IT201800007853A1

IT201800007853A1 - Cavo trifasico ad alta tensione.

Info

Publication number: IT201800007853A1
Application number: IT102018000007853A
Authority: IT
Inventors: Bartolomeo D'agostino; Massimo Bechis
Original assignee: Prysmian Spa
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2020-02-03
Also published as: EP3605559A1; US20200043633A1; US10957469B2

Description

CAVO TRIFASICO AD ALTA TENSIONE

CONTESTO DEL TROVATO

Il presente trovato si riferisce a un cavo trifasico ad alta tensione.

In questa descrizione, l'espressione "alta tensione" (AT) indica tensioni uguali o maggiori di 30 kV e inferiori a 300 kV, l'espressione "media tensione" (MT) indica tensioni da 1 kV a 30 kV e l'espressione "bassa tensione" (BT) indica tensioni inferiori a 1 kV.

Come è noto, le infrastrutture di rete di distribuzione di elettricità ad alta tensione possono comprendere una pluralità di tubi all'interno dei quali sono installati cavi AT e che possono essere interrati in aree urbane come ad esempio nei centri città.

La necessità di modernizzare le reti di distribuzione per aumentare la capacità di trasporto dell'energia elettrica e garantire elevati standard di sicurezza richiede la sostituzione dei cavi AT e dei relativi tubi.

Tuttavia, a questo proposito, l'uso di progetti di retrofit è attualmente in crescita per evitare la difficile e complessa sostituzione dei tubi, poiché questi progetti prevedono l'installazione di nuovi cavi AT all'interno di tubi esistenti.

I cavi trifasici AT generalmente includono tre nuclei di cavi, ciascuno formato solitamente da un conduttore metallico elettricamente conduttivo avente una sezione trasversale circolare e coperto da un sistema di isolamento estruso. Tali nuclei di cavi AT includono anche uno schermo metallico che circonda ciascun sistema di isolamento. I cavi trifasici AT possono comprendere una barriera all'acqua e un'armatura.

Le dimensioni dei tubi possono essere inferiori rispetto alla nuova sezione trasversale del cavo AT o, comunque, non sufficientemente grandi da fornire uno spazio vuoto tra il diametro esterno del cavo e il diametro interno del tubo, adatto per un impiego conveniente e innocuo dei cavi.

C'è la necessità di creare cavi AT più compatti in modo che si inseriscano più facilmente nel tubo.

È noto che i conduttori settoriali consentono di costruire cavi con un diametro esterno più piccolo di quelli che comprendono conduttori a sezione trasversale circolare, e quindi più facili da essere tirati attraverso i tubi esistenti, come descritto, ad esempio, in US 5732875.

Ciascun conduttore settoriale ha una forma sostanzialmente triangolare che si estende, per un cavo trifasico, a oltre 120° formando così un settore di un cerchio.

US 5732875 descrive un metodo per produrre un conduttore settoriale per cavi di energia elettrica, dove i "cavi di potenza" sono cavi di bassa, media e alta tensione con conduttori isolati in plastica. Il conduttore settoriale può quindi essere utilizzato per cavi di alimentazione ad alta tensione, con una corrispondente guaina isolante.

EP 1418595 riguarda un conduttore metallico composto da una pluralità di fili che adotta una sezione trasversale poligonale predeterminata. Ciascun conduttore è stato avvolto in uno strato di un materiale polimerico termoplastico o termoindurente isolante come polietilene, poliestere, polimero fluorurato, poliolefina, poliammide, poliimmide, poliuretano, polivinilcloruro, elastomero termoplastico, etilene-propilene, policloroprene o gomma siliconica per mantenere la sezione trasversale predeterminata che gli è stata impartita da un mezzo meccanico di deformazione.

GB 1387660 si riferisce a un cavo di alimentazione a bassa tensione comprendente quattro conduttori ciascuno di sezione trasversale a forma settoriale e ciascuno costituito da una pluralità di nuclei compressi. I nuclei di ciascuno dei quattro conduttori da 1 a 4 sono contenuti in singole guaine di materiale plastico elettricamente isolante, e i conduttori sono tutti racchiusi da una guaina di materiale plastico comune. US3914532 afferma che i cavi settoriali, noti anche come cavi a conduttori segmentali, sono considerati affidabili in sistemi con valori di tensione da 5.000 a 500.000 volt. In particolare, un cavo settoriale comprende un rivestimento di protezione esterno, solitamente di un materiale polimerico, che si sovrappone a una guaina di piombo. Appena sotto la guaina è presente un nastro di carbonio nero semiconduttore intercalato con un nastro schermante in rame. Il nastro schermante in rame, a sua volta, viene posto sopra l'isolamento del cavo (di solito carta) che viene posizionato sullo scudo del cavo. I segmenti del conduttore sono coperti con tre strati di materiale nella formazione del rivestimento isolante. È una caratteristica essenziale che tutti e tre gli strati del rivestimento isolante devono essere di carta non increspata.

SOMMARIO DEL TROVATO

La Richiedente ha affrontato il problema di sfruttare il vantaggio di un cavo a conduttore settoriale avente un diametro esterno inferiore a quello di un cavo a conduttore rotondo avente sostanzialmente la stessa sezione trasversale del conduttore e sostanzialmente la stessa capacità di corrente.

Un conduttore settoriale con una forma sostanzialmente triangolare ha tre porzioni di vertice con piccoli raggi di curvatura in cui si verifica l'accumulo di carica. Mentre nel caso del cavo BT e MT, l'accumulo di carica provoca un gradiente di campo elettrico facilmente contenuto dallo strato isolante, nel caso del cavo AT, il campo elettrico generato in corrispondenza delle porzioni di vertice del conduttore (che vanno, ad esempio, da 6 kV/mm fino a 14 kV/mm) può essere tanto alto da causare la perforazione del sistema isolante.

La Richiedente ha trovato che il problema di cui sopra può essere risolto realizzando un cavo a tre fili in cui ciascun nucleo comprende un conduttore elettrico con una sezione trasversale sostanzialmente triangolare circondata da un sistema isolante costituito da un materiale polimerico estruso con una costante dielettrica compresa fra 2 e 2,5.

La Richiedente ha trovato che un tale sistema isolante è in grado di sopportare un elevato gradiente di campo elettrico senza che le sue prestazioni siano compromesse anche in corrispondenza delle porzioni sostanzialmente angolari.

Inoltre, la Richiedente ha osservato che lo schermo metallico che circonda il sistema isolante di ciascun nucleo può essere usato per proteggere ciascun nucleo da eventuali sollecitazioni meccaniche e/o contro la penetrazione di acqua e per scaricare verso il terreno elettrico eventuali correnti di cortocircuito.

Pertanto, secondo un primo aspetto, il presente trovato si riferisce a un cavo trifasico ad alta tensione comprendente:

- tre nuclei posizionati in modo da assumere la configurazione con dimensione radiale minima; e

- una guaina che circonda i tre nuclei;

in cui ciascun nucleo comprende:

- un conduttore elettrico avente una sezione trasversale sostanzialmente triangolare con porzioni di vertici e bordi;

- un sistema isolante che circonda il conduttore elettrico, il sistema isolante comprendente uno strato semiconduttore interno che circonda il conduttore elettrico, uno strato isolante che circonda e in contatto con lo strato semiconduttore interno e uno strato semiconduttore esterno che circonda e in contatto con lo strato isolante, gli strati del sistema isolante essendo costituiti da un materiale polimerico estruso avente una costante dielettrica ε compresa tra 2 e 2,5; e

- uno schermo metallico che circonda il sistema isolante.

In una forma di realizzazione del presente trovato, il materiale polimerico estruso è sostanzialmente privo di particelle contaminanti con una dimensione maggiore di 200 µm se misurata secondo l'ICEA S-94-649-2013, Appendice J.

Come evidente a una persona esperta, la porzione di vertice di ciascun conduttore elettrico e, di conseguenza, del sistema isolante che la circonda è arrotondata. Questa caratteristica e il raggio della porzione arrotondata del vertice dipendono da vari fattori, per esempio dall'apparecchio di fabbricazione. I tre conduttori elettrici del cavo sono posizionati in modo tale che una rispettiva prima porzione di vertice converga verso l'asse longitudinale del cavo trifasico ad alta tensione, mentre le rispettive seconde porzioni di vertice sono in una posizione radialmente esterna rispetto alla prima porzione di vertice.

In una forma di realizzazione, in ciascun conduttore elettrico, le seconde porzioni di vertice sono collegate tra loro da un bordo maggiore e ciascuna seconda porzione di vertice è collegata alla prima porzione di vertice da un rispettivo bordo minore.

In un'ulteriore forma di realizzazione, ciascun conduttore elettrico del cavo ha una sezione trasversale che è sostanzialmente un triangolo isoscele in cui la prima porzione di vertice definisce un angolo maggiore di quelli definiti dalle seconde porzioni di vertice, e il bordo maggiore è più lungo dei due bordi minori.

Questa particolare forma dei conduttori elettrici e la loro disposizione consente di ridurre ulteriormente le dimensioni del cavo.

In una forma di realizzazione, il sistema isolante del presente cavo ha uno spessore sostanzialmente costante. In alternativa, il sistema isolante ha uno spessore variabile attorno alla sezione trasversale del conduttore elettrico. Lo spessore del sistema isolante ha variazioni sostanzialmente costanti lungo la lunghezza del cavo.

In una forma di realizzazione, lo spessore del sistema isolante è maggiore in corrispondenza delle porzioni di vertice della sezione trasversale del conduttore elettrico rispetto che in corrispondenza dei suoi bordi.

In un'altra forma di realizzazione, lo spessore del sistema isolante è maggiore in corrispondenza delle seconde porzioni di vertice rispetto che in corrispondenza della prima porzione di vertice.

In un'ulteriore forma di realizzazione, lo spessore del sistema isolante è maggiore in corrispondenza del bordo maggiore rispetto che in corrispondenza dei bordi minori.

In questo modo, lo spessore del sistema isolante è ottimizzato e tiene conto del fatto che il gradiente del campo elettrico dipende dalla forma delle diverse porzioni dei conduttori elettrici. Infatti, la Richiedente ha riscontrato che il gradiente di campo elettrico che può presentarsi in corrispondenza di parti radialmente esterne del sistema isolante è superiore a quello che potrebbe sorgere in parti vicine all'asse longitudinale del cavo.

In una forma di realizzazione, lo schermo metallico può essere fatto di un metallo elettricamente conduttivo come rame o alluminio, in forma, ad esempio, di trecce, fili, nastro avvolto elicoidalmente o nastro piegato longitudinalmente. Quando lo schermo metallico è in forma di un nastro piegato longitudinalmente, opzionalmente saldato, può fungere anche da barriera contro l’acqua.

In una forma di realizzazione, il cavo AT del trovato è adatto per portare corrente a 30-220 kV.

In una forma di realizzazione, il materiale polimerico estruso del cavo presente è sostanzialmente privo di particelle contaminanti con una dimensione maggiore di 200 µm se misurato secondo l'ICEA S-94-649-2013, Appendice J, e il cavo è adatto per portare corrente a 60-220 kV. Ciò consente di ridurre al minimo lo spessore del sistema isolante.

È evidente alla persona esperta che lo spessore del sistema isolante può essere calcolato in funzione della tensione da trasportare.

Ai fini della presente descrizione e delle rivendicazioni che seguono, salvo ove diversamente indicato, tutti i numeri che esprimono importi, quantità, percentuali e così via, devono essere intesi come modificati in tutti i casi dal termine "circa". Inoltre, tutti gli intervalli includono qualsiasi combinazione dei punti massimo e minimo descritti e includono qualsiasi intervallo intermedio al suo interno, che può o non può essere elencato in modo specifico in questo documento.

Inoltre, i termini "un", "uno" e "una" sono impiegati per descrivere elementi e componenti del trovato. Questo viene fatto solo per comodità e per dare un senso generale del trovato. Questa descrizione dovrebbe essere letta per includere uno o almeno uno, e il singolare include anche il plurale, a meno che non sia ovvio che si intende altrimenti.

Come "strato isolante" si intende uno strato costituito da un materiale avente una conducibilità compresa tra 10<-16 >e 10<-14 >S/m.

Come "strato semiconduttore" si intende uno strato costituito da un materiale avente una conducibilità compresa tra 10<-1 >e 10 S/m.

Come "radialmente esterno" si intende che un elemento o una porzione di un elemento è radialmente più lontano dall'asse longitudinale del cavo rispetto ad un altro elemento o una porzione di un elemento.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche saranno evidenti dalla descrizione dettagliata fornita in seguito con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la Fig. 1a è una vista schematica in sezione trasversale di un cavo AT secondo la prima forma di realizzazione del presente trovato;

- la Fig. 1b è una vista schematica di un particolare di figura 1a;

- la Fig. 2 è una vista schematica in sezione trasversale di un nucleo di un cavo AT secondo una prima forma di realizzazione del presente trovato;

- le Figg. 3a e 3b sono viste schematiche in sezione trasversale dei nuclei di due cavi AT secondo due forme di realizzazione del presente trovato, messe a confronto l'una con l'altra.

Descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione

Un cavo trifasico AT 100 secondo una prima forma di realizzazione del presente trovato è mostrato in figura 1 e ha un asse longitudinale L.

Il cavo trifasico AT 100 comprende tre nuclei 110.

Ciascun nucleo 110 comprende un conduttore elettrico 140, un sistema isolante 150 comprendente uno strato interno semiconduttore 151 che circonda il conduttore elettrico 140, uno strato isolante 152 che circonda e in contatto con lo strato interno semiconduttore 151 e uno strato semiconduttore esterno 153 che circonda e in contatto con lo strato isolante 152.

Tra il conduttore elettrico 140 e lo strato semiconduttore interno 151 può essere presente un nastro rigonfiabile con acqua (non illustrato) semiconduttivo.

In una forma di realizzazione, i conduttori elettrici 140 sono fatti di rame o alluminio, sotto forma di asta o fili raggruppati. Ad esempio, i conduttori elettrici 140 sono fatti di fili di classe 1 o di classe 2 secondo IEC 60228 (2004).

Quando i conduttori elettrici 140 sono realizzati in forma di asta o fili raggruppati, nessun nastro metallico che circonda i fili è necessario per mantenere il conduttore elettrico 140 in forma.

Uno schermo metallico 160 (visibile nella figura 1b che è una vista ingrandita di una porzione di figura 1a) è previsto per circondare il sistema isolante 150.

I nuclei 110 sono posizionati in modo da assumere la configurazione con dimensione radiale minima. Ciò può comportare che, sebbene non necessariamente, i nuclei 110 siano in diretto contatto tra loro. Inoltre, in questa configurazione gli schermi metallici 160 risultano essere equipotenziali.

In una forma di realizzazione, lo spazio tra i tre nuclei 110 può essere riempito con uno strato di materiale polimerico in forma di riempitivo estruso, riempitivo sagomato o filettature.

In una forma di realizzazione, almeno una fibra ottica e/o almeno un filo di terra possono essere posizionati nello spazio tra i tre nuclei 110.

Nella presente forma di realizzazione, il cavo di alimentazione 100 comprende inoltre un nastro semiconduttivo 170 attorno ai tre nuclei 110 e una barriera di acqua metallica 120 che lo circonda.

Il nastro semiconduttivo 170 può essere fabbricato in poliestere o in tessuto non tessuto e caricato con un materiale semiconduttivo come il nerofumo e, opzionalmente, con materiale gonfiabile con acqua come polvere superassorbente.

Il nastro semiconduttivo 170 può avere una funzione di ammortizzamento pur mantenendo il contatto elettrico tra lo schermo del nucleo del cavo e anche una funzione di blocco dell'acqua nel caso in cui contenga materiale gonfiabile con acqua.

Uno strato 180 riempie le porzioni tra il nastro semiconduttivo 170 e i nuclei 110.

La barriera d'acqua in metallo 120 può essere realizzata in alluminio o rame. Può essere in forma di un foglio piegato longitudinalmente, saldato attorno al nucleo del cavo 110 per formare un tubo.

In posizione radiale esterna alla barriera contro l’acqua metallica 120, è prevista una guaina 130 che può essere realizzata in materiale polimerico come polietilene ad alta densità.

In posizione radiale interna rispetto alla guaina 130, può essere presente un'armatura (non illustrata). Questa armatura può essere realizzata con uno strato di fili d'acciaio, ad esempio fili d'acciaio piatti.

Come dettagliato in figura 2, un conduttore elettrico 140 ha una sezione trasversale sostanzialmente triangolare con porzioni di vertice 141, 142, 143 e bordi 144, 145, 146.

In particolare, le porzioni di vertice 141, 142, 143 approssimativamente definiscono porzioni angolari e i bordi 144, 145, 146 possono essere sostanzialmente lineari o curvilinei con un raggio di curvatura sostanzialmente maggiore di quelli delle porzioni di vertice 141, 142, 143.

Nelle forme di realizzazione illustrate, un conduttore elettrico 140 ha una prima porzione di vertice 141 rivolta verso l'asse longitudinale L del cavo trifasico ad alta tensione, mentre le seconde porzioni di vertice 142, 143 sono in una posizione radialmente esterna. In ciascun conduttore elettrico 140, le seconde porzioni di vertice 142, 143 sono collegate da un bordo maggiore 145 e ciascuna seconda porzione di vertice 142, 143 è collegata alla prima porzione di vertice 141 da un rispettivo bordo minore 144, 146.

Nella forma di realizzazione di figura 1a, i tre nuclei 110 sono posizionati in modo che le rispettive prime porzioni di vertice 141 siano rivolte l'una verso l'altra e convergano verso l'asse longitudinale L del cavo AT.

Secondo il presente trovato, gli strati del sistema isolante 151, 152, 153 sono fatti di un materiale polimerico estruso avente una costante dielettrica ε compresa fra 2 e 2,5.

Materiali polimerici estrusi adatti al sistema isolante del presente cavo possono essere scelti tra materiali polimerici reticolabili. Tali materiali comprendono generalmente una poliolefina, ad esempio un omopolimero di etilene o un copolimero di etilene con almeno una alfa-olefina C3-C12, avente una densità da 0,910 g/cm<3 >a 0,970 g/cm<3>, ad esempio da 0,915 g/cm<3 >a 0,940 g/cm<3>. In una forma di realizzazione, il materiale polimerico adatto per il sistema isolante del presente cavo ha un tanδ da 10<-3 >a 10<-4>.

In una forma di realizzazione, l'omopolimero o copolimero di etilene è selezionato tra: polietilene a bassa densità (LDPE) e polietilene lineare a bassa densità (LLDPE) avente una densità da 0,910 g/cm<3 >a 0,926 g/cm<3>.

La poliolefina può essere reticolata per reazione con un perossido organico, come: dicumil perossido, t-butil cumil perossido, 2,5-dimetil-2,5-di (t-butilperossi)-esano, di-t-butil perossido, o loro miscele.

In alternativa, materiali polimerici estrusi adatti per il sistema isolante del presente cavo possono essere scelti tra materiali polimerici termoplastici. In una forma di realizzazione, il materiale polimerico termoplastico è scelto tra omopolimeri di propilene o copolimeri di propilene con almeno una α-olefina, eventualmente in miscela con almeno un copolimero di etilene con almeno una α-olefina. In una forma di realizzazione, il materiale termoplastico è in miscela con un fluido dielettrico. Il fluido dielettrico può essere scelto tra oli minerali, ad esempio oli naftenici, oli aromatici, oli paraffinici, ad esempio alchilbenzeni, esteri alifatici; o loro miscele.

Materiali polimerici termoplastici adatti per lo strato elettricamente isolante sono descritti, ad esempio, in WO 02/03398, WO 04/066318, WO 07/048422, WO2011/092533 e WO2013/171550.

Materiali polimerici estrusi adatti al sistema isolante del presente cavo, reticolati o termoplastici, possono inoltre comprendere una quantità efficace di uno o più additivi, scelti ad esempio tra: antiossidanti, stabilizzanti di calore, stabilizzatori di tensione, ritardanti di arborescenze, ausiliari di lavorazione, agenti anti-vulcanizzazione, cariche inorganiche.

In una forma di realizzazione, il materiale polimerico estruso è sostanzialmente privo di particelle contaminanti con una dimensione maggiore di 200 µm secondo il protocollo di misurazione ICEA S-94-649-2013, Appendice J.

L'espressione "sostanzialmente privo di particelle contaminanti con una dimensione maggiore di 200 µm" significa che il numero di tali contaminanti per kg del materiale polimerico estruso è uguale a 1 o inferiore. Nella prima forma di realizzazione del presente trovato illustrata nelle figure 1 e 2, lo spessore del sistema isolante 151, 152, 153 è sostanzialmente costante.

In questo caso i nuclei 110 hanno sostanzialmente la stessa forma dei conduttori elettrici 140.

Le figure 3a e 3b forniscono un confronto tra la prima forma di realizzazione e una seconda forma di realizzazione del presente trovato. Le figure 3a e 3b mostrano due nuclei 110 in cui il sistema isolante è abbozzato come una singola struttura 150, ma in considerazione dello spessore generalmente molto piccolo degli strati semiconduttivi, si può anche presumere che sia lo strato isolante 152.

Mentre lo spessore del sistema isolante 150 di figura 3a (prima forma di realizzazione) è sostanzialmente costante, lo spessore del sistema isolante 150 di figura 3b (seconda forma di realizzazione) è variabile attorno alla sezione trasversale del conduttore elettrico.

In particolare, lo spessore del sistema isolante 150 è maggiore in corrispondenza delle porzioni di vertice 141, 142, 143 del conduttore elettrico 140 rispetto che in corrispondenza dei suoi bordi 144, 145, 146.

In un'altra forma di realizzazione, lo spessore del sistema isolante 150 è maggiore in corrispondenza delle seconde porzioni di vertice 142, 143 rispetto che in corrispondenza della prima porzione di vertice 141. In un'ulteriore forma di realizzazione, lo spessore del sistema isolante 150 è maggiore in corrispondenza del bordo maggiore 145 rispetto che in corrispondenza dei bordi minori 144, 146.

Ad esempio, mentre lo spessore dello strato isolante 152 del nucleo 110 di figura 3a è di 12 mm intorno alla sezione trasversale del conduttore, lo spessore dello strato isolante 152 del nucleo 110 di figura 3b in corrispondenza delle seconde porzioni di vertice 142, 143 è di 12 mm, in corrispondenza della prima porzione di vertice 141 è di 10,3 mm, in corrispondenza del bordo maggiore 145 è di 7,8 mm, e in corrispondenza dei bordi minori 144, 146 è di 7,1 mm.

I suddetti valori di spessore comportano un gradiente elettrico massimo di 12,2 kV/mm e una capacità di 228,1 pF per il nucleo 110 di figura 3a, e un gradiente di 12,4 kV/mm e una capacità di 259,1 pF per il nucleo 110 di Figura 3b trasportante 150 kV.

In una forma di realizzazione, il cavo del presente trovato può inoltre comprendere una o più fibre ottiche posizionate, ad esempio, lungo l'asse longitudinale del cavo L e/o nello spazio tra i tre nuclei e la barriera all'acqua (o il nastro semiconduttivo, se presente). In una forma di realizzazione, ciascun nucleo del cavo del presente trovato può inoltre comprendere un nastro rigonfiabile con acqua tra il sistema isolante 150 e lo schermo metallico 160. Ad esempio, il nastro rigonfiabile con acqua può essere fatto di un materiale simile a quelli descritti per il nastro semiconduttivo tra il conduttore elettrico 140 e lo strato semiconduttore interno 151 e/o un nastro semiconduttivo 170.

In una forma di realizzazione, lo schermo metallico 160 è realizzato come un foglio metallico saldato avvolto attorno al sistema isolante 151, 152, 153 di ciascun nucleo 110; in questo caso lo schermo metallico 160 risulta essere una barriera contro l'acqua.

In alternativa, lo schermo metallico 160 può essere realizzato come un foglio metallico sovrapposto o come un nastro metallico.

Ad esempio lo schermo metallico 160 è realizzato in alluminio o rame.

Per comprendere la vantaggiosa compattezza che può essere ottenuta con il cavo trifasico AT secondo il presente trovato, verrà descritta in seguito una forma di realizzazione esemplificativa di cavo per portare corrente a 150 kV.

I nuclei avevano una sezione trasversale sostanzialmente triangolare. Lo spessore dello strato semiconduttore interno era di 2,2 mm, lo spessore dello strato isolante era di 12 mm, lo spessore dello strato semiconduttore esterno era di 1 mm. Lo schermo metallico era un nastro elicoidale di rame avente uno spessore di 0,2 mm. Una barriera contro l’acqua in alluminio (che funge anche da armatura contro le sollecitazioni meccaniche) aveva uno spessore di 1 mm.

La guaina era in polietilene e aveva uno spessore di 3,5 mm.

Il diametro di questo cavo trifasico AT era di 121 mm con ciascuna misura del conduttore di 21,65x38,38 mm in sezione trasversale e il suo peso era di circa 23 Kg/m. In confronto, un cavo trifasico AT per portare corrente a 150 KV e avente conduttori elettrici a sezione trasversale circolare con diametro di 26 mm ciascuno, aveva un diametro di circa 136 mm e un peso di 23.274 Kg/m. Tale cavo aveva uno strato semiconduttore interno di 0,9 mm di spessore, uno strato isolante di 11,78 mm di spessore, uno strato semiconduttore esterno di 0,9 mm di spessore. Lo schermo metallico era un nastro elicoidale di rame avente uno spessore di 0,2 mm. Un'armatura fatta di 88 fili piatti d'acciaio aveva uno spessore di 4 mm. La guaina era in polietilene e ha uno spessore di 2,55 mm.

Alla luce di quanto sopra è evidente che per la stessa capacità di trasporto di corrente elettrica il cavo trifasico AT secondo il presente trovato risulta essere più leggero e avere un diametro inferiore rispetto al cavo trifasico AT noto, pur avendo un sistema isolante più spesso di quello del cavo comparativo, garantendo così una migliore protezione elettrica ai conduttori.

Claims

Rivendicazioni: 1) Cavo trifasico ad alta tensione (100) comprendente: - tre nuclei (110) posizionati in modo da assumere la configurazione con dimensione radiale minima; e - una guaina (130) che circonda i tre nuclei (110); in cui ciascun nucleo (110) comprende: - un conduttore elettrico (140) avente una sezione trasversale sostanzialmente triangolare con porzioni di vertice (141, 142, 143) e bordi (144, 145, 146); - un sistema isolante (150) che circonda il conduttore elettrico (140), il sistema isolante (150) comprendente uno strato semiconduttore interno (151) che circonda il conduttore elettrico (140), uno strato isolante (152) che circonda e in contatto con lo strato semiconduttore interno (151) e uno strato semiconduttore esterno (153) che circonda e in contatto con lo strato isolante (152), gli strati (151, 152, 153) del sistema isolante (150) essendo costituiti da un materiale polimerico estruso avente una costante dielettrica ε compresa tra 2 e 2,5; e - uno schermo metallico (160) che circonda il sistema isolante (150).
2) Cavo trifasico ad alta tensione (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il materiale polimerico estruso è sostanzialmente privo di particelle contaminanti con una dimensione maggiore di 200 µm come misurato secondo l'ICEA S-94-649-2013, Appendice J.
3) Cavo trifasico ad alta tensione (100) secondo la rivendicazione 1, in cui la sezione trasversale di detto conduttore elettrico (140) è sostanzialmente un triangolo isoscele.
4) Cavo trifasico ad alta tensione (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema isolante (150) ha uno spessore sostanzialmente costante.
5) Cavo trifasico ad alta tensione (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema isolante (150) ha uno spessore variabile attorno alla sezione trasversale del conduttore elettrico.
6) Cavo trifasico ad alta tensione (100) secondo la rivendicazione 5, in cui lo spessore del sistema isolante (150) è maggiore in corrispondenza delle porzioni di vertice (141, 142, 143) della sezione trasversale del conduttore elettrico rispetto che in corrispondenza dei suoi bordi (144, 145, 146).
7) Cavo trifasico ad alta tensione (100) secondo la rivendicazione 5, in cui ciascun conduttore elettrico (140) ha una prima porzione di vertice (141) convergente verso l'asse longitudinale (L) del cavo (100), e seconde porzioni di vertice (142,143) in una posizione radialmente esterna rispetto alla prima porzione di vertice (141), le seconde porzioni di vertice (142, 143) essendo collegate l'una all'altra da un bordo maggiore (145) e ciascuna seconda porzione di vertice (142, 143) essendo collegata alla prima porzione del vertice (141) da un rispettivo bordo minore (144, 146); e in cui lo spessore del sistema isolante (150) è maggiore in corrispondenza delle seconde porzioni di vertice (142, 143) rispetto che in corrispondenza della prima porzione di vertice (141).
8) Cavo trifasico ad alta tensione (100) secondo la rivendicazione 5, in cui ciascun conduttore elettrico (140) ha una prima porzione di vertice (141) convergente verso l'asse longitudinale (L) del cavo (100), e seconde porzioni di vertice (142,143) in una posizione radialmente esterna rispetto alla prima porzione di vertice (141), le seconde porzioni di vertice (142, 143) essendo collegate l'una all'altra da un bordo maggiore (145) e ciascuna seconda porzione di vertice (142, 143) essendo collegata alla prima porzione del vertice (141) da un rispettivo bordo minore (144, 146); e in cui lo spessore del sistema isolante (150) è maggiore in corrispondenza del bordo maggiore (145) rispetto che in corrispondenza dei bordi minori (144, 146).
9) Cavo trifasico ad alta tensione (100) secondo la rivendicazione 1, in cui lo schermo metallico (160) è in forma di un nastro piegato longitudinalmente.
10) Cavo trifasico ad alta tensione (100) secondo la rivendicazione 1, in cui i conduttori elettrici (140) sono in forma di fili raggruppati, i fili essendo di classe 1 o di classe 2 secondo IEC 60228 (2004).