é quantificada pela verificação de que a impedância específica do material decresce pelo menos segundo um factor 10, quando o campo eléctrico é aumentado menos de 5 kV/cm (em alguma zona dentro da faixa de campo eléctrico de 5 a 50 kV/cm e de preferência entre 10 e 25 kV/cm que é uma faixa de operação típica do material quando usada numa junta ou terminação de um cabo eléctrico de potência). De preferência, a transição é tal que a diminuição específica tem lugar quando o campo eléctrico é aumentado menos de 2 kV/cm dentro da faixa entre 10 e 20 kV/cm. A não linearidade ocorre, tanto na impedância do material, como na sua resistividade em volume. A não linearidade das partículas de material de enchimento pode ser diferente em cada lado do ponto de mudança. É também importante que, no ponto de mudança, o material simplesmente altere significativamente a sua não linearidade e não conduza à interrupção ou descarga eléctrica, quando o esforço eléctrico é aumentado. Quanto menor for o tamanho das partículas de qualquer composição usada, menor é a probabilidade da ocorrência de interrupção para lá do ponto de mudança. -7-

f ~' I\J L·

Em contraste com o material utilizado de acordo com o documento US-A-4 297 250, substancialmente todo, ou seja, pelo menos 80% e de preferência pelo menos 90% das partículas da composição da invenção, mantém a sua forma inicial substancialmente esférica, com a vantagem de melhoria do comportamento eléctrico. O ponto em que, digamos, o esforço eléctrico, no qual a composição comuta entre os valores da sua impedância mais elevada e a sua impedância mais baixa, pode ser escolhido para se ajustar à aplicação do produto resultante. Esta característica pode variar seleccionando, por exemplo, (i) a matriz do polímero especial ou a sua permissividade relativa, digamos, dentro de uma faixa de 4 a 60, (ii) um tamanho de partícula de enchimento apropriado, (iii) o volume do conteúdo do enchimento, e (iv) a temperatura de calcinação e/ou a duração. A posição do ponto de mudança relativamente ao valor do esforço eléctrico afectará o comportamento relativo ao impulso da junta do cabo ou da sua terminação, por exemplo, à qual o material é aplicado e que se pode exigir que seja diferente, conforme as circunstâncias - como, por exemplo, entre uma junta e uma terminação. No último aspecto, o comportamento relativo ao impulso é melhorado se o ponto de mudança ocorre a intensidades baixas de campo eléctrico aplicado. Contudo, isto significa que o material é melhor condutor e terá que se ter em consideração o aquecimento resultante desse material que se torna maior quanto maior for o regime de tensão do cabo. O uso de um determinado óxido de zinco revestido tratado desta maneira permite que a quantidade necessária a ser incluída na matriz polimérica esteja entre 5 e 50% e de preferência entre 10 e 40%, de volume, e tem como resultado que o tamanho da partícula seja menor do que na composição conhecida acima referida e seja tal que mais de 50% de peso das partículas de enchimento tenham uma dimensão máxima entre 5 e 100 μιι e de preferência entre 25 e 75 Mm. Com vantagem, -8-

V L-Ci )=^- tais dimensões de partículas aplicam-se a pelo menos 60% do peso de partículas. O volume do conteúdo do material de enchimento relativamente à matriz polimérica pode ser escolhido de maneira a proporcionar a impedância exigida da composição, sendo, por exemplo, mais alta para o material usado para controlar o esforço na terminação de um cabo eléctrico de potência do que para o material usado para controlar o esforço numa junta do mesmo cabo funcionando no mesmo regime de tensão. O tamanho das partículas é conseguido fazendo passar o material em partículas através de uma joeira com tamanho apropriado de preferência 125 micrometros. Com vantagem, o processo de formação das partículas calcinadas tem como resultado que elas mantenham uma superfície exterior mais lisa do que com reentrâncias ou pontas, e podem ser substancialmente ovais ou de preferência esféricas, em vez de significativamente alongadas. 0 material de enchimento em partículas compreende pelo menso 85% e de preferência pelo menos 90%, de peso, de óxido de zinco. O material restante, os revestimentos, pode compreender alguns ou todos os seguintes, por exemplo, como é do conhecimento dos especialistas em materiais varistor de óxido de zinco revestido: BÍ203, Cr203, Sb203, Co203, Mn03, A1203, CoO, Co304, MnO, Mn02, Si02, e significativos traços de chumbo, ferro, boro e alumínio. A matriz polimérica pode compreender materiais elastoméricos, por exemplo silicone ou EPDM; polímeros termoplásticos, por exemplo polietileno ou polipropileno; colas, por exemplo as que são baseadas num acetato de etileno-vinilo; elastómeros termoplásticos; geis; materiais termo-ajustáveis, por exemplo resinas epoxi; ou combinação destes materiais, incluindo co-polímeros, por exemplo uma combinação de poli-isobutileno e polipropileno amorfo. -9-

Γ A composição total pode também compreender outros aditivos bem conhecidos para estes materiais, por exemplo, para melhorar a sua disponibilidade de processamento e/ou a sua adequação para aplicações especiais. Neste último aspecto, por exemplo, os materiais para uso como acessórios para cabos de potência podem necessitar de suportar condições ambientais exteriores. Assim, os aditivos apropriados podem ser agentes de processamento, estabilizadores, anti-oxidantes e plastificadores, por exemplo óleo. 0 pó de óxido de zinco revestido compreende entre 5 e 601 de volume da composição total e de preferência excede em 10% mais de preferência 20% e mais de preferência 25% e é de preferência inferior a 50% e mais de preferência inferior a 40% do volume total. A constante dieléctrica relativa da composição total está de preferência na faixa dos 4 a 60, de preferência mais de 6 e mais de preferência mais de 8 e de preferência é inferior a 40 e mais de preferência inferior a 25 medidos em intensidades de campo eléctrico baixas, digamos, cerca de 2 V/mm a 50 Hz. Além disso, a constante dieléctrica de preferência não deveria mudar mais do que um factor de 2 em medidas até 250 kHz. A impedância especifica da composição total estará com vantagem dentro da faixa dos 108 a 1010 ohm-cm medidos a uma intensidade de campo eléctrico baixa (cerca de 2 V/mm) a 50 Hz.

De acordo com outro aspecto da invenção, é proporcionado um equipamento eléctrico, por exemplo uma junta ou terminação de um cabo eléctrico de potência tendo nele aplicada uma camada de material compreendendo uma composição de controlo de esforço, como foi anteriormente descrita com referência ao aspecto da invenção. -10- (

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A composição pode ser constituída numa camada, por exemplo uma fita ou folha, que pode ser enrolada em volta do equipamento. Em alternativa, a camada pode ter a forma de uma manga tubular. A camada pode também ser apresentada como parte de uma peça de co-extrusão sob a forma, por exemplo, de uma camada interior.

Uma camada de material formada com a composição de acordo com a invenção pode normalmente ter uma espessura de cerca de 1 mm.

Numa aplicação, a composição da invenção pode formar o invólucro de controlo de esforço de uma terminação de cabo, descrito no Pedido de Patente Internacional Publicação N°WO 91/16564, cujo conteúdo total é incluído aqui como referência.

De acordo com outro aspecto da invenção, é proporcionado um método de fabrico de uma composição electricamente não linear, em que: (a) um material de enchimento em partículas constituído por pó varistor de óxido de zinco revestido é calcinado sob a acção da gravidade e subsequentemente quebrado, de tal maneira que praticamente todas as partículas mantêm a sua forma original de preferência substancialmente esférica, (b) o pó passa através de uma joeira de 125 micrometros, e (c) o pó calcinado e joeirado é disperso como enchimento numa matriz polimérica.

Com vantagem, os passos do método, o material de enchimento e a composição foram estabelecidos com referência ao referido aspecto único da invenção.

Serão agora descritos, a título de exemplo, uma composição de controlo de esforço e um terminal de um cabo de -11-

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potência usando uma composição, ambos de acordo com a invenção com referência aos desenhos anexos, nos quais:

As figuras 1 e 2 mostram cortes feitos em duas formas de terminações de cabos de potência, empregando a composição de controlo de esforço; A figura 3 é um gráfico de uma distribuição típica do tamanho das partículas do material de enchimento de óxido de zinco revestido calcinado; A figura 4 é um gráfico da impedância do pó de enchimento para vários tamanhos das partículas; e A figura 5 é um gráfico da impedância específica de uma composição mostrando o efeito da calcinação do material de enchimento. A figura 1 mostra um cabo 2 de 20 kV polimericamente terminado. O dieléctrico 4 do cabo foi estirpado para mostrar o condutor 6 para ligação a outro equipamento eléctrico (não representado) como um mecanismo de comutação por meio de um terminal achatado 7. A bainha exterior 8 isoladora do cabo foi cortada para mostrar os condutores da armadura 10, que foram dobrados para trás como preparação para serem ligados à terra. A blindagem semicondutora 12 estende-se para lá da bainha 8, mas é cortada para terminar a meio caminho do dieléctrico 4 do cabo. A terminação do cabo 2 é completada pela aplicação nele de uma camada de controlo de esforço 14 e de uma camada exterior isolante 16 que pode encolher pelo calor. As camadas 14 e 16 sobrepõem-se à blindagem semicondutora 12 adjacente à extremidade da bainha 8, estendem-se ao longo do dieléctrico 4 até à sua extremidade cortada e sobrepõem-se à haste do terminal 7. Numa extremidade, portanto, a camada de controlo de esforço 14 contacta electricamente a blindagem 12 e fica ao potencial de terra, e na sua outra extremidade, em funcionamento, atinge-se o potencial de 20 kV no condutor 6 e terminal 7. -12-

As camadas 14 e 16 têm a forma de um tubo simples co-extrusado, ainda que possam ser formadas e aplicadas como tubos separados. Pretende-se também que numa configuração alternativa, a camada de controlo de esforço, seja ou não de forma tubular, possa ser mais curta que a camada isolante exterior e possa então prolongar-se da blindagem 12 e terminar a meio caminho do dieléctrico. A figura 2 mostra uma terminação de cabo alternativa, na qual um cabo 20 tem a sua bainha isolante exterior 22, condutores à terra 24, blindagem semicondutora 26 e dieléctrico 28 cortados para mostrarem o condutor 30, ao qual é fixado por pressão um terminal de ligação 32. Uma folha rectangular 34 de material de controlo de esforço é enrolada uma vez em volta do cabo 20, de maneira a recobrir a blindagem 26 e estender-se em parte ao longo do dieléctrico 28. Uma cobertura exterior elastomérica isolante 36, que é constituída por uma porção nuclear geralmente cilíndrica 38 com uma série de protecções da chuva 40 dela salientes, é aplicada ao cabo 2 de maneira a estender-se longitudinalmente sobre os condutores de terra 24 numa extremidade e sobre o teminal 32 na outra extremidade. A cobertura 3 6 pode ser aplicada, sendo progressivamente alargada radialmente sobre o cabo 2 de um dispositivo mantido firme, conforme é descrito na Publicação N°WO 91/16564. O material de controlo de esforço do tubo 14 da figura 1 e a folha 34 da figura 2 são constituídos por uma composição de controlo de esforço electricamente não linear de acordo com a invenção. O material destas formas de realização compreende uma matriz constituída por um elastómero de silicone e um enchimento em partículas, que compreende óxido de zinco revestido. 0 óxido de zinco revestido é constituído por aproximadamente 90% de peso de óxido de zinco e por aproximadamente 10% de BÍ203 + Cr203 + Sb203 + Co203 + Mn03. -13-

Lc, ^ 0 pó foi calcinado num forno a uma temperatura de cerca de 1100°C antes de ser misturado com pequenas bolas de matriz de polímero e introduzidas num extrusor para produzir a forma final exigida. O material de enchimento calcinado compreende cerca de 30% de volume da composição total, incluindo o material de enchimento e a matriz polimérica.

Uma distribuição típica do tamanho das partículas de números relativos de partículas de óxido de zinco revestido calcinado de um pó adequado, após terem sido passadas através de uma joeira de 125 micrometros, está representada na figura 3, através da qual se pode ver que há um pico aguçado de tamanho de partículas de cerca de 40 micrometros, com a grande maioria das partículas distribuída entre os 20 e os 60 micrometros. O comportamento de mudança das partículas de óxido de zinco revestido calcinado, que mostra a alteração abrupta na impedância específica não linear como função da intnsidade do campo eléctrico (a 50 Hz), está representado na figura 4 por três faixas de tamanho de partículas. A curva I refere-se a um tamanho de partículas inferior a 25 μιη, a curva II a um tamanho de partículas de 25 a 32 μπι e a curva III a um tamanho de partículas de 75 a 125 μιη. Verifica-se que o ponto de mudança ocorre a intensidades de campo eléctrico mais elevadas quando o tamanho das partículas se reduz. A figura 5 mostra uma comparação entre o comportamento eléctrico, nomeadamente a variação da impedância específica de uma composição de material de controlo de esforço em função do campo eléctrico a 50 Hz, das partículas que foram calcinadas, Curva IV, e das partículas que são de outro modo idênticas mas que não foram calcinadas, Curva V. Nestas amostras, a formulação de pó de óxido de zinco dada acima é formada por 35% de volume do elastómero de silicone que proporcionou a matriz polimérica. É evidente que não ocorre mudança de comportamento mesmo em intensidades de campo -14- eléctrico significativamente elevadas, com o material cujas partículas não tenham sido calcinadas, mesmo que o material mostre um comportamento não linear. A composição de controlo de esforço da invenção mostra assim significativas vantagens sobre os materiais de controlo de esforço conhecidos.

Lisboa, 30 de Novembro de 2000

O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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Claims

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t REIVINDICAÇÕES 1. Composição de controlo de esforço eléctrico ("electrical stress") compreendendo: (a) uma matriz polimérica, e (b) um material de enchimento em partículas compreendendo pó varistor de óxido de zinco dopado; caracterizada por: (i) as partículas do material de enchimento serem calcinadas a uma temperatura entre os 800 e os 1400°C, e subsequentemente quebradas, de tal maneira que praticamente todas as partículas mantenham a sua forma original; (ii) pelo menos 85% de peso do material de enchimento ser óxido de zinco; (iii) mais de 50% de peso das partículas de enchimento terem uma dimensão máxima de entre 5 e 100 micrometros, de tal maneira que a composição exibe um comportamento eléctrico não linear, pelo qual a sua impedância específica decresce pelo menos a um factor de 10 quando o campo eléctrico é aumentado a menos de 5 kV/cm numa zona dentro de uma faixa de campo eléctrico de 5 a 50 kV/cm, e (iv) o material de enchimento compreender entre 5 e 60% do volume da composição total.
2. Composição de acordo com a reivindicação 1, em que todas as partículas do material de enchimento têm uma dimensão máxima inferior a 125 micrometros, de preferência inferior a 100 micrometros. -1-
3. Composição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que não mais de 15% de peso das partículas de enchimento tèm uma dimensão máxima inferior a 15 micrometros.
4. Composição de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que as partículas de enchimento são calcinadas a uma temperatura entre 950°C e 1250°C, de preferência a cerca de 1100°C.
5. Composição de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que pelo menos 90% do peso do material de enchimento é óxido de zinco.
6. Composição de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que mais de 50% do peso das partículas do material de enchimento têm uma dimensão máxima de entre 25 e 75 micrometros.
7. Composição de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que o material de enchimento compreende entre 10 e 40% do volume da composição total.
8. Camada de material que compreende uma composição de controlo de esforço de acordo com qualquer das revindicações anteriores.
9. Junta ou terminação de um cabo eléctrico de potência tendo aplicada uma camada de material de acordo com a reivindicação 8. Lisboa, 30 de Novembro de 2000 O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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