一種交聯聚乙烯絕緣動力電纜的製作方法

2023-10-05 16:04:19 2

專利名稱：一種交聯聚乙烯絕緣動力電纜的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種動力電纜，具體說是涉及一種交聯聚乙烯絕緣動力電纜。
交聯聚乙烯絕緣動力電纜不但具有優良的電氣絕緣性能、耐熱性能，而且安裝敷設不受落差限制，所以近年來得到了迅速的發展和運用。目前，交聯聚乙烯絕緣動力電纜的基本結構為導體，包覆在導體外表面的導體屏蔽層和包覆在導體屏蔽層外表面的絕緣層，以及包覆在絕緣層外表面的絕緣屏蔽層，其中，絕緣層是保證電纜正常工作的關鍵部分，它決定著電纜的使用壽命。普通電線電纜用過氧化物交聯聚乙烯絕緣料的基本組份是低密度聚乙烯樹脂，該類樹脂的熔融指數範圍為1.0-3.0，它的顯著弱點就是在電場的作用下，材料內部會產生電化學樹枝放電，即所謂電樹，當材料含有微量水及微孔時，電場作用下，材料內還易產生水樹枝，這樣會加速電纜的電老化，由於樹枝化現象是一個相對長期的過程，所以無論是電纜行業的國家標準，還是國際標準中均未規定電纜產品的耐電樹及耐水樹性指標，但是幾十年來國內外電纜專家對電樹、水樹垢引發、生長等過程作了反覆的研究，已共認電纜內部的樹枝化放電現象不但存在，而且會大大降低電纜的使用壽命。
就水樹、電樹的抑制而言，國內外專家傾注了大量的精力，屏蔽層的光滑化對抑制電樹有一定的作用，但對絕緣層內部局部電場集中及微孔存在引起的電樹和水樹作用不大。由於交聯聚乙烯是半結晶型聚合物，晶體和無定形區之間的交界面是樹枝引發及生長的區域。已有抑制水樹的方法一是加入親入性的添加劑，形成親水性界面，減緩水在聚乙烯中的遷移速度，阻滯水在電場不均勻的區域過度集中，從而超到抑制水樹的作用二是加入弱電介質類添加劑，減弱材料內部不均勻區域電場的集中，減緩水樹的引發。這些添加添加劑的方法，在交聯聚乙烯冷卻結晶過程中，添加劑容易被排擠到晶體之間的無定形區內，(範宗懷《電解質和結晶形態對聚乙烯中水樹枝生長的影響的研究》，西安交通大學博士論文，1989。)添加劑在結晶過程中相當一部分被排劑到晶體間的無定形區域中，充當界面填充劑。添加劑的短期效果很好，但隨著時間的推移，添加劑會遷移出聚乙烯，降低抑制樹枝化放電的效果，此外由於添加劑的聚集容易造成材料的介質損耗增加，不適用於中高壓交聯聚乙烯絕緣動力電纜。
本發明的目的就在於針對上述現有技術所存在的不足而提供一種交聯聚乙烯絕緣動力電纜。
本發明的目的可通過以下技術措施實現本發明包括導體，包覆在所述導體外表面的導體屏蔽層和包覆在該導體屏蔽層外表面的絕緣層，以及包覆在所述絕緣層外表面的絕緣屏蔽層，所述絕緣層是由低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)、抗氧劑、過氧化物交聯劑、結晶形態改善用聚烯烴彈性體按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶65-97；抗氧劑0.14-1.5；過氧化物交聯劑0.7-3.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體1.8-30.5。
本發明可按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶65；抗氧劑1.5；過氧化物交聯劑3.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體30.5。
本發明也可按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶80；抗氧劑0.7；過氧化物交聯劑2.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體17.3。
本發明還可按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶97；抗氧劑0.2；過氧化物交聯劑1.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體1.8。
本發明所述的結晶形態改善用聚烯烴彈性體為乙烯-丙烯共聚物(乙烯含量為20-80％)；當然也可為乙烯-辛烯共聚物(熔融指數0.1-100)。
本發明的優點就在於通過改變交聯聚乙烯絕緣動力電纜絕緣層的內部結晶尺寸，在交聯聚乙烯絕緣料裡加入結晶形態改善用聚烯烴彈性體如乙烯-丙烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物，使其內部球晶的尺寸減小，且分布均勻，從而改善了晶體和無定形區的過渡狀態，有效提高了交聯聚乙烯絕緣料中電樹、水樹的引發電壓，並有效降低了電樹、水樹樹枝的生長速度，和普通交聯聚乙烯絕緣料相比，電樹、水樹的引發起始電壓提高了20％-50％，在同樣電場強度下，電樹、水樹的樹枝生長速度下降了20％-70％，達到了延長交聯聚乙烯絕緣動力電纜使用壽命的目的。
本發明以下結合具體實施例作進一步詳細描述實施例1本發明所述的絕緣層是由低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)、抗氧劑、過氧化物交聯劑、結晶形態改善用聚烯烴彈性體按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶65；抗氧劑1.5；過氧化物交聯劑3.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體30.5。
實施例2本發明所述的絕緣層是由低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)、抗氧劑、過氧化物交聯劑、結晶形態改善用聚烯烴彈性體按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶80；抗氧劑0.7；過氧化物交聯劑2.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體17.3。
實施例3本發明所述的絕緣層是由低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)、抗氧劑、過氧化物交聯劑、結晶形態改善用聚烯烴彈性體按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶97；
抗氧劑0.2；過氧化物交聯劑1.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體1.8。
權利要求
1.一種交聯聚乙烯絕緣動力電纜，它包括導體，包覆在所述導體外表面的導體屏蔽層和包覆在該導體屏蔽層外表面的絕緣層，以及包覆在所述絕緣層外表面的絕緣屏蔽層，其特徵在於所速絕緣層是由低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)、抗氧劑、過氧化物交聯劑、結晶形態改善用聚烯烴彈性體按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶65-97；抗氧劑0.14-1.5；過氧化物交聯劑0.7-3.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體1.8-30.5。
2.根據權利要求1所述的交聯聚乙烯絕緣動力電纜，其特徵在於所述絕緣層是由低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)、抗氧劑、過氧化物交聯劑、結晶形態改善用聚烯烴彈性體按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶65；抗氧劑1.5；過氧化物交聯劑3.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體30.5。
3.根據權利要求1所述的交聯聚乙烯絕緣動力電纜，其特徵在於所述絕緣層是由低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)、抗氧劑、過氧化物交聯劑、結晶形態改善用聚烯烴彈性體按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶80；抗氧劑0.7；過氧化物交聯劑2.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體17.3。
4.根據權利要求1所述的交聯聚乙烯絕緣動力電纜，其特徵在於所述絕緣層是由低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)、抗氧劑、過氧化物交聯劑、結晶形態改善用聚烯烴彈性體按照下述重量百分比組合而成低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0-3.0)∶97；抗氧劑0.2；過氧化物交聯劑1.0；結晶形態改善用聚烯烴彈性體1.8。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的交聯聚乙烯絕緣動力電纜，其特徵在於所速結晶形態改善用聚烯烴彈性體為乙烯-丙烯共聚物(乙烯含量為20-80％)。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的交聯聚乙烯絕緣動力電纜，其特徵在於所述結晶形態改善用聚烯烴彈性體為乙烯-辛烯共聚物(熔融指數0.1-100)。
全文摘要
一種交聯聚乙烯絕緣動力電纜,包括導體,包覆在所述導體外表面的導體屏蔽層和包覆在該導體屏蔽層外表面的絕緣層,以及包覆在所述絕緣層外表面的絕緣屏蔽層,所述絕緣層是由低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0一3.0)、抗氧劑、過氧化物交聯劑、結晶形態改善用聚烯烴彈性體按照下述重量百分比組合而成:低密度聚乙烯樹脂(熔融指數1.0—3.0):65—97；抗氧劑:0.14—1.5;過氧化物交聯劑:0.7一3.0;結晶形態改善用聚烯烴彈性體;1.8—30.5。由於本發明所述絕緣層採用上述組份,從而使其內部球晶的尺寸減小,提高了所述電纜的使用壽命。
文檔編號H01B9/00GK1300085SQ0110642
公開日2001年6月20日 申請日期2001年1月9日 優先權日2001年1月9日
發明者朱愛榮, 趙文明, 陳光高 申請人:鄭州電纜(集團)股份有限公司