Compuestos semiconductores para cables

Compuestos semiconductores para aplicaciones de cables

En los cables de un rango de tensión media (MV) y alta (HV) el aislamiento del cable, tanto interno como externo, está revestido con una capa semiconductora concéntrica. Estas capas sirven para la homogenización del campo eléctrico en el aislamiento. Las capas semiconductoras están compuestas generalmente de copolímeros con base de etileno como EVA, EBA o materiales similares y una alta proporción de materiales semiconductores como negro de humo, grafito o nanotubos de carbono, que activan las propiedades semiconductoras.

Al comienzo se le dio poca importancia al efecto de las capas semiconductoras sobre el aislamiento. Sin embargo, al poco tiempo se descubrió que los iones presentes en los semiconductores contaminan la capa aislante que se encuentra en medio y pueden contribuir a la formación de water trees.

Mediante la correcta elección de los polímeros y de aditivos adecuados se consigue que la capa semiconductora externa pueda ser separada fácilmente del aislamiento, lo que en ciertos casos significa una ventaja a la hora de montar conjuntos de cables. Los países en los que siguen siendo obligatorios los semiconductores fáciles de retirar son Francia y Estados Unidos. En el resto de los países se prescinde vez más de la capa semiconductora retirable, por un lado, por motivos económicos y, por otro lado, debido a la existencia de excelentes peladores. En el caso de los compuestos basados en EPR sigue siendo un requisito indispensable que la capa semiconductora se pueda retirar fácilmente, ya que es muy difícil de retirar de forma mecánica. Los volúmenes aumentan con el desarrollo y el crecimiento de los aislantes polímeros para cables de MV y de HV.

Masa en bruto negra de compuestos semiconductores para cables, fabricada con un equipo de preparación de compuestos BUSS, para el aislamiento de cables.
Sección transversal de un cable para visualizar las capas de aislamiento de compuestos semiconductores.
Cable insulation layers of red cable chunks made with a semi conductive cable compounding machinery by BUSS.
Capas de aislamiento de cables en trozos de cables de color rojo procedentes de compuestos semiconductores para cables de una instalación de preparación de compuestos BUSS

Requisitos de composición para la composición de cables semiconductores

Los requisitos que debe cumplir el proceso de preparación de compuestos semiconductores para cables son sumamente rigurosos. Los valores de conductibilidad deben ser garantizados tanto a temperatura ambiente como ante niveles de funcionamiento elevados. Los negros de humo de alta estructura deben conservar su estructura y ser repartidos de manera muy homogénea para formar la red conductora. Los polímeros utilizados se deben degradar lo menos posible. Las superficies de las capas coextruidas en la preparación deben ser muy lisas y uniformes. Se requiere en general una reticulación sobre una base de peróxido.

La amasadora Buss puede satisfacer este complejo perfil de requisitos gracias a sus ventajas específicas: las altas proporciones de aditivos semiconductores pueden ser distribuidas en varios puntos de alimentación. Los procesos de mezclado, que se inician inmediatamente a velocidades de cizallamiento moderadas, dan lugar a excelentes resultados de la mezcla distributiva sin dañar la estructura interna de los materiales conductores y de los polímeros. La libertad de diseño del sistema permite responder al aumento de viscosidad en las cámaras de procesado con configuraciones específicas elegidas para tal fin. Esto permite un control y una supervisión a medida de las condiciones del proceso.

A través del sistema en dos fases de la amasadora Buss, la preparación de compuestos y la etapa de presurización son desacopladas de manera rigurosa, pudiendo así optimizar la etapa de preparación, independientemente de la presurización y de la etapa de filtración y de moldeo, para obtener los mejores resultados en cuanto a la calidad y el caudal.

Tanto la concepción modular y ajustable de toda la instalación como la amplia experiencia de Buss en la técnica de procesamientos convierten a las amasadoras Buss en líder en tecnología y en el sistema que se elige en casi todas las líneas a nivel mundial, independientemente del lugar de instalación y del volumen de producción necesario.

Diseño típico de una instalación para la preparación de compuestos semiconductores para cables

Configuración típica de una instalación para la fabricación de compuestos semiconductores para cables

La tecnología de preparación de compuestos BUSS ofrece las siguientes ventajas específicas para los compuestos semiconductores para cables

  • Mezclado intensivo con menos energía específica
    Las amasadoras BUSS de varias aletas de última generación alcanzan un mayor efecto de mezclado con un 15-40 % menos de energía específica. Esto es debido al incremento del número de ciclos de mezclado que está adaptado de forma óptima a cada una de las zonas del proceso. La energía necesaria para la plastificación se proporciona casi exclusivamente de forma mecánica (disipativa) como energía de cizallamiento.
  • Reducción de los daños en polímeros, fibras y cargas altamente estructuradas
    Las tasas de cizallamiento moderadas de la amasadora BUSS garantizan un cizallamiento controlable y unos perfiles de temperatura bajos. El daño en la estructura de las fibras y las cargas altamente estructuradas, como el negro de humo, es muy inferior al que se produce con otros sistemas. Esto mejora las propiedades mecánicas y eléctricas, el comportamiento de flujo y reduce el consumo de aditivos caros.
  • Capacidad de grandes proporciones de carga
    La tecnología de las amasadoras BUSS permite alcanzar proporciones de carga de hasta un 90 % mediante la distribución de 2-3 posiciones de alimentación, el aprovechamiento de dispositivos de alimentación, como los husillos de alimentación lateral, la alimentación gravimétrica de las cargas, el venteo de retroceso y la excelente eficacia de avance. Las tasas de cizallamiento moderadas de la amasadora permiten un fácil manejo de las elevadas viscosidades que se producen cuando se trabaja con grandes porcentajes de carga.
  • Gran número de ciclos de mezclado
    Con las amasadoras BUSS de varias aletas se alcanza un gran número de ciclos de mezclado. Las nuevas y únicas geometrías del husillo permiten la máxima división y plegado de los compuestos con numerosos volteos y una mezcla excelente a través de un proceso de escasa longitud.
  • Tasas de cizallamiento uniformes y moderadas
    Las tasas de cizallamiento uniformes permiten efectuar en la amasadora un mezclado controlado con bajas temperaturas, introduciendo sólo la energía de cizallamiento necesaria para la tarea que se está realizando. La estrecha distribución de las tasas de cizallamiento, en comparación con sistemas alternativos, garantiza un desarrollo uniforme del cizallamiento para cada una de las partículas. Esto produce un compuesto de alta calidad con un reducido aporte de energía.

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Diseño típico de una instalación para la preparación de compuestos semiconductores para cables

Descarges

  • COMPEO

Enlaces

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