本發(fā)明屬于電力設(shè)備領(lǐng)域，具體高壓柔性直流輸電絕緣水底電纜。
背景技術(shù)：
：電纜是配電系統(tǒng)中的重要組成部分，近年來(lái)隨著生產(chǎn)生活電線電纜的運(yùn)用日益發(fā)展和普及，電線電纜的需要量增加很快，而且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)其材料的要求也越來(lái)越高，它要求柔軟、耐磨、耐腐蝕以及耐高低溫等性能。敷設(shè)于水下的電纜，如海底電纜，穿越江河、湖泊的水下電纜，還需要具備阻水性能以及耐腐蝕性能。高壓柔性電纜廣泛應(yīng)用水下使用，開(kāi)發(fā)一種性能佳的水下用高壓電纜是我們研究的方向。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供高壓柔性直流輸電絕緣水底電纜，具有較好的柔韌性，抗拉性而且耐高壓耐腐蝕性能。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：高壓柔性直流輸電絕緣水底電纜，由內(nèi)而外包括線芯層1，防火層2，屏蔽層3，電纜絕緣層4以及阻水帶層5；所述線芯層1內(nèi)設(shè)有三根纜芯6，纜芯6由內(nèi)而外依次包括導(dǎo)體7、纜芯絕緣層8以及金屬編織帶9，三根纜芯相切分布，線芯層1內(nèi)部的空隙采用熱傳導(dǎo)填充物10來(lái)填充；優(yōu)選地，所述防火層2為云母帶層；所述屏蔽層3為鍍錫銅絲編織屏蔽層；所述導(dǎo)體7采用鍍錫銅芯軟導(dǎo)體；所述纜芯絕緣層8為氟橡膠246材料；所述金屬編織帶9為鋁金屬編織帶；所述熱傳導(dǎo)填充物10由硅脂和氮化鋁按照3:1的質(zhì)量比混勻制得；進(jìn)一步地，所述電纜絕緣層4按照如下步驟制備而得：步驟1）制備改性納米二氧化硅，步驟2）制備主料，步驟3）擠壓熔融以及成型。進(jìn)一步地，所述電纜絕緣層4按照如下步驟制備而得：步驟1）制備改性納米二氧化硅：將納米二氧化硅投入到同等質(zhì)量的聚乙烯吡咯烷酮中，300rpm攪拌5min，然后置于濕熱環(huán)境中6小時(shí)，得到改性納米二氧化硅；步驟2）制備主料：將聚氯乙烯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、三元乙丙橡膠、白炭黑、聚四氟乙烯、聚碳酸酯以及步驟1）所得改性納米二氧化硅按照50-70:30-40:30-40:10-12:8-10:7-9:5-7的質(zhì)量比混合均勻，加入密煉機(jī)，密煉時(shí)間為5min，密煉溫度為90℃，得到主料；步驟3）擠壓熔融以及成型：將主料、硬脂酸鎂、次磷酸鈰以及玻璃纖維按照100:2:1:1的質(zhì)量比依次投入到離心機(jī)中，500rpm攪拌10min，混合均勻后，進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)擠壓成熔融狀態(tài)，然后經(jīng)成型機(jī)將產(chǎn)品拉出后，由切割機(jī)定長(zhǎng)切割，送入擴(kuò)口機(jī)，擴(kuò)口完成后即得。在本發(fā)明中，研究立足點(diǎn)以及有益效果主要包括以下幾個(gè)方面：氟橡膠246耐熱性好，能在250℃長(zhǎng)期使用，對(duì)熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和溶劑等具有更高的穩(wěn)定性，柔軟性能好，適合纜芯絕緣層材料；硅脂是由精煉合成油作為基礎(chǔ)油稠無(wú)機(jī)稠化劑，并加有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑、防腐蝕添加劑精制而成，具有良好的防水密封性、防水、抗溶劑性和抗爬電性能，不腐蝕金屬；缺點(diǎn)是材料較軟，長(zhǎng)期高溫狀態(tài)下使用,導(dǎo)熱膏內(nèi)有游離物質(zhì)析出，成型性能差。氮化鋁粉末導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，是良好的耐熱沖擊材料。二者配合使用，具備較好的導(dǎo)熱性能；電纜絕緣外層需要強(qiáng)度高，耐高壓，阻燃防火以及柔性好，本發(fā)明選用的酚醛樹(shù)脂和聚氯乙烯樹(shù)脂，耐高溫性能較好，尤其是酚醛樹(shù)脂，即使在高溫下也能保持其結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性；三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯和少量的非共軛二烯烴的共聚物，耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能優(yōu)異；次磷酸鈰保持了材料的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了材料的防火能力。采用無(wú)鹵膨脹型阻燃劑，阻燃性能較高。聚四氟乙烯具有自熄性，一旦電纜著火，可以阻止火焰擴(kuò)散。耐磨劑為二硫化鉬，大大增加了防護(hù)層的耐磨度；上述材料不僅大大增強(qiáng)了防火阻燃效果，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易氧化且耐磨，使用壽命長(zhǎng)；納米二氧化硅是性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，其具有比表面積大，表面吸附力強(qiáng)，化學(xué)純度高、分散性能好等特異的性能，以其優(yōu)越的穩(wěn)定性性、補(bǔ)強(qiáng)性、增稠性和觸變性，本發(fā)明通過(guò)對(duì)納米材料進(jìn)行改性處理，使其均勻分散到有機(jī)材料骨架中，組織相同性能好，分布在材料的骨架中，提高了機(jī)械強(qiáng)度，并且不會(huì)影響柔韌性能；硬脂酸鎂能夠增強(qiáng)熱穩(wěn)定性，防分解氧化；玻璃纖維具備耐腐蝕性能。本發(fā)明將易于變形的熱塑性高分子聚合物變?yōu)榫哂懈邚椥浴⑤^高韌性的熱固性高分子聚合物；與無(wú)鹵交聯(lián)聚烯烴絕緣電纜相比，電纜絕緣更加柔軟，且具有彈性，能夠滿足于電纜在水下環(huán)境中使用時(shí)，承受過(guò)度彎曲的要求，同時(shí)具備耐高壓以及阻燃性能。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中：1-線芯層，2-防火層，3-屏蔽層，4-電纜絕緣層，5-阻水帶層，6-纜芯，7-導(dǎo)體，8-纜芯絕緣層，9-金屬編織帶，10-熱傳導(dǎo)填充物。具體實(shí)施方式為了使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1如圖1所示，高壓柔性直流輸電絕緣水底電纜，由內(nèi)而外包括線芯層1，防火層2，屏蔽層3，電纜絕緣層4以及阻水帶層5；所述線芯層1內(nèi)設(shè)有三根纜芯6，纜芯6由內(nèi)而外依次包括導(dǎo)體7、纜芯絕緣層8以及金屬編織帶9，三根纜芯相切分布，線芯層1內(nèi)部的空隙采用熱傳導(dǎo)填充物10來(lái)填充；所述防火層2為云母帶層；所述屏蔽層3為鍍錫銅絲編織屏蔽層；所述導(dǎo)體7采用鍍錫銅芯軟導(dǎo)體；所述纜芯絕緣層8為氟橡膠246材料；所述金屬編織帶9為鋁金屬編織帶；所述熱傳導(dǎo)填充物10由硅脂和氮化鋁按照3:1的質(zhì)量比混勻制得；所述電纜絕緣層4按照如下工藝制備而得：將納米二氧化硅投入到同等質(zhì)量的聚乙烯吡咯烷酮中，300rpm攪拌5min，然后置于濕熱環(huán)境中6小時(shí)，得到改性納米二氧化硅；將聚氯乙烯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、三元乙丙橡膠、白炭黑、聚四氟乙烯、聚碳酸酯以及改性納米二氧化硅按照50:30:30:10:8:7:5的質(zhì)量比混合均勻，加入密煉機(jī)，密煉時(shí)間為5min，密煉溫度為90℃，得到主料；將主料、硬脂酸鎂、次磷酸鈰以及玻璃纖維按照100:2:1:1的質(zhì)量比依次投入到離心機(jī)中，500rpm攪拌10min，混合均勻后，進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)擠壓成熔融狀態(tài)，然后經(jīng)成型機(jī)將產(chǎn)品拉出后，由切割機(jī)定長(zhǎng)切割，送入擴(kuò)口機(jī)，擴(kuò)口完成后即得。實(shí)施例2如圖1所示，高壓柔性直流輸電絕緣水底電纜，由內(nèi)而外包括線芯層1，防火層2，屏蔽層3，電纜絕緣層4以及阻水帶層5；所述線芯層1內(nèi)設(shè)有三根纜芯6，纜芯6由內(nèi)而外依次包括導(dǎo)體7、纜芯絕緣層8以及金屬編織帶9，三根纜芯相切分布，線芯層1內(nèi)部的空隙采用熱傳導(dǎo)填充物10來(lái)填充；所述防火層2為云母帶層；所述屏蔽層3為鍍錫銅絲編織屏蔽層；所述導(dǎo)體7采用鍍錫銅芯軟導(dǎo)體；所述纜芯絕緣層8為氟橡膠246材料；所述金屬編織帶9為鋁金屬編織帶；所述熱傳導(dǎo)填充物10由硅脂和氮化鋁按照3:1的質(zhì)量比混勻制得；所述電纜絕緣層4按照如下工藝制備而得：將納米二氧化硅投入到同等質(zhì)量的聚乙烯吡咯烷酮中，300rpm攪拌5min，然后置于濕熱環(huán)境中6小時(shí)，得到改性納米二氧化硅；將聚氯乙烯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、三元乙丙橡膠、白炭黑、聚四氟乙烯、聚碳酸酯以及改性納米二氧化硅按照70:40:40:12:10:9:7的質(zhì)量比混合均勻，加入密煉機(jī)，密煉時(shí)間為5min，密煉溫度為90℃，得到主料；將主料、硬脂酸鎂、次磷酸鈰以及玻璃纖維按照100:2:1:1的質(zhì)量比依次投入到離心機(jī)中，500rpm攪拌10min，混合均勻后，進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)擠壓成熔融狀態(tài)，然后經(jīng)成型機(jī)將產(chǎn)品拉出后，由切割機(jī)定長(zhǎng)切割，送入擴(kuò)口機(jī)，擴(kuò)口完成后即得。實(shí)施例3本發(fā)明電纜絕緣層材料的性能測(cè)試，以實(shí)施例1為例，以常用的無(wú)鹵交聯(lián)聚烯烴絕緣電纜作為對(duì)照組，具體測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1：表1項(xiàng)目單位對(duì)照組實(shí)施例1邵氏硬度ha7155彈性模量（定伸100%）mpa0.71.8抗拉強(qiáng)度mpa12.411.2斷裂伸長(zhǎng)率%203636135℃/168h熱老化后抗拉強(qiáng)度變化率%+7.4+2.9135℃/168h熱老化后斷裂伸長(zhǎng)率變化率%-10.8-5.5體積電阻率×10-15（ω?cm）1.063.17絕緣擊穿試驗(yàn)（4d彎曲狀態(tài)）kv4481耐壓試驗(yàn)（23kv/5min）不可擊穿不可擊穿結(jié)論：本發(fā)明電纜絕緣層材料柔韌性能好，抗老化抗高溫能力強(qiáng)，并且具備較好的耐高壓性能，優(yōu)于常用的電纜絕緣外層。實(shí)施例4耐腐蝕性能測(cè)試：將試驗(yàn)材料浸泡到10wt%的氯化鈉溶液中60天，以實(shí)施例2為例，以常用的無(wú)鹵交聯(lián)聚烯烴絕緣電纜作為對(duì)照組，各主要性能參數(shù)測(cè)定，見(jiàn)表2：表2組別體積電阻率保持率（%）彈性模量保持率（%）抗拉強(qiáng)度保持率（%）硬度保持率（%）實(shí)施例297.398.496.2103.4對(duì)照組90.287.593.1105.9結(jié)論：本發(fā)明電纜能夠有效地抗腐蝕，適合水下環(huán)境下使用，能夠保持較好的機(jī)械性能以及絕緣性能等，優(yōu)于一般電纜產(chǎn)品。以上結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，這些描述都是示例性的，并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的精神和原理對(duì)本發(fā)明做出各種變型和修改，這些變型和修改也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12