PT953194E - Cabo electrico - Google Patents

Description

ΕΡ Ο 953 194/ΡΤ DESCRICÃO “Cabo eléctrico” Ο presente invento refere-se a um cabo eléctrico para assentamento debaixo de terra ou debaixo de água. O invento refere-se em particular a um cabo eléctrico subaquático, o qual é, em particular, apropriado para assentamento em grandes profundidades submarinas.

Os cabos eléctricos, na forma de cabos subaquáticos, consistem normalmente num ou mais condutores que separadamente ou em conjunto estão envolvidos por um material isolador sólido, que está impregnado com um líquido dieléctrico, tal como um óleo. Estes cabos eléctricos são normalmente denominados cabos O.F. (O.F. = cheios de óleo).

Os cabos eléctricos que são enterrados debaixo da terra ou na forma de cabos subaquáticos são normalmente muito longos e não são facilmente acessíveis dado que foram enterrados/assentes. Além disso, os cabos estão muitas vezes expostos a variações térmicas e grandes impactos de pressão. Estes últimos são particularmente importantes em relação aos cabos subaquáticos. Consequentemente, é importante que os cabos tenham boa estabilidade perante estes impactos de pressão e que o cabo seja capaz de resistir a estas variações térmicas, as quais podem ficar expostos em uso, de modo que o cabo possa ter uma vida de serviço longa sem riscos essenciais de fugas, ruptura ou compressão do cabo. A especificação da patente DK n°. 156 453 descreve um cabo eléctrico subaquático do género acima indicado. O cabo subaquático descrito na mesma é, em especial, caracterizado por o 1-metilnaftaleno ser usado como fluido dieléctrico. Suspeita-se que o 1-metilnaftaleno é cancerígeno e, consequentemente, seria muito mau se um tal cabo tivesse uma fuga.

As fugas nestes cabos cheios de óleo são muito raras, mas se acontecerem é importante que o óleo derramado seja tão pouco tóxico quanto possível. Os óleos nos cabos O.F. conhecidos acima descritos não satisfazem esta exigência e, portanto, é conveniente encontrar outro óleo para ser usado nestes cabos, óleo

86 614 ΕΡ Ο 953 194/ΡΤ 2 este que seja biodegradável e essencialmente inócuo para os microorganismos da terra ou para os organismos marinhos. O presente invento tem por objecto proporcionar um cabo eléctrico do género indicado no preâmbulo, o qual tenha, pelo menos, as mesmas boas propriedades que o cabo descrito na patente DK n° 156 453 e em que o óleo usado seja biodegradável e essencial mente inócuo para os microorganismos da terra e para os organismos marítimos no caso de derramamento do óleo.

Verificou-se agora surpreendentemente que um cabo eléctrico, tal como um cabo subaquático, que compreende um ou mais condutores envolvidos por um material isolador sólido, que está impregnado com um óleo isolador, em que o óleo usado é o dibenziltolueno (DBT) satisfaz esta exigência, visto que se verificou surpreendentemente que o DBT é biodegradável, inócuo para os organismos marinhos, microorganismos da terra e outros organismos biológicos e, ainda que não se acumula na cadeia alimentar. Além disso, o óleo DBT é essencialmente insolúvel em água e, no caso de derramamento proveniente de um cabo subaquático, o óleo afunda-se para o fundo do mar donde, caso se queira, pode ser retirado por meio de métodos simples, por exemplo, por aspiração.

Como critério para a escolha do óleo que é descrito na patente DK n° 156 453 menciona-se, entre outras coisas, que é muito essencial que o óleo tenha uma viscosidade suficientemente baixa às temperaturas de utilização para ser capaz de acompanhar os ciclos com dilatação e contracção devidos às variações térmicas do cabo. Além disso, é particularmente necessário que a viscosidade do óleo isolador seja suficientemente baixa para que o óleo, a qualquer temperatura, à qual é exposto o cabo, seja suficientemente escoávei para se poder deslocar ao longo do cabo e, desse modo, manter constantemente o material isolador sólido do cabo totalmente impregnado.

Outro critério importante é que o óleo não deve ter uma volatibilidade demasiadamente elevada. Além disso, o óleo tem de possuir boas qualidades isoladoras, um factor de perda dieléctrica baixo e uma boa capacidade de absorção de gás. O óleo não deve ter tendência para separar os produtos parafínicos sólidos às temperaturas mais baixas de utilização do cabo e, quando usado em cabos subaquáticos, o óleo tem ainda de ter uma densidade próxima ou igual à densidade da água envolvente.

06 614 ΕΡ 0 953 194/ΡΤ 3 Ο cabo descrito na patente DK n° 156 453 satisfaz razoavelmente estes critérios. Se o cabo for usado a profundidades muito grandes e, em particular, a profundidades variáveis existe porém uma certa tendência para o cabo ficar comprimido, de modo que a qualidade do isolamento nestas áreas achatadas é insuficiente.

Assim, um outro objecto do presente invento é proporcionar um cabo eléctrico subaquático do género exposto no preâmbulo, o qual tem, pelo menos, as mesmas boas qualidades que o cabo descrito na patente DK n° 156 453 e que, de preferência, tem uma segurança aumentada contra a compressão, quando usado em grandes profundidades marinhas.

Assim, verificou-se ainda que um cabo eléctrico subaquático, que compreende um ou mais condutores envolvidos por um material isolador sólido sendo impregnado com um óleo isolador, em que é usado dibenziltolueno (DBT) como óleo, tem propriedades particularmente boas, quando comparadas com as propriedades dos cabos subaquáticos conhecidos, em especial, no que respeita à capacidade para resistir a compressões locais.

Os cabos subaquáticos e outros cabos que incluem óleo, de acordo com o presente invento, compreendem portanto um óleo isolador, o qual é de preferência, constituído pelo óleo de dibenziltolueno puro. O óleo pode todavia conter quantidades menores de impurezas, desde que estas impurezas não alterem essencialmente as qualidades de escoamento e a densidade do óleo de dibenziltolueno. Noutra concretização, o óleo compreende um ou mais dos hidrocarbonetos alquilados, dibenziltolueno, benzilmetilbenzilbenzeno e ditolilfenilmetano. A quantidade total destes outros hidrocarbonetos alquilados constitui, de preferência, menos de 20% em peso e, em particular, menos de 10% em peso. O óleo de dibenziltolueno pode consistir num único isómero, mas tendo em vista a viscosidade e a densidade prefere-se que o óleo de dibenziltolueno tenha a forma de uma mistura de dois ou mais isómeros. Estas misturas escoam-se mais facilmente num cabo e portanto o óleo é ainda mais capaz de seguir os ciclos de dilatação e contracção devidos às variações térmicas do cabo é capaz de se mover ao longo do cabo e, portanto, de manter o material sólido isolador do cabo totalmente impregnado. Deve ser também mencionado que estas misturas

86 614 ΕΡ Ο 953 194/ΡΤ 4 isoméricas de óleo de dibenziltolueno são significativamente mais baratas que os isómeros puros deste óleo. A tabela 1 mostra algumas propriedades físicas essenciais de óleos isoladores, os quais têm sido usados ou considerados para uso em cabos O.F. e as propriedades correspondentes para o DBT. As propriedades físicas dos derivados de naftlaleno foram tiradas de Beilstein “HANDBUCH DER ORGANISCHEN CHEMIE” (Vierte Auflage). TABELA 1 Óleo Ponto de fusão (°C) Densidade a 20°C (g/cm3) Viscosidade a 20°C (cSt) 1-metilnaftaleno -30 1,020 3,5 1 -etilnaftaleno -15 1,008 4,1 2-etilnaftaleno -7 0,993 2,9 1-propilnaftaleno -12 0,992 4,9 1-butilnaftaleno -20 0,975 6,5 2-butilnaftaleno -5 0,970 4,75 2-terc-butilnaftaleno -4 0,970 - 1-pentilnaftaleno -22 0,966 - 1,3-dimetilnaftaleno -4 1,006 - 1,6-dimetilnaftaleno -14 1,003 - 1,2,3,4-tetra-hidronaftaleno -36 0,970 2,2 2-pentilnaftaleno -4 0,956 - Dibenziltolueno -27 1,040 30,0

Como se vê na tabela acima, o óleo de dibenziltolueno tem uma viscosidade particularmente elevada, quando comparado com os outros óleos, e o óleo de dibenziltolueno tem ainda uma densidade um pouco mais elevada e, consequentemente, também uma densidade que é superior à densidade da água circundante em que o cabo está assente.

Assim, é muito surpreendente que os cabos eléctricos subaquáticos de acordo com o invento tenham uma estabilidade significativamente melhorada contra os impactos de pressão e as variações térmicas, quando comparados com

86 614 ΕΡ Ο 953 194/ΡΤ 5 os cabos eléctricos subaquáticos conhecidos com um isolamento que inclui óleos diferente dos mencionados na tabela 1.

Numa concretização particularmente preferida do invento, o cabo eléctrico compreende um material isolador sólido na forma de celulose. É, em particular, preferido que o material isolador sólido tenha a forma de um papel enrolado em torno do condutor ou condutores.

Um cabo eléctrico de acordo com o presente invento pode compreender um ou mais condutores com a mesma dimensão ou dimensões diferentes. O número e o diâmetro dos condutores depende de quantidade de energia que o cabo tem de conduzir. É, em particular, preferido que o cabo de acordo com o invento compreenda um ou mais condutores podendo, de preferência, cada um deles ter um diâmetro até cerca de 5 cm. O condutor ou os condutores podem ser feitos de vários materiais, tais como, por exemplo, fios torcidos de cobre ou alumínio.

Se o cabo eléctrico, de acordo com o presente invento, compreender dois ou mais condutores, é preferido que o cabo compreenda, pelo menos, uma conduta que progride longitudinalmente e que é essencialmente enchida com dibenziltolueno. Obtém-se assim uma distribuição mais rápida e mais fácil do óleo.

Os cabos subaquáticos de acordo com o presente invento podem ser munidos, vantajosamente, de uma bainha exterior, coma forma de uma bainha dobrável de, por exemplo, plástico e/ou de metal que seja resistente à água do mar.

Numa primeira concretização particularmente preferida, o cabo de acordo com o invento compreende um condutor posicionado centralmente de uma material electricamente condutor tal como o cobre. O condutor é envolvido num material isolador sólido na forma de papel que é enrolado em torno do condutor. A camada de papel que envolve o condutor tem uma espessura, de preferência, de 1 a 5 cm e está impregnada óleo de dibenziltolueno. O cabo tem também uma bainha de chumbo e uma bainha exterior que pode ser opcionalmente de polietileno. 6 06 614 ΕΡ 0 953 194/ΡΤ

Numa segunda concretização preferida, o cabo de acordo com o invento compreende 2 ou 3 condutores, estando cada um separadamente envolvido por um material sólido na forma de papel, que é enrolado em torno do condutor. A camada de papel que envolve o condutor tem uma espessura, de preferência, de 1 a 5 cm e está impregnada com óleo de dibenziltolueno. O cabo tem ainda uma bainha comum de chumbo e uma bainha exterior que pode ser, por exemplo, de polietileno Além disso, o cabo é caracterizado por ser achatado, porque os condutores, se existirem mais de 2, são colocados, de preferência, lado-a-lado. Para além disso, o cabo é auto-compensado. EXEMPLOS:

Foi estudado o efeito do óleo de DBT nos organismos marinhos. O Sceletonema costatum e a Acartia tonsa foram expostos a água do mar saturada com DBT marcado com C14 (cerca de 16 pm/l) e às suas soluções durante 72 h e 48 h, respectivamente. O resultado desta experiência mostrou que a mortalidade (50% de mortes) de Sceletonema costatum e a Acartia tonsa exigiam uma concentração que é superior à solubilidade do óleo na água.

A biodegradabilidade do óleo de DBT foi testada de acordo com as instruções da OCDE N° 306. Os resultados do teste demonstraram que o óleo é biodegradável e não se acumula na cadeia alimentar. A degradação do óleo de DBT, por causa das pontes de metilo entre os anéis aromáticos não tem como resultado moléculas semelhantes a PAH, mas sim moléculas mais pequenas crescentemente mais facilmente degradáveis.

Lisboa, 16. AGO. 2001

Por NKT Cables A/S

Claims (7)

1. 86 614 ΕΡ Ο 953 194/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Cabo eléctrico que compreende um ou mais condutores envolvidos por material isolador sólido, que é impregnado com um óleo isolador, caracterizado por o óleo ser o dibenziltolueno (DBT) puro, contendo o dibenziltolueno uma quantidade menor de impurezas, em que a quantidade de impurezas não altera essencialmente a viscosidade e a densidade do óleo dibenziltolueno, ou uma mistura de dibenziltolueno e um ou mais dos hidrocarbonetos seleccionados no grupo constituído por benzilmetilbenzilbenzeno e ditolilfenilmetano, não constituindo os hidrocarbonetos alquilados, de preferência, mais do que até 20% em peso do óleo isolador.
2. 2 - Cabo eléctrico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cabo ser um cabo subaquático.
3. 3 - Cabo eléctrico de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o óleo ser uma mistura de dois ou mais isómeros de dibenziltolueno (DBT).
4. 4 - Cabo eléctrico de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por o material isolador ser celulose, de preferência, em forma de papel, que é enrolado em torno do condutor ou condutores.
5. 5 - Cabo eléctrico de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o cabo compreender, pelo menos, uma conduta que progride longitudinalmente, a qual é, essencialmente, enchida de óleo isolador.
6. 6 - Utilização do dibenziltolueno como óleo isolador em cabos eléctricos, de preferência, em cabos eléctricos subaquáticos.
7. 7 - Utilização de um cabo eléctrico que compreende um ou mais condutores envolvidos em material isolador sólido, que é impregnado com um óleo isolador seleccionado entre dibenziltolueno (DBT) puro, dibenziltolueno contendo uma quantidade menor de impurezas, em que a quantidade de impurezas não altera essencialmente a viscosidade e a densidade do óleo de dibenziltolueno, ou uma mistura de dibenziltolueno e um ou mais dos hidrocarbonetos alquilados seleccionados no grupo constituído por benzilmetilbenzilbenzeno e ditolilfenilmetano, não constituindo os hidrocarbonetos alquilados, de preferência, 86 614 2/2 ΕΡ Ο 953 194/ΡΤ mais do que até 20% em peso do óleo isolador, para assentamento no fundo do mar. Lisboa, \i. AGO. 2QQI Por NKT Cables A/S

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