Nei cavi di alimentazione di media e alta tensione, i composti di schermatura semiconduttivi svolgono un ruolo fondamentale nel garantire una distribuzione uniforme del campo elettrico e nel migliorare l'interfaccia tra il conduttore, l'isolamento e gli strati di schermatura. Questi composti sono tipicamente formulati con una resina di base, nerofumo conduttivo e vari additivi di processo. Tra questi componenti, la resina di base ha un'influenza significativa sulla processabilità, la stabilità elettrica, la compatibilità dell'interfaccia, le prestazioni di invecchiamento termico e l'affidabilità a lungo termine del cavo.
Negli ultimi anni, l'etilene butil acrilato (EBA) è diventato una delle resine di base preferite per i composti di schermatura semiconduttivi utilizzati nei cavi di media e alta tensione, grazie alle sue prestazioni complessive ben bilanciate.
Cos'è la resina EBA?
L'EBA (etilene butil acrilato) è un copolimero termoplastico prodotto da etilene e butil acrilato (BA). L'introduzione di gruppi butil acrilato nella catena polimerica conferisce una polarità moderata, consentendo all'EBA di combinare le eccellenti caratteristiche di lavorazione delle poliolefine con una migliore compatibilità con i materiali polari.
Rispetto al polietilene convenzionale, l'EBA offre diversi vantaggi:
Eccellente flessibilità e resistenza alle basse temperature.
Buona stabilità termica e resistenza all'invecchiamento termico.
Migliore dispersione del nerofumo conduttivo
Buona compatibilità con il polietilene,XLPEe altri materiali isolanti
Queste caratteristiche rendono l'EBA una resina di base interessante per i composti di schermatura semiconduttivi.
Perché l'EBA è particolarmente adatto per i composti di schermatura semiconduttivi?
Dispersione migliorata del nerofumo
Le prestazioni elettriche di un composto schermante semiconduttore dipendono in larga misura dalla capacità del nerofumo conduttivo di formare una rete conduttiva uniforme e continua.
I gruppi polari presenti nell'EBA migliorano l'interazione tra la resina e il nerofumo conduttivo, favorendo una dispersione più uniforme di quest'ultimo all'interno della matrice polimerica. Una migliore dispersione contribuisce a una resistività volumetrica inferiore e più stabile, migliorando al contempo la qualità superficiale dello strato di schermatura, riducendo i difetti di interfaccia e promuovendo una migliore adesione con lo strato isolante.
Prestazioni elettriche stabili
Durante il funzionamento, i cavi di alimentazione di media e alta tensione sono soggetti a continue fluttuazioni di temperatura al variare dei carichi operativi. Pertanto, lo strato di schermatura semiconduttore deve mantenere proprietà elettriche stabili in un ampio intervallo di temperature.
Grazie a una formulazione ottimizzata, i composti di schermatura semiconduttivi a base di EBA possono fornire una rete conduttiva più stabile e ridurre le fluttuazioni di resistività causate dalle variazioni di temperatura. Ciò contribuisce a mantenere un campo elettrico uniforme e all'affidabilità a lungo termine del cavo.
Eccellente resistenza all'invecchiamento termico
I cavi di alimentazione sono progettati per funzionare ininterrottamente a temperature elevate per molti anni, pertanto la resistenza all'invecchiamento termico è una proprietà essenziale dei materiali di schermatura semiconduttori.
Rispetto ad alcuni sistemi polimerici convenzionali, l'EBA offre una buona stabilità termica. Dopo un invecchiamento termico prolungato, i composti a base di EBA mantengono meglio le loro proprietà meccaniche e la stabilità strutturale, contribuendo a prolungare la durata sia dello strato di schermatura che dell'intero sistema di cavi.
Un buon equilibrio tra forza e flessibilità
Durante le fasi di estrusione, trefolatura, trasporto, installazione e funzionamento a lungo termine, lo strato di schermatura semiconduttore del cavo è soggetto a diverse sollecitazioni meccaniche, tra cui tensione, flessione e cicli termici.
Le mescole di schermatura a base di EBA offrono una combinazione equilibrata di resistenza meccanica ed elasticità, garantendo un'eccellente flessibilità e al contempo una buona resistenza alle crepe. Queste proprietà contribuiscono a soddisfare i requisiti di lavorazione e di prestazioni a lungo termine dei cavi di alimentazione di media e alta tensione.
Potenzialità future nelle applicazioni dei cavi HVDC
Con il continuo sviluppo della tecnologia di trasmissione in corrente continua ad alta tensione (HVDC), si richiedono prestazioni sempre maggiori dai materiali di schermatura semiconduttori.
Oltre a garantire una conduttività elettrica stabile, lo strato di schermatura semiconduttore svolge anche un ruolo importante nella riduzione dell'iniezione di carica spaziale nel sistema di isolamento. Negli ultimi anni, i materiali semiconduttori a base di EBA hanno suscitato un interesse crescente per le applicazioni nei cavi HVDC. Grazie all'ottimizzazione dei sistemi di resina e delle formulazioni di riempitivi funzionali, i composti a base di EBA hanno il potenziale per migliorare ulteriormente il comportamento della carica spaziale e contribuire a sistemi di isolamento più affidabili per i cavi HVDC.
Considerazioni chiave da tenere presenti quando si utilizza l'EBA
Sebbene l'EBA offra numerosi vantaggi, le sue proprietà devono essere prese in considerazione durante lo sviluppo e la lavorazione della formulazione.
Ad esempio, il nerofumo conduttivo può assorbire facilmente umidità, quindi un adeguato controllo dell'umidità durante lo stoccaggio, la manipolazione e la produzione è essenziale. Inoltre, l'EBA presenta caratteristiche di flusso di fusione diverse dai materiali isolanti a base di polietilene, il che richiede un'ottimizzazione appropriata delle condizioni di processo di coestrusione. Anche il contenuto di acrilato di butile (BA) influenza la flessibilità, la processabilità e la compatibilità dell'interfaccia, quindi la scelta del grado di EBA appropriato è importante per le diverse strutture dei cavi e i requisiti applicativi.
Conclusione
Con l'evoluzione continua dei cavi di alimentazione a media e alta tensione, dei cavi per le energie rinnovabili e dei sistemi di trasmissione HVDC, ci si aspetta che i composti di schermatura semiconduttivi offrano livelli più elevati di stabilità elettrica, compatibilità di interfaccia, resistenza all'invecchiamento termico e prestazioni di processo.
Grazie alla sua eccellente dispersione del nerofumo, alle prestazioni elettriche stabili, all'elevata resistenza all'invecchiamento termico e alle straordinarie caratteristiche di lavorazione, la resina EBA è diventata una delle resine di base chiave per i composti di schermatura semiconduttivi ad alte prestazioni e si prevede che svolgerà un ruolo sempre più importante nello sviluppo dei materiali per cavi di prossima generazione.
Data di pubblicazione: 26 giugno 2026