專(zhuān)利名稱(chēng)：帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕 緣電力電纜。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)電能的依賴(lài)程度越來(lái)越高，對(duì)電能 的需求量越來(lái)越大。但世界上絕大多數(shù)國(guó)家都存在著一次能源與生產(chǎn)力分布不 均衡的問(wèn)題，因此，建設(shè)大容量、遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)已得到各國(guó)政府的高度重視。 為減小遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中的線(xiàn)路損耗，需采用高壓輸電技術(shù)。國(guó)際上高壓輸電
技術(shù)經(jīng)歷了從高壓(35~220 KV)向超高壓(500 1000 KV)、特高壓(大于1000 KV)發(fā)展的歷程。伴隨著高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的重要組成部分一電力 電纜提出了越來(lái)越高的要求，必須經(jīng)受得住高壓、超高壓的考驗(yàn)。20世紀(jì)70 年代末交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜開(kāi)始應(yīng)用于高壓電網(wǎng)。由于交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具 有電氣性能好、傳輸容量大(長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)9(TC)、重量輕、可高落差或 垂直敷設(shè)、安裝和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，其在高壓、超高壓電纜領(lǐng)域所占份額迅速 增大，尤其在高壓領(lǐng)域，有逐漸取代其它類(lèi)型電纜的趨勢(shì)。目前，國(guó)際上220 KV及以下電壓等級(jí)高壓電纜主要采用交聯(lián)聚乙烯絕緣，500 KV級(jí)交聯(lián)聚乙 烯絕緣電纜也已應(yīng)用于超高壓線(xiàn)路中。
長(zhǎng)期運(yùn)行和使用經(jīng)驗(yàn)表明，電樹(shù)枝老化和水樹(shù)枝老化是導(dǎo)致高壓電纜交聯(lián) 聚乙烯絕緣性能劣化直至破壞的主要因素之一。水樹(shù)枝產(chǎn)生的根源在于水分侵 入交聯(lián)聚乙烯絕緣層，這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)在電纜絕緣外包覆縱向和徑向阻水層 對(duì)其加以抑制。電樹(shù)枝產(chǎn)生的根源主要包括四個(gè)方面絕緣層內(nèi)部的氣隙、雜 質(zhì)、屏蔽層缺陷和電極發(fā)射電子?，F(xiàn)有的電纜生產(chǎn)中主要采取以下措施抑制高 壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣層中電樹(shù)枝的形成與發(fā)展(l)采用半導(dǎo)電屏蔽，減少 導(dǎo)致電場(chǎng)集中的缺陷；(2)采用超凈絕緣料；(3)采用多層共擠技術(shù)和干式交 聯(lián)工藝，進(jìn)行封閉式生產(chǎn)，防止雜質(zhì)的引入和水分污染；(4)減小氣隙數(shù)目和 尺寸；(5)在電纜絕緣內(nèi)擠包防發(fā)射屏，吸附電極發(fā)射電子；(6)在電纜絕緣中添加電壓穩(wěn)定劑，減少電極注入電子的能量。但實(shí)踐證明，采取這些措施仍 然無(wú)法保證完全消除高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣層中電樹(shù)枝的形成與發(fā)展，高壓 交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜運(yùn)行過(guò)程中存在不同程度的樹(shù)枝化放電，導(dǎo)致其絕緣性能 下降，也時(shí)有因電樹(shù)枝放電導(dǎo)致的高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣層擊穿事故發(fā)生。 因此，抑制高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣層中的電樹(shù)枝的形成與發(fā)展一直是國(guó)內(nèi)外 學(xué)者和電纜生產(chǎn)、使用部門(mén)普遍關(guān)注的課題。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了解決已有的高壓、超高壓電力電纜因電樹(shù)枝生成 導(dǎo)致交聯(lián)聚乙烯絕緣性能劣化進(jìn)而破壞的問(wèn)題，從而提供一種具有良好的抑制 電樹(shù)枝生成能力的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。
帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，它包括線(xiàn)芯、
內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層、外半導(dǎo)電屏蔽層、第一緩沖層、金屬護(hù) 套、防腐層、非金屬外護(hù)套和導(dǎo)電涂層，線(xiàn)芯的外側(cè)按從內(nèi)向外的順序依次包 覆內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層、外半導(dǎo)電屏蔽層、第一緩沖層、金屬 護(hù)套、防腐層、非金屬外護(hù)套和導(dǎo)電涂層，它還包括內(nèi)非線(xiàn)性屏蔽層和外非線(xiàn) 性屏蔽層，所述內(nèi)非線(xiàn)性屏蔽層擠壓包覆在內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層和交聯(lián)聚乙烯絕緣 層之間，并將內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層和交聯(lián)聚乙烯絕緣層隔開(kāi)，外非線(xiàn)性屏蔽層擠壓 包覆在交聯(lián)聚乙烯絕緣層和外半導(dǎo)電屏蔽層之間，并將交聯(lián)聚乙烯絕緣層和外 半導(dǎo)電屏蔽層隔開(kāi)。
本實(shí)用新型在高壓、超高壓電纜的交聯(lián)聚乙烯絕緣層與半導(dǎo)電屏蔽層之間 擠包交聯(lián)聚烯烴基非線(xiàn)性屏蔽層，它達(dá)到的效果是(l)可吸附導(dǎo)體線(xiàn)芯向絕 緣層中發(fā)射的電子，起到防電子發(fā)射屏障的作用；(2)消除屏蔽層缺陷處的電
場(chǎng)集中。在直流電場(chǎng)中，電場(chǎng)分布與電介質(zhì)的電導(dǎo)率成反比；在交流電場(chǎng)中， 電場(chǎng)分布與電介質(zhì)的介電常數(shù)成反比。非線(xiàn)性屏蔽層(3)的典型特性是電導(dǎo) 率或(和)介電常數(shù)能夠隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的改變而變化，因而具有在非均勻電場(chǎng) 中自行均化電場(chǎng)分布的能力，從而有效抑制電纜絕緣表面和內(nèi)部的局部電場(chǎng)集 中。本實(shí)用新型有效抑制高壓、超高壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣中電樹(shù)枝的形成與 發(fā)展，極大延長(zhǎng)高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的使用壽命，提高高壓、
5超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜線(xiàn)路的運(yùn)行可靠性。本實(shí)用新型的電力電纜的長(zhǎng)期
工作溫度可達(dá)9(TC，短路時(shí)最長(zhǎng)可持續(xù)時(shí)間為5秒，電纜導(dǎo)體允許的最高溫 度可達(dá)250。C，使用壽命可比現(xiàn)有的電力電纜延長(zhǎng)0.5 1倍，因電樹(shù)枝導(dǎo)致電 纜故障的概率降低50% 80%;并且可以適用于35KV 220 KV的高壓的電力 傳輸，尤其適用于110KV 220KV的高壓電力傳輸、以及500KV 1000KV的 超高壓的電力傳輸。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型的具體實(shí) 施方式十的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、 超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，它包括線(xiàn)芯l、內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2、交聯(lián)聚 乙烯絕緣層4、外半導(dǎo)電屏蔽層6、第一緩沖層7、金屬護(hù)套8、防腐層9、非 金屬外護(hù)套IO和導(dǎo)電涂層11，線(xiàn)芯1的外側(cè)按從內(nèi)向外的順序依次包覆內(nèi)半 導(dǎo)電屏蔽層2、交聯(lián)聚乙烯絕緣層4、外半導(dǎo)電屏蔽層6、第一緩沖層7、金屬 護(hù)套8、防腐層9、非金屬外護(hù)套10和導(dǎo)電涂層11，它還包括內(nèi)非線(xiàn)性屏蔽 層3和外非線(xiàn)性屏蔽層5，所述內(nèi)非線(xiàn)性屏蔽層3擠壓包覆在內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層 2和交聯(lián)聚乙烯絕緣層4之間，并將內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2和交聯(lián)聚乙烯絕緣層4 隔開(kāi)，外非線(xiàn)性屏蔽層5擠壓包覆在交聯(lián)聚乙烯絕緣層4和外半導(dǎo)電屏蔽層6 之間，并將交聯(lián)聚乙烯絕緣層4和外半導(dǎo)電屏蔽層6隔開(kāi)。
具體實(shí)施方式
二本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的帶非線(xiàn)性屏蔽 層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的區(qū)別在于，線(xiàn)芯1由銅導(dǎo)線(xiàn)或鋁 導(dǎo)線(xiàn)絞合構(gòu)成，且采用緊壓絞合圓形結(jié)構(gòu)或分割導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
三本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一或二所述的帶非線(xiàn)性 屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的區(qū)別在于，第一緩沖層7 的材料為彈性縱向阻水膨脹材料，例如半導(dǎo)電阻水帶。
具體實(shí)施方式
四本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
三所述的帶非線(xiàn)性屏蔽
層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的區(qū)別在于，內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2 和外半導(dǎo)電屏蔽層6的材料均為摻有導(dǎo)電填料的交聯(lián)聚烯烴。
具體實(shí)施方式
五本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一、二或四所述的帶非 線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的區(qū)別在于，金屬護(hù)套8 的材料為鉛或鋁。
具體實(shí)施方式
六本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
五所述的帶非線(xiàn)性屏蔽 層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的區(qū)別在于，防腐層9的材料為電 纜瀝青或熔膠。
具體實(shí)施方式
七本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一、二、四或六所述的 帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的區(qū)別在于，非金屬 護(hù)套10的材料為聚乙烯或聚氯乙烯。
具體實(shí)施方式
八本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
七所述的帶非線(xiàn)性屏蔽 層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的區(qū)別在于，導(dǎo)電涂層ll采用能
與非金屬外護(hù)套io均勻牢固粘貼的導(dǎo)電材料。
具體實(shí)施方式
九本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一、二、四、五、六或 八所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的區(qū)別在 于，內(nèi)非線(xiàn)性屏蔽層3和外非線(xiàn)性屏蔽層5的材料為摻有碳化硅、氧化鋅、氧 化鋁、鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鋯、碳黑、石墨、碳纖維、碳納米管中兩種或幾 種混合物的交聯(lián)聚烯烴。
具體實(shí)施方式
十結(jié)合圖2說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體 實(shí)施方式九所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的
區(qū)別在于，它還包括金屬屏蔽層100和第二緩沖層77，所述金屬屏蔽層100 包覆在第一緩沖層7的外側(cè)，第二緩沖層77包覆在金屬屏蔽層100和金屬護(hù) 套8之間，且將金屬屏蔽層100和金屬護(hù)套8隔開(kāi)，第二緩沖層77的材料為 彈性縱向阻水膨脹材料。
本實(shí)用新型的金屬屏蔽層100由同心疏繞的軟銅線(xiàn)組成，銅絲屏蔽層的表 面上使用銅絲或銅帶反向扎緊。
權(quán)利要求1、帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，它包括線(xiàn)芯(1)、內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層(2)、交聯(lián)聚乙烯絕緣層(4)、外半導(dǎo)電屏蔽層(6)、第一緩沖層(7)、金屬護(hù)套(8)、防腐層(9)、非金屬外護(hù)套(10)和導(dǎo)電涂層(11)，線(xiàn)芯(1)的外側(cè)按從內(nèi)向外的順序依次包覆內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層(2)、交聯(lián)聚乙烯絕緣層(4)、外半導(dǎo)電屏蔽層(6)、第一緩沖層(7)、金屬護(hù)套(8)、防腐層(9)、非金屬外護(hù)套(10)和導(dǎo)電涂層(11)，其特征是它還包括內(nèi)非線(xiàn)性屏蔽層(3)和外非線(xiàn)性屏蔽層(5)，所述內(nèi)非線(xiàn)性屏蔽層(3)擠壓包覆在內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層(2)和交聯(lián)聚乙烯絕緣層(4)之間，并將內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層(2)和交聯(lián)聚乙烯絕緣層(4)隔開(kāi)，外非線(xiàn)性屏蔽層(5)擠壓包覆在交聯(lián)聚乙烯絕緣層(4)和外半導(dǎo)電屏蔽層(6)之間，并將交聯(lián)聚乙烯絕緣層(4)和外半導(dǎo)電屏蔽層(6)隔開(kāi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕 緣電力電纜，其特征在于線(xiàn)芯(1)由銅導(dǎo)線(xiàn)或鋁導(dǎo)線(xiàn)絞合構(gòu)成，且采用緊壓 絞合圓形結(jié)構(gòu)或分割導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙 烯絕緣電力電纜，其特征在于第一緩沖層(7)的材料為彈性縱向阻水膨脹材 料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕 緣電力電纜，其特征在于內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層(2)和外半導(dǎo)電屏蔽層(6)的材料 均為摻有導(dǎo)電填料的交聯(lián)聚烯烴。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或4所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚 乙烯絕緣電力電纜，其特征在于金屬護(hù)套(8)的材料為鉛或鋁。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕 緣電力電纜，其特征在于防腐層(9)的材料為電纜瀝青或熔膠。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 4或6所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交 聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于非金屬護(hù)套(10)的材料為聚乙烯或聚氯 乙烯。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于導(dǎo)電涂層(11)采用能與非金屬外護(hù)套(10)均勻牢固粘貼的導(dǎo)電材料。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 4、 6或8所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓 交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于內(nèi)非線(xiàn)性屏蔽層(3)和外非線(xiàn)性屏蔽 層(5)的材料為摻有碳化硅、氧化鋅、氧化鋁、鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鋯、 碳黑、石墨、碳纖維、碳納米管中兩種或幾種混合物的交聯(lián)聚烯烴。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕 緣電力電纜，其特征在于它還包括金屬屏蔽層(100)和第二緩沖層(77)，所 述金屬屏蔽層(100)包覆在第一緩沖層(7)的外側(cè)，第二緩沖層(77)包覆 在金屬屏蔽層(100)和金屬護(hù)套(8)之間，且將金屬屏蔽層(100)和金屬 護(hù)套(8)隔開(kāi)，第二緩沖層(77)的材料為彈性縱向阻水膨脹材料。
專(zhuān)利摘要帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，它屬于電力傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。本實(shí)用新型解決了已有的高壓、超高壓電力電纜因電樹(shù)枝生成導(dǎo)致交聯(lián)聚乙烯絕緣性能劣化進(jìn)而破壞的問(wèn)題。帶非線(xiàn)性屏蔽層的高壓、超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，它的內(nèi)非線(xiàn)性屏蔽層擠壓包覆在內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層和交聯(lián)聚乙烯絕緣層之間，并將內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層和交聯(lián)聚乙烯絕緣層隔開(kāi)，外非線(xiàn)性屏蔽層擠壓包覆在交聯(lián)聚乙烯絕緣層和外半導(dǎo)電屏蔽層之間，并將交聯(lián)聚乙烯絕緣層和外半導(dǎo)電屏蔽層隔開(kāi)。本實(shí)用新型適用于各種需要高壓、超高壓電力傳輸?shù)膱?chǎng)合。
文檔編號(hào)H01B7/282GK201378468SQ20082021180
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者李忠華, 李長(zhǎng)明, 郭文敏, 宇 陳, 韓寶忠 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)