一種用於輸變電線路的絕緣層的製作方法
2023-04-27 21:48:36
本發明涉及輸變電線路保護技術領域，具體涉及一種用於輸變電線路的絕緣層。
背景技術：
輸變電，是電廠向電網輸電，它是將低電壓升高(如50萬伏)進行遠離輸電，同樣的功率電壓越高電流越小，電流小在線路上的損耗小。一般在電力行業中35kv～1000kv稱為輸變電，輸變電的電力電纜由單股或多股導線和絕緣層組成，用來連接電路、電器等。傳統的電纜由於材料搭配的不合適，擊穿強度不是很高，在實際的使用過程中，存在著大氣過電壓，即雷擊或感應過電壓以及雷電波侵入，或者操作過電壓即系統諧振和小電流接地系統單相接地引起的電壓升高，使得電纜線擊穿，形成短路，從而產生很大的電流，短時間內就會燒壞線路和設備，後果較為嚴重。高空中的電力電纜絕緣層通常暴露在空氣中，對空氣中的汙染氣體或酸雨等耐腐蝕性能達不到使用要求。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術的問題，提供一種機械性能良好、耐擊穿、耐腐蝕的輸變電線路用絕緣層。
為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現的：
一種用於輸變電線路的絕緣層，包括以下按重量份的原料：
樹脂20-40份；
雲母20-25份；
聚丁二酸丁二醇酯8-20份；
異氰酸酯5-10份；
聚偏二氯乙烯5-10份；
瓦斯炭黑3-5份；
玻璃纖維5-10份；
丁苯橡膠5-10份；
聚對苯二甲酸乙二醇酯3-6份；
硬脂酸鋇1-2份；
矽橡膠5-15份；
阻燃劑5-10份；
二甘醇1-3份；
齊聚酯5-10份。
優選地，所述樹脂為天然樹脂與古馬隆樹脂的混合物，且所述天然樹脂與古馬隆樹脂的質量比為1：1。
優選地，所述阻燃劑為紅磷、氫氧化鎂和改性酚醛樹脂的混合物，所述紅磷、氫氧化鎂和改性酚醛樹脂的質量比為15：4：12。
優選地，所述改性酚醛樹脂的製備方法為：
(1)稱取濃度為95％苯酚、38％的甲醛及24％的氫氧化鈉溶液，三者的摩爾比為1∶2∶1；
(2)將氫氧化鈉溶液與苯酚混合併在30-40℃的環境下保溫25min，然後加入甲醛，升溫至70-80℃保溫30-35min；
(3)向得到步驟(2)得到的溶液中加入相當於苯酚重量1％的雙酚a型環氧樹脂、0.2％的聚二甲基矽氧烷，在溫度為95℃回流45-55min，降溫得到改性酚醛樹脂。
優選地，所述矽橡膠為甲基乙烯基矽橡膠。
優選地，所述絕緣層還包括以下按重量份的原料：
促進劑0.1-0.2份；
塑化劑0.1-0.2份。
優選地，所述促進劑為2-硫醇基苯並噻唑與n-環己基-2-苯並噻唑次磺醯胺的混合物，所述2-硫醇基苯並噻唑與n-環己基-2-苯並噻唑次磺醯胺的質量比為2：1。
優選地，所述塑化劑為鄰苯二甲酸二辛脂與氯化石蠟的混合物，所述鄰苯二甲酸二辛脂與氯化石蠟的質量比為4：1，其中所述氯化石蠟中氯含量為40％-50％。
本發明與現有技術相比，具有如下的有益效果：
將天然樹脂與古馬隆樹脂混合使用，可防止絕緣層吸水膨脹，增強抗雨雪性能，同時能增強絕緣層耐腐蝕性；加入聚對苯二甲酸乙二醇酯，可提高絕緣層的耐擊穿性；加入雲母，使絕緣層具有良好的絕緣性、耐高溫性、有光澤、隔熱性、彈性和韌性，物理化學性能均穩定；瓦斯炭黑由煤礦瓦斯內提煉得到的炭黑，用以對電纜絕緣層上色，並改善電纜絕緣層的韌性；甲基乙烯基矽橡膠具有耐高、低溫性，可在-50-250℃下長期工作，電絕緣性，耐電弧，電暈性優良，同時具有耐老化、耐臭氧性和表面不粘性。改性酚醛樹脂與紅磷、氫氧化鎂結合使用，提高絕緣層的抗燃性，起到阻止絕緣層被引燃和抑制火焰的傳播的目的；2-硫醇基苯並噻唑在橡膠中易分散，不汙染，對橡膠合成具有快速促進作用，2-硫醇基苯並噻唑與n-環己基-2-苯並噻唑次磺醯胺混合使用，能提高絕緣層的物理機械性能；鄰苯二甲酸二辛脂可提高絕緣層的柔韌性，氯化石蠟作為輔助增塑劑使用，氯化石蠟中氯含量為40％-50％，可提高絕緣層的阻燃性和絕緣層中各組分的相容性。由此可見，本發明的機械性能良好，耐擊穿、耐腐蝕性強。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明。
實施例1
一種用於輸變電線路的絕緣層，包括以下按重量份的原料：
天然樹脂10克；
古馬隆樹脂10克；
雲母20克；
聚丁二酸丁二醇酯8克；
異氰酸酯5克；
聚偏二氯乙烯5克；
瓦斯炭黑3克；
玻璃纖維5克；
丁苯橡膠5克；
聚對苯二甲酸乙二醇酯3克；
硬脂酸鋇1克；
甲基乙烯基矽橡膠5克；
阻燃劑5克；
二甘醇1克；
齊聚酯5克；
促進劑0.1克；
2-硫醇基苯並噻唑0.067克；
n-環己基-2-苯並噻唑次磺醯胺0.033克；
鄰苯二甲酸二辛脂0.08克；
氯化石蠟0.02克。
上述氯化石蠟中氯的含量為40％，阻燃劑為紅磷、氫氧化鎂和改性酚醛樹脂的混合物，所述紅磷、氫氧化鎂和改性酚醛樹脂的質量比為15：4：12。其中，改性酚醛樹脂的製備方法為：
(1)稱取濃度為95％苯酚、38％的甲醛及24％的氫氧化鈉溶液，三者的摩爾比為1∶2∶1；
(2)將氫氧化鈉溶液與苯酚混合併在30-40℃的環境下保溫25min，然後加入甲醛，升溫至70-80℃保溫30-35min；
(3)向得到步驟(2)得到的溶液中加入相當於苯酚重量1％的雙酚a型環氧樹脂、0.2％的聚二甲基矽氧烷，在溫度為95℃回流45-55min，降溫得到改性酚醛樹脂。
將天然樹脂與古馬隆樹脂混合使用，可防止絕緣層吸水膨脹，增強抗雨雪性能，同時能增強絕緣層耐腐蝕性；加入雲母，使絕緣層具有良好的絕緣性、耐高溫性、有光澤、隔熱性、彈性和韌性，物理化學性能均穩定；瓦斯炭黑由煤礦瓦斯內提煉得到的炭黑，用以對電纜絕緣層上色，並改善電纜絕緣層的韌性；甲基乙烯基矽橡膠具有耐高、低溫性，可在-50-250℃下長期工作，電絕緣性，耐電弧，電暈性優良，同時具有耐老化、耐臭氧性和表面不粘性。改性酚醛樹脂與紅磷、氫氧化鎂結合使用，提高絕緣層的抗燃性，起到阻止絕緣層被引燃和抑制火焰的傳播的目的；2-硫醇基苯並噻唑在橡膠中易分散，不汙染，對橡膠合成具有快速促進作用，2-硫醇基苯並噻唑與n-環己基-2-苯並噻唑次磺醯胺混合使用，能提高絕緣層的物理機械性能；鄰苯二甲酸二辛脂可提高絕緣層的柔韌性，氯化石蠟作為輔助增塑劑使用，氯化石蠟中氯含量為40％-50％，可提高絕緣層的阻燃性和絕緣層中各組分的相容性。
實施例2
一種用於輸變電線路的絕緣層，包括以下按重量份的原料：
天然樹脂20克；
古馬隆樹脂20克；
雲母25克；
聚丁二酸丁二醇酯20克；
異氰酸酯10克；
聚偏二氯乙烯10克；
瓦斯炭黑5克；
玻璃纖維10克；
丁苯橡膠10克；
聚對苯二甲酸乙二醇酯6克；
硬脂酸鋇2克；
甲基乙烯基矽橡膠15克；
阻燃劑10克；
二甘醇3克；
齊聚酯10克；
2-硫醇基苯並噻唑0.132克；
n-環己基-2-苯並噻唑次磺醯胺0.068克；
鄰苯二甲酸0.016克；
二辛脂與氯化石蠟0.004克。
上述氯化石蠟中氯含量為50％，阻燃劑為紅磷、氫氧化鎂和改性酚醛樹脂的混合物，所述紅磷、氫氧化鎂和改性酚醛樹脂的質量比為15：4：12。其中，改性酚醛樹脂的製備方法為：
(1)稱取濃度為95％苯酚、38％的甲醛及24％的氫氧化鈉溶液，三者的摩爾比為1∶2∶1；
(2)將氫氧化鈉溶液與苯酚混合併在40℃的環境下保溫25min，然後加入甲醛，升溫至80℃保溫30min；
(3)向得到步驟(2)得到的溶液中加入相當於苯酚重量1％的雙酚a型環氧樹脂、0.2％的聚二甲基矽氧烷，在溫度為95℃回流45-55min，降溫得到改性酚醛樹脂。
實施例3
一種用於輸變電線路的絕緣層，包括以下按重量份的原料：
天然樹脂15克；
古馬隆樹脂15克；
雲母23克；
聚丁二酸丁二醇酯17克；
異氰酸酯8克；
聚偏二氯乙烯8克；
瓦斯炭黑4克；
玻璃纖維8克；
丁苯橡膠8克；
聚對苯二甲酸乙二醇酯5克；
硬脂酸鋇1.5克；
甲基乙烯基矽橡膠10克；
阻燃劑8克；
二甘醇2克；
齊聚酯8克；
2-硫醇基苯並噻唑0.01克；
n-環己基-2-苯並噻唑次磺醯胺0.005克；
鄰苯二甲酸0.012克；
二辛脂與氯化石蠟0.003克。
上述氯化石蠟中氯含量為45％，阻燃劑為紅磷、氫氧化鎂和改性酚醛樹脂的混合物，所述紅磷、氫氧化鎂和改性酚醛樹脂的質量比為15：4：12。其中，改性酚醛樹脂的製備方法為：
(1)稱取濃度為95％苯酚、38％的甲醛及24％的氫氧化鈉溶液，三者的摩爾比為1∶2∶1；
(2)將氫氧化鈉溶液與苯酚混合併在35℃的環境下保溫25min，然後加入甲醛，升溫至75℃保溫32min；
(3)向得到步驟(2)得到的溶液中加入相當於苯酚重量1％的雙酚a型環氧樹脂、0.2％的聚二甲基矽氧烷，在溫度為95℃回流50min，降溫得到改性酚醛樹脂。
實施例4
將本發明提供的絕緣層經過測試，其主要參數如下表1所示：
表1
上述參數確保了其具有優良的絕緣性能及機械性能，使本發明的電纜能夠傳輸500～1000kv的電力。
將本發明提供的絕緣層做耐腐蝕性實驗，該絕緣層的規格為80mm×100mm×4mm，將該絕緣層橫向切開，進行噴灑試驗，所用試劑為濃度為50％的氯化鈉溶液，試驗時間400小時，結果如表2所示：
表2
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。