防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，屬于電力電纜【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的技術(shù)方案是：防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，包括導(dǎo)體，內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層，外半導(dǎo)電屏蔽層，半導(dǎo)膨脹緩沖層，內(nèi)護(hù)層，阻水層，外護(hù)層，所述內(nèi)護(hù)層采用疏繞銅絲或銅帶，所述外護(hù)層為聚乙烯、阻燃聚乙烯或半硬質(zhì)阻燃聚氯乙烯護(hù)套，表面涂敷一層半導(dǎo)電涂層。本發(fā)明的有益效果是降低了因水樹(shù)枝導(dǎo)致的電纜故障概率，使用壽命長(zhǎng)，阻燃，環(huán)保，可廣泛用于超高壓電力電纜領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電纜領(lǐng)域，具體涉及防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。

【背景技術(shù)】
[0002]電力電纜是輸、配電必不可少的電工產(chǎn)品，也是電力電纜中應(yīng)用最普遍、最廣泛、
需求量最大的一種。
[0003]隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對(duì)電能的依賴程度越來(lái)越高，對(duì)電能的需求量越來(lái)越大。但世界上大多數(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)程中的線路損耗，需采用高壓輸電技術(shù)。我國(guó)正在積極發(fā)展超高壓、特超高壓輸變電線路，伴隨著超高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的重要組成部分-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)。由于交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜具有電氣性能好、傳輸容量大(長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)90°C，瞬時(shí)短路溫度可達(dá)250°C)、重量輕、生產(chǎn)工序少、生產(chǎn)速度快、制造周期短、可高落差或垂直敷設(shè)、安裝和維護(hù)方便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，得到了用戶的青睞，在電力部門越來(lái)越受歡迎，其在高壓、超高壓電纜領(lǐng)域所占份額不斷增大，有逐漸取代其它類型電纜的趨勢(shì)。目前，國(guó)際上220KV及以下電壓等級(jí)高壓電纜主要采用交聯(lián)聚乙烯絕緣，500KV級(jí)及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜也已應(yīng)用于超高壓線路中。
[0004]長(zhǎng)期運(yùn)行和使用經(jīng)驗(yàn)表明，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。DL/T 1070-2007標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水樹(shù)的定義是“在絕緣中存在水分、電應(yīng)力和某些誘發(fā)因素，如雜質(zhì)、突起、空間電荷或離子時(shí)發(fā)展成的一些微通道”。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。電纜在使用過(guò)程中，要達(dá)到很好的抗水樹(shù)效果，要盡量減少絕緣體中的水分和空穴，要去除半導(dǎo)電層與絕緣層之間界面容易引起電場(chǎng)集中的突起部分，減小樹(shù)枝放電的擴(kuò)展，即使發(fā)生水樹(shù)枝，也能夠抑制水樹(shù)的繼續(xù)生長(zhǎng)和抑制水樹(shù)枝放電。但是實(shí)際是在電纜運(yùn)行過(guò)程中，依然無(wú)法保證完全消除水樹(shù)枝的形成，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)致絕緣性能下降，有時(shí)也因電樹(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。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐水樹(shù)性能良好、使用壽命長(zhǎng)的超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，包括導(dǎo)體，內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層，外半導(dǎo)電屏蔽層，半導(dǎo)膨脹緩沖層，內(nèi)護(hù)層，阻水層，外護(hù)層，所述內(nèi)護(hù)層采用疏繞銅絲或銅帶，所述外護(hù)層為聚乙烯、阻燃聚乙烯或半硬質(zhì)阻燃聚氯乙烯護(hù)套，表面涂敷一層半導(dǎo)電涂層。
[0007]所述外護(hù)層為半硬質(zhì)阻燃聚氯乙烯護(hù)套。
[0008]所述內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層和所述外半導(dǎo)電屏蔽層的材料均為乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA),EVA-炭黑復(fù)合材料、EVA-炭黑-多壁碳納米管復(fù)合材料、EVA-炭黑-石墨烯微片復(fù)合材料、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)中的一種。
[0009]所述抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層的材料是由低密度聚乙烯、炭黑、水樹(shù)抑制劑、抗氧齊U、金屬抑制劑和增敏劑輻照交聯(lián)而成。
[0010]所述半導(dǎo)膨脹緩沖層的材料是由基材結(jié)構(gòu)層和材料結(jié)構(gòu)層經(jīng)壓延制成；所述基材結(jié)構(gòu)層是由無(wú)紡布或滌綸布通過(guò)軋染方式進(jìn)行半導(dǎo)電膠的均勻涂覆制成；所述材料結(jié)構(gòu)層是在橡膠或熱塑性彈性體中加入助劑制成，所述助劑為炭黑、氧化鋅、阻水粉中的一種。
[0011]所述阻水層為半導(dǎo)電膨脹型阻水繞包帶。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜中絕緣層采用抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯材料，該材料性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝不復(fù)雜，外徑小，重量輕，載流量大，敷設(shè)水平高度差不受限制；在導(dǎo)體表面加一層半導(dǎo)電材料的屏蔽層，它與被屏蔽的導(dǎo)體等電位并與絕緣層良好接觸，從而避免在導(dǎo)體與絕緣層之間發(fā)生局部放電；在絕緣層表面加一層半導(dǎo)電材料的屏蔽層，它與被屏蔽的絕緣層有良好接觸，與金屬護(hù)套等電位，從而避免在絕緣層與護(hù)套之間發(fā)生局部放電；內(nèi)、外半導(dǎo)電屏蔽層主要作用是使電場(chǎng)分布均勻，降低電場(chǎng)強(qiáng)度，減少導(dǎo)體與絕緣層交界面上的氣隙，提高電纜起始電暈放電和電纜耐游離放電性能，并在一定程度上降低絕緣層的溫升，保護(hù)主絕緣；絕緣層抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯具有較高的熱膨脹系數(shù)和較低的壓縮模量，當(dāng)電纜從冷態(tài)到熱態(tài)時(shí)，由于溫度增加使絕緣體膨脹，會(huì)對(duì)電力電纜的性能產(chǎn)生不可控的不良影響，故在外半導(dǎo)電屏蔽層外設(shè)置半導(dǎo)膨脹緩沖層；所述內(nèi)護(hù)層采用疏繞銅絲或銅帶，所述外護(hù)層為聚乙烯、阻燃聚乙烯或半硬質(zhì)阻燃聚氯乙烯護(hù)套，半硬質(zhì)阻燃聚氯乙烯，這種護(hù)套材料邵氏D級(jí)硬度可達(dá)5(Γ55，不僅大大提高了外護(hù)套的耐刮磨性，而且提高了護(hù)套材料的絕緣性能，滿足了高壓電纜敷設(shè)的要求，提高了交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的工作穩(wěn)定性和可靠性，提高電纜的使用壽命。
[0013]本發(fā)明防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜抗水樹(shù)性能良好，可降低因水樹(shù)枝導(dǎo)致的電纜故障概率為469Γ72%，使用壽命延長(zhǎng)0.3^0.7倍，阻燃，耐熱，環(huán)保，可廣泛用于超高壓電力電纜。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1:本發(fā)明防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的剖面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為了更詳細(xì)地進(jìn)一步闡明而不是限制本發(fā)明，結(jié)合附圖給出下列實(shí)施例。
[0016]實(shí)施例一
本發(fā)明防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，包括導(dǎo)體1，內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層3，外半導(dǎo)電屏蔽層4，半導(dǎo)膨脹緩沖層5，內(nèi)護(hù)層6，阻水層7，外護(hù)層8 ;導(dǎo)體I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，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層3，外半導(dǎo)電屏蔽層4，半導(dǎo)膨脹緩沖層5，內(nèi)護(hù)層6，阻水層7和外護(hù)層8。
[0017]其中，所述導(dǎo)體I為銅導(dǎo)線絞合而成，采用緊壓絞合圓形結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2為乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA);所述外半導(dǎo)電屏蔽層4為乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA);半導(dǎo)膨脹緩沖層5由基材結(jié)構(gòu)層和材料結(jié)構(gòu)層經(jīng)壓延制成，所述基材結(jié)構(gòu)層是由無(wú)紡布通過(guò)軋染方式進(jìn)行半導(dǎo)電膠的均勻涂覆制成，所述材料結(jié)構(gòu)層是在三元乙丙橡膠中加入炭黑制成；所述內(nèi)護(hù)層6采用疏繞銅絲；所述阻水層7為半導(dǎo)電膨脹型阻水繞包帶；所述外護(hù)層8為聚乙烯，表面涂敷一層半導(dǎo)電涂層。
[0018]實(shí)施例二
本發(fā)明防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，包括導(dǎo)體1，內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層3，外半導(dǎo)電屏蔽層4，半導(dǎo)膨脹緩沖層5，內(nèi)護(hù)層6，阻水層7，外護(hù)層8 ;導(dǎo)體I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，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層3，外半導(dǎo)電屏蔽層4，半導(dǎo)膨脹緩沖層5，內(nèi)護(hù)層6，阻水層7，外護(hù)層8。
[0019]其中，所述導(dǎo)體I為銅導(dǎo)線絞合而成，采用緊壓絞合圓形結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2為EVA-炭黑復(fù)合材料；所述外半導(dǎo)電屏蔽層4為乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA);半導(dǎo)膨脹緩沖層5由基材結(jié)構(gòu)層和材料結(jié)構(gòu)層經(jīng)壓延制成，所述基材結(jié)構(gòu)層是由無(wú)紡布通過(guò)軋染方式進(jìn)行半導(dǎo)電膠的均勻涂覆制成，所述材料結(jié)構(gòu)層是在聚乙烯中加入氧化鋅制成；所述內(nèi)護(hù)層6采用疏繞銅帶；所述阻水層7為半導(dǎo)電膨脹型阻水繞包帶；所述外護(hù)層8為阻燃聚乙烯，表面涂敷一層半導(dǎo)電涂層。
[0020]實(shí)施例三
本發(fā)明防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，包括導(dǎo)體1，內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層3，外半導(dǎo)電屏蔽層4，半導(dǎo)膨脹緩沖層5，內(nèi)護(hù)層6，阻水層7，外護(hù)層8 ;導(dǎo)體I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，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層3，外半導(dǎo)電屏蔽層4，半導(dǎo)膨脹緩沖層5，內(nèi)護(hù)層6，阻水層7，外護(hù)層8。
[0021]其中，所述導(dǎo)體I為銅和鋁導(dǎo)線絞合而成，采用緊壓絞合圓形結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2為EVA-炭黑-多壁碳納米管復(fù)合材料；所述外半導(dǎo)電屏蔽層4為乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA);半導(dǎo)膨脹緩沖層5由基材結(jié)構(gòu)層和材料結(jié)構(gòu)層經(jīng)壓延制成，所述基材結(jié)構(gòu)層是由滌綸布通過(guò)軋染方式進(jìn)行半導(dǎo)電膠的均勻涂覆制成，所述材料結(jié)構(gòu)層是在三元乙丙橡膠中加入阻水劑制成；所述內(nèi)護(hù)層6采用疏繞銅絲；所述阻水層7為半導(dǎo)電膨脹型阻水繞包帶；所述外護(hù)層8為半硬質(zhì)阻燃聚氯乙烯，表面涂敷一層半導(dǎo)電涂層。
[0022]實(shí)施例四
本發(fā)明防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，包括導(dǎo)體1，內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層3，外半導(dǎo)電屏蔽層4，半導(dǎo)膨脹緩沖層5，內(nèi)護(hù)層6，阻水層7，外護(hù)層8 ;導(dǎo)體I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，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層3，外半導(dǎo)電屏蔽層4，半導(dǎo)膨脹緩沖層5，內(nèi)護(hù)層6，阻水層7，外護(hù)層8。
[0023]其中，所述導(dǎo)體I為銅和鋁導(dǎo)線絞合而成，采用緊壓絞合圓形結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層2為EVA-炭黑-石墨烯微片復(fù)合材料；所述外半導(dǎo)電屏蔽層4為乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA);半導(dǎo)膨脹緩沖層5由基材結(jié)構(gòu)層和材料結(jié)構(gòu)層經(jīng)壓延制成，所述基材結(jié)構(gòu)層是由滌綸布通過(guò)軋染方式進(jìn)行半導(dǎo)電膠的均勻涂覆制成，所述材料結(jié)構(gòu)層是在聚乙烯中加入炭黑制成；所述內(nèi)護(hù)層6采用疏繞銅絲；所述阻水層7為半導(dǎo)電膨脹型阻水繞包帶；所述外護(hù)層8為半硬質(zhì)阻燃聚氯乙烯，表面涂敷一層半導(dǎo)電涂層。
[0024]以上實(shí)施例所述抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層3的材料均是由低密度聚乙烯，炭黑、水樹(shù)抑制劑、抗氧劑、金屬抑制劑和增敏劑輻照交聯(lián)而成；所述增敏劑可以采用二甲基丙烯酸四甘醇酯、三甲基丙烯酸三羥基丙酯、丁二酸二炔丙酯、三烯丙基異腈脲酸酯等。
[0025]綜上所述，本發(fā)明《防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜》所述及的各項(xiàng)權(quán)利要求及技術(shù)支撐已經(jīng)明確，凡依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)支撐實(shí)質(zhì)所作的任何修改與變化仍屬于本發(fā)明技術(shù)支撐的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于:包括導(dǎo)體，內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層，外半導(dǎo)電屏蔽層，半導(dǎo)膨脹緩沖層，內(nèi)護(hù)層，阻水層，外護(hù)層，所述內(nèi)護(hù)層采用疏繞銅絲或銅帶，所述外護(hù)層為聚乙烯、阻燃聚乙烯或半硬質(zhì)阻燃聚氯乙烯護(hù)套，表面涂敷一層半導(dǎo)電涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于:所述外護(hù)層為半硬質(zhì)阻燃聚氯乙烯護(hù)套。
3.如權(quán)利要求1所述的防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于:所述內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層和所述外半導(dǎo)電屏蔽層的材料是乙烯-乙酸乙烯共聚物、EVA-炭黑復(fù)合材料、EVA-炭黑-多壁碳納米管復(fù)合材料、EVA-炭黑-石墨烯微片復(fù)合材料、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于:所述抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣層的材料是由低密度聚乙烯、炭黑、水樹(shù)抑制劑、抗氧劑、金屬抑制劑和增敏劑輻照交聯(lián)而成。
5.如權(quán)利要求1所述的防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于:所述半導(dǎo)膨脹緩沖層的材料是由基材結(jié)構(gòu)層和材料結(jié)構(gòu)層經(jīng)壓延制成；所述基材結(jié)構(gòu)層是由無(wú)紡布或滌綸布通過(guò)軋染方式進(jìn)行半導(dǎo)電膠的均勻涂覆制成；所述材料結(jié)構(gòu)層是在橡膠或熱塑性彈性體中加入助劑制成；所述助劑為炭黑、氧化鋅、阻水粉中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的防水樹(shù)超高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，其特征在于:所述阻水層為半導(dǎo)電膨脹型阻水繞包帶。
【文檔編號(hào)】H01B7/295GK104269218SQ201410551695
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】余曉東, 余良, 井子恒, 王巖, 張琪 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司檢修公司