一種高壓電力電纜的製作方法

2023-05-29 11:05:01

本發明涉及一種電纜，特別是涉及一種高壓電力電纜。

背景技術：

電線電纜行業是中國僅次於汽車行業的第二大行業，產品品種滿足率和國內市場佔有率均超過90%。在世界範圍內，中國電線電纜總產值已超過美國，成為世界上第一大電線電纜生產國。伴隨著中國電線電纜行業高速發展，新增企業數量不斷上升，行業整體技術水平得到大幅提高。電力電纜用於傳輸和分配電能的電纜。常用於城市地下電網、發電站的引出線路、工礦企業的內部供電及過江、過海的水下輸電線。在電力線路中，電纜所佔的比重正逐漸增加。電力電纜是在電力系統的主於線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產品,其中包括1-500KV以及以上各種電壓等級,各種絕緣的電力電纜。屏蔽層為了均勻導電線芯和絕緣電場，6kV及以上的中高壓電力電纜一般都有導體屏蔽層和絕緣屏蔽層，部分低壓電纜不設置屏蔽層。屏蔽層有半導電屏蔽和金屬屏蔽兩種。 （1）半導電屏蔽 半導電屏蔽層通常設置在導電線芯的外表面和絕緣層的外表面，分別稱為內半導電屏蔽層和外半導電屏蔽層。半導電屏蔽層是由電阻率很低且厚度較薄的半導電材料構成。內半導電屏蔽層是為了均勻線芯外表面電場，避免因導體表面不光滑以及線芯絞合產生的氣隙而造成導體和絕緣發生局部放電。外半導電屏蔽層與絕緣層外表面接觸很好，且與金屬護套等電位，避免因電纜絕緣表面裂紋等缺陷而與金屬護套發生局部放電。 對於沒有金屬護套的中低壓電力電纜，除了設置有半導電屏蔽層外，還要增加金屬屏蔽層。金屬屏蔽層通常由銅帶或銅絲繞包而成，主要起到屏蔽電場的作用。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有電纜的技術缺陷，提供一種具有良好的物理，機械性能，環保阻燃性能；同時還具有優異的抗電磁幹擾、抗雷擊及均勻電場，改善供電品質的特性的高壓電力電纜。

本發明的高壓電力電纜，包括線芯，包裹所述線芯的填充層，繞包在所述填充層外的成纜繞包層，塗覆在所述成纜繞包層外的第二屏蔽塗層，繞包在所述第二屏蔽塗層外的繞包層，擠包在所述繞包層外的外護套；所述線芯由導體，擠包在所述導體外的絕緣層，塗覆在所述絕緣層外的第一屏蔽塗層，繞包在所述第一屏蔽塗層外的阻燃繞包層組成。

作為優化，該高壓電力電纜，所述線芯由鍍錫銅導體，擠包在所述鍍錫銅導體外的熱塑性聚酯彈性體絕緣層，塗覆在所述熱塑性聚酯彈性體絕緣層外的第一屏蔽塗層，繞包在所述第一屏蔽塗層外的合成雲母帶阻燃繞包層組成。

作為優化，該高壓電力電纜，包括四條線芯，包裹所述四條線芯的聚丙烯網帶填充層，繞包在所述聚丙烯網帶填充層外的成纜無紡布繞包層，塗覆在所述成纜無紡布繞包層外的第二屏蔽塗層，繞包在所述第二屏蔽塗層外的聚醯亞胺膠帶繞包層，擠包在所述聚醯亞胺膠帶繞包層外的聚烯烴彈性體外護套。

第一屏蔽塗層和第二屏蔽塗層，均由有以下重量份數的組分製成：丙烯酸樹脂72～78份、苯丙丙烯酸樹脂38～42份、二乙二醇單丁醚5～6份、仲醇聚氧乙烯醚1.5～2份、月桂醯二乙醇胺2～2.5份、平均粒徑40nm納米鐵酸鈷6～8份、平均粒徑40nm納米鋁酸釔3～4份、平均粒徑20um羥基磷灰石2.5～3份、異丙基三油酸醯氧基鈦酸酯1.5～2份、沒食子酸丙酯1.5～2份、環己六醇磷酸酯2.5～3份、平均粒徑12um二氧化矽10～12份、平均粒徑8um白雲石粉8～10份、平均粒徑15um銀包銅粉13～15份。

第一屏蔽塗層和第二屏蔽塗層，所用屏蔽塗料，通過以下步驟製成：

(1)將二乙二醇單丁醚5.5份、仲醇聚氧乙烯醚1.6份、月桂醯二乙醇胺2.3份、同5倍重量的純淨水混合，然後加入平均粒徑40nm納米鐵酸鈷7份、平均粒徑40nm納米鋁酸釔3.5份、平均粒徑20um羥基磷灰石2.7份，用磁力攪拌機攪拌5分鐘，然後在50～55℃超聲處理50分鐘，然後再50℃條件下烘乾；

(2)將異丙基三油酸醯氧基鈦酸酯1.6份、沒食子酸丙酯1.8份、環己六醇磷酸酯2.6份、平均粒徑12um二氧化矽11份、平均粒徑8um白雲石粉9份、平均粒徑15um銀包銅粉13份混合均勻；

(3) 將丙烯酸樹脂75份、苯丙丙烯酸樹脂39份混合，以400～500轉/min的速度攪拌10分鐘；然後加入步驟(1)中的混合物，以1000～1200轉/min的速度攪拌6分鐘；最後步驟(2)中的混合物，以600～800轉/min的速度攪拌20分鐘，即成。該屏蔽塗料具有意想不到的優異屏蔽性能和良好的力學性能。

本發明高壓電力電纜，採用了特殊的電纜結構以及雙層的屏蔽塗層設計；由於採用了新型的屏蔽塗料；本發明高壓電力電纜具有優異的抗電磁幹擾、抗雷擊及均勻電場，改善供電品質的特性。同時本電纜有較強的防腐性，耐酸、鹼和有機溶劑；由於沒有金屬屏蔽層，因此該電纜可固定安裝、也可移動使用，具有性能柔軟、彎曲性能好等特點。彎曲耐久性能：按照IEC60227-2 電氣用品技術標準，彎曲次數1000萬次以上。燃燒性能：電纜能經受GB12666.5（IEC332-3）規定的成束燃燒試驗，電纜能經受GB12666.6（IEC331）規定的耐火特性試驗；導體電阻：符合GB3956 耐壓性能 經受5min的3.5kV工頻電壓試驗。

附圖說明

圖1為本發明高壓電力電纜的結構示意圖。

具體實施方式

下面給出的實施例擬對本發明作進一步說明，但不能理解為是對本發明保護範圍的限制，本領域技術人員根據本發明內容對本發明的一些非本質的改進和調整，仍屬於本發明的保護範圍。

實施例1：如圖1所示，高壓電力電纜，包括四條線芯，包裹四條線芯的聚丙烯網帶填充層5，繞包在聚丙烯網帶填充層5外的成纜無紡布繞包層6，塗覆在成纜無紡布繞包層6外的第二屏蔽塗層7，繞包在第二屏蔽塗層7外的聚醯亞胺膠帶繞包層8，擠包在聚醯亞胺膠帶繞包層8外的日本三井化學DF605聚烯烴彈性體（POE）外護套9。線芯由鍍錫銅導體1，擠包在鍍錫銅導體1外的美國杜邦TPEE-6356熱塑性聚酯彈性體（TPEE）絕緣層2，塗覆在美國杜邦TPEE-6356熱塑性聚酯彈性體（TPEE）絕緣層2外的第一屏蔽塗層3，繞包在第一屏蔽塗層3外的合成雲母帶阻燃繞包層4組成。

其中第一屏蔽塗層和第二屏蔽塗層採用的屏蔽塗料，通過以下步驟製成：

(1)將二乙二醇單丁醚5.5千克、仲醇聚氧乙烯醚（S-50）1.6千克、月桂醯二乙醇胺2.3千克、同5倍重量的純淨水混合，然後加入平均粒徑40nm納米鐵酸鈷7千克、平均粒徑40nm納米鋁酸釔3.5千克、平均粒徑20um羥基磷灰石2.7千克，用磁力攪拌機攪拌5分鐘，然後在50～55℃超聲處理50分鐘，然後再50℃條件下烘乾；

(2)將淮安和元化工有限公司（HY105）異丙基三油酸醯氧基鈦酸酯1.6千克、沒食子酸丙酯1.8千克、環己六醇磷酸酯2.6千克、平均粒徑12um二氧化矽11千克、平均粒徑8um白雲石粉9千克、惠州市騰輝科技有限公司平均粒徑15um銀包銅粉13千克混合均勻；

(3) 將上海風標化學科技有限公司 FB9788水性丙烯酸樹脂75千克、淄博嘉豐化工科技發展有限公司JF1025苯丙丙烯酸樹脂39千克混合，以400～500轉/min的速度攪拌10分鐘；然後加入步驟(1)中的混合物，以1000～1200轉/min的速度攪拌6分鐘；最後步驟(2)中的混合物，以600～800轉/min的速度攪拌20分鐘，即成。該屏蔽塗料,採用特殊配方，具有突出的拉伸強度和撕裂強度，同時具有意想不到的屏蔽性能，達到了採用其他填料組合或者採用其他助劑的情況下遠遠達不到突出技術效果。該屏蔽塗料，採用SJ20524材料屏蔽效能的測試方法測試屏蔽性能≥57.3dB(30MHz～1.5GHz)；採用行業標準SJ2573的劃格法測試附著力＞1級。拉伸強度為8.53MPa，撕裂強度為6.77kN·m；Shore A硬度34，符合GB13022-91的要求。

實施例2：如圖1所示，高壓電力電纜，包括四條線芯，包裹四條線芯的聚丙烯網帶填充層5，繞包在聚丙烯網帶填充層5外的成纜無紡布繞包層6，塗覆在成纜無紡布繞包層6外的第二屏蔽塗層7，繞包在第二屏蔽塗層7外的聚醯亞胺膠帶繞包層8，擠包在聚醯亞胺膠帶繞包層8外的日本三井化學DF605聚烯烴彈性體（POE）外護套9。線芯由鍍錫銅導體1，擠包在鍍錫銅導體1外的美國杜邦TPEE-6356熱塑性聚酯彈性體（TPEE）絕緣層2，塗覆在美國杜邦TPEE-6356熱塑性聚酯彈性體（TPEE）絕緣層2外的第一屏蔽塗層3，繞包在第一屏蔽塗層3外的合成雲母帶阻燃繞包層4組成。

其中第一屏蔽塗層和第二屏蔽塗層採用的屏蔽塗料，通過以下步驟製成：

(1)將二乙二醇單丁醚5千克、仲醇聚氧乙烯醚（S-50）1.5千克、月桂醯二乙醇胺2千克、同5倍重量的純淨水混合，然後加入平均粒徑40nm納米鐵酸鈷6千克、平均粒徑40nm納米鋁酸釔3千克、平均粒徑20um羥基磷灰石2.5千克，用磁力攪拌機攪拌5分鐘，然後在50～55℃超聲處理50分鐘，然後再50℃條件下烘乾；

(2)將淮安和元化工有限公司（HY105）異丙基三油酸醯氧基鈦酸酯1.5千克、沒食子酸丙酯1.5千克、環己六醇磷酸酯2.5千克、平均粒徑12um二氧化矽10千克、平均粒徑8um白雲石粉8千克、惠州市騰輝科技有限公司平均粒徑15um銀包銅粉13千克混合均勻；

(3) 將上海風標化學科技有限公司 FB9788水性丙烯酸樹脂72千克、淄博嘉豐化工科技發展有限公司JF1025苯丙丙烯酸樹脂38千克混合，以400～500轉/min的速度攪拌10分鐘；然後加入步驟(1)中的混合物，以1000～1200轉/min的速度攪拌6分鐘；最後步驟(2)中的混合物，以600～800轉/min的速度攪拌20分鐘，即成。該屏蔽塗料,採用特殊配方，具有突出的拉伸強度和撕裂強度，同時具有意想不到的屏蔽性能，達到了採用其他填料組合或者採用其他助劑的情況下遠遠達不到突出技術效果。該屏蔽塗料，採用SJ20524材料屏蔽效能的測試方法測試屏蔽性能≥57.2dB(30MHz～1.5GHz)；採用行業標準SJ2573的劃格法測試附著力＞1級。拉伸強度為8.53MPa，撕裂強度為6.75kN·m；Shore A硬度34，符合GB13022-91的要求。

實施例3：結構如同實施例1，不同之處在於，其中第一屏蔽塗層和第二屏蔽塗層採用的屏蔽塗料，通過以下步驟製成：

(1)將二乙二醇單丁醚6千克、仲醇聚氧乙烯醚（S-50）2千克、月桂醯二乙醇胺2.5千克、同5倍重量的純淨水混合，然後加入平均粒徑40nm納米鐵酸鈷8千克、平均粒徑40nm納米鋁酸釔4千克、平均粒徑20um羥基磷灰石3千克，用磁力攪拌機攪拌5分鐘，然後在50～55℃超聲處理50分鐘，然後再50℃條件下烘乾；

(2)將淮安和元化工有限公司（HY105）異丙基三油酸醯氧基鈦酸酯2千克、沒食子酸丙酯2千克、環己六醇磷酸酯3千克、平均粒徑12um二氧化矽12千克、平均粒徑8um白雲石粉10千克、惠州市騰輝科技有限公司平均粒徑15um銀包銅粉15千克混合均勻；

(3) 將上海風標化學科技有限公司 FB9788水性丙烯酸樹脂78千克、淄博嘉豐化工科技發展有限公司JF1025苯丙丙烯酸樹脂42千克混合，以400～500轉/min的速度攪拌10分鐘；然後加入步驟(1)中的混合物，以1000～1200轉/min的速度攪拌6分鐘；最後步驟(2)中的混合物，以600～800轉/min的速度攪拌20分鐘，即成。該屏蔽塗料,採用特殊配方，具有突出的拉伸強度和撕裂強度，同時具有意想不到的屏蔽性能，達到了採用其他填料組合或者採用其他助劑的情況下遠遠達不到突出技術效果。該屏蔽塗料，採用SJ20524材料屏蔽效能的測試方法測試屏蔽性能≥57.2dB(30MHz～1.5GHz)；採用行業標準SJ2573的劃格法測試附著力＞1級。拉伸強度為8.52MPa，撕裂強度為6.75kN·m；Shore A硬度34，符合GB13022-91的要求。

對比例1：結構如同實施例1，不同之處在於，其中第一屏蔽塗層和第二屏蔽塗層採用的屏蔽塗料，通過以下步驟製成：

(1)將二乙二醇單丁醚6千克、仲醇聚氧乙烯醚（S-50）2千克、同5倍重量的純淨水混合，然後加入平均粒徑40nm納米鋁酸釔4千克、平均粒徑20um羥基磷灰石3千克，用磁力攪拌機攪拌5分鐘，然後在50～55℃超聲處理50分鐘，然後再50℃條件下烘乾；

(2)將淮安和元化工有限公司（HY105）異丙基三油酸醯氧基鈦酸酯2千克、平均粒徑12um二氧化矽22千克、惠州市騰輝科技有限公司平均粒徑15um銀包銅粉15千克混合均勻；

(3) 將上海風標化學科技有限公司 FB9788水性丙烯酸樹脂78千克、淄博嘉豐化工科技發展有限公司JF1025苯丙丙烯酸樹脂42千克混合，以400～500轉/min的速度攪拌10分鐘；然後加入步驟(1)中的混合物，以1000～1200轉/min的速度攪拌6分鐘；最後步驟(2)中的混合物，以600～800轉/min的速度攪拌20分鐘，即成。該屏蔽塗料屏蔽性能和機械性能明顯低於實施例1、2、3，該屏蔽塗料，採用SJ20524材料屏蔽效能的測試方法測試屏蔽性能≥50.1dB(30MHz～1.5GHz)；採用行業標準SJ2573的劃格法測試附著力＞1級。拉伸強度為8.03MPa，撕裂強度為6.25kN·m；Shore A硬度34，符合GB13022-91的要求。