EuroWire July 2017

Article technique

Isolation à base de TPV pour applications à moyenne tension Par Andrea Galanti, Stefano Dossi et Andrea Magri de Mixer SpA, Ravenna, Italie, et Camillo Cardelli, iPool Srl, Pistoia, Italie

Résumé

À partir de ce point de départ, la société a développé un nouveau TPV entièrement thermoplastique pour l’isolation MV qui réticulent dynamiquement le composé isolant MV sans plomb dans une matrice PP. Mixer SpA présente trois versions améliorées de composés MV TPV afin d’obtenir un matériau capable de passer les essais thermomécaniques à une température d’exercice continue de 90°C et 105°C et de 250°C dans le cas d’urgence du court-circuit, conformément à la norme italienne CEI 20-86, qui est jusqu’à présent, la seule norme existante sur les composés thermoplastiques pour l’isolation MV. Tout d’abord, on analyse la préparation et les propriétés macroscopiques des nouveaux composés TPV pour les applications MV. La société a ensuite étudié les nouveaux composés MV TPV au moyen de la technique DSC pour étudier le processus de vulcanisation dynamique. Dans la troisième partie, on analyse la rhéologie du composé MV TPV à faible vitesse de cisaillement pour simuler leur comportement à l’extrusion. Par la suite, les propriétés mécaniques des composés MV TPV avant et après le vieillissement thermique jusqu’à 150°C pendant 21 jours. Les propriétés électriques des composés ont été étudiées chez Imerys Laboratories, Par, Royaume-Uni. En particulier, on a mesuré le facteur de perte (Tanδ), la constante diélectrique (εr) et la résistivité en volume ont été mesurés jusqu’à 90°C dans des conditions sèches. En outre, les valeurs Tanδ et εr ont été étudiées après immersion des composés dans de l’eau à 90°C pendant 28 jours. Les résultats des tests ont été comparés au composé MV IS79 sans plomb standard et il a été démontré qu’il est possible d’obtenir un composé innovant avec des propriétés d’isolation électrique élevées qui associe les propriétés du composé XL-EPDM sans plomb et la possibilité de le traiter en tant que matériau thermoplastique.

Le le développement de trois composés isolants sans plomb entièrement thermoplastiques pour moyenne tension (MV) basés sur la technologie de vulcanisation des thermoplastiques (TPV). Les composés isolants MV TPV ont été préparés à partir d’une isolation en moyenne tension sans plomb vulcanisé au peroxyde, qui représente l’actuel paramètre de référence standard, raison pour laquelle ils ont fait l’objet d’une enquête approfondie par rapport à l’isolation MV standard sans plomb. Pour évaluer les résultats du processus de vulcanisation dynamique, les composés ont été étudiés au moyen de la calorimétrie à balayage différentiel (DSC). Pour simuler le comportement en extrusion, leur rhéologie a été étudiée. Les propriétés mécaniques ont été mesurées avant et après le vieillissement à 135°C et 150°C pendant 21 jours. Enfin, une étude approfondie sur leurs caractéristiques électriques, dans des conditions sèches (de 25°C à 90°C) et humides (à 90°C dans l’eau jusqu’à 28 jours) est présentée. 1 Introduction Il y a vingt ans, les systèmes d’isolation à base de XLPE et d’EPDM ont été utilisés dans plusieurs régions du monde pour les applications sur les câbles en moyenne tension. L’Amérique du Nord reste un marché très actif pour les isolations pour moyenne tension à base d’EPDM, tandis que dans d’autres parties du monde, le XLPE est préféré. Récemment, nous constatons un intérêt renouvelé pour les isolations en moyenne tension à base d’EPDM sur le marché mondial en raison des performances inégalées sur la durée de vie des câbles pour les applications à long terme (>20 ans). présent article porte sur

Depuis 1996, Mixer SpA a produit des composés isolants MV à base de mélanges d’EPDM et d’EPDM/LDPE: sa stratégie consiste à proposer des matériaux innovants et concurrentiels sur le marché des câbles, estimant que l’amélioration continue des matériaux donnera un nouvel élan aux câbles en caoutchouc pour les applications spécifiques. La première étape de cette approche a été le développement de solutions EPDM sans plomb, présentées en 2012 et actuellement disponibles sur le marché (voir Figure 1 ) [1] . En raison du fait que les sels de plomb sont insolubles dans l’eau et ils ne contribuent donc pas à aucun courant de fuite à travers la couche isolante, l’oxyde de plomb est l’un des additifs les plus efficaces dans les composés isolants MV. Cependant, l’oxyde de plomb est répertorié dans la norme Reach SVHC (substances extrêmement préoccupantes) pour son risque bien connu de bioaccumulation et pour ses effets durables, entraînant des dommages importants à l’environnement et à la vie [2] . Mixer SpA a réussi à remplacer l’oxyde de plomb par un système de captation à ions capable d’immobiliser des ions, réussissant à produire des composés isolants MV sans plomb à base d’EPDM avec une stabilité thermique et électrique supérieure. ▲ ▲ Figure 1 : Isolation MV contenant du plomb (orange) et sans plomb (blanc), des boulettes aux câbles

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