一种光伏发电用直流电缆绝缘材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种光伏发电用直流电缆绝缘材料及其制备方法，涉及绝缘材料技术领域，包括一下重量组分的原料：线性低密度聚乙烯、100份；乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、10～30份；马来酸酐接枝改性聚乙烯、5～10份；无机纳米三氧化二铝、1～5份；抗氧剂1010、0.1～2份；硅烷接枝剂、1～5份；DCP引发剂、0.05‑0.1份；流动改性剂、0.1～0.5份；本发明专利技术可以有效的抑制绝缘内部阳离子的移动，进而降低空间电荷的集聚，改善绝缘内部电场，提高绝缘材料的体积电阻率，制备工艺方便，更能满足光伏发电系统用直流电缆绝缘的要求。

DC cable insulating material for photovoltaic power generation and preparation method thereof

The present invention provides a photovoltaic material and its preparation method for DC cable insulation, relates to the insulation material technology field, including the weight fractions of raw materials: linear low density polyethylene, 100; ethylene vinyl acetate copolymer, 10 ~ 30; maleic anhydride grafted polyethylene, 5 to 10; inorganic three nm two aluminum oxide, 1 ~ 5, 0.1 ~ 1010; antioxidant 2; silane grafting agent, 1 - 5; DCP, 0.05 initiator 0.1; flow modifier, 0.1 to 0.5; the invention can effectively inhibit the internal insulation of mobile cations, thereby reducing the space charge accumulation the internal electric field to improve insulation, improve the volume resistivity of insulating materials, the preparation process is convenient, can meet with DC cable insulation requirements of photovoltaic power generation system.

【技术实现步骤摘要】
一种光伏发电用直流电缆绝缘材料及其制备方法
本专利技术涉及绝缘材料
，具体涉及一种光伏发电用直流电缆绝缘材料及其制备方法。
技术介绍
随着光伏产业的飞速发展，光伏发电用直流电缆的使用也越来越广，直流干线是光伏组件系统经汇流箱汇流后到逆变器的传输用线。直流干线系统多采用不接地方案，如果电缆发生接地故障，将会给整个系统甚至设备带来相比交流大得多的危害。目前我国直流电缆多用在高压及超高压直流输电技术上，光伏电站系统用的直流电缆刚处于起步阶段，在加上相关技术人员对直流电缆的认识不足，大多采用一般的低压交流电力来代替，这就造成了在实际使用过程产生的诸多问题。交联聚乙烯绝缘电缆在交流电缆中已经广泛使用，具有非常优良的介质性能和物理性能，性价比较高，但作为直流电缆，还有一个缺陷就是空间电荷问题，这点在高压直流电缆中备受重视。当绝缘层中有大量的局部缺陷时，会造成绝缘内的空间电荷集聚。在交流电场中材料正负电荷的迁移无法跟上工频电场的快速变化，因而不会产生空间电荷效应；而直流电场中，电场按电阻率大小分布，将形成空间电荷并影响电场分布。交联聚乙烯绝缘是整体交联结构，属于非极性高聚物，但电缆本身就是一个较大的电容器，直流输电停止后相当于已经将一个电容器充电完成，大量的直流电能仍然存在与电缆中，就是所谓的空间电荷，而这些空间电荷不会像交流电力那样随着介质损耗而消耗掉，而是会在电缆的缺陷处集中，加速绝缘的老化，从而影响电缆的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术提供了一种光伏发电用直流电缆绝缘材料及其制备方法，可以有效的抑制绝缘内部阳离子的移动，进而降低了空间电荷的集聚，改善绝缘内部电场，从而制备一种适用于光伏发电系统用直流电缆的绝缘材料。一种光伏发电用直流电缆绝缘材料，包括一下重量组分的原料：线性低密度聚乙烯、100份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10～30份；马来酸酐接枝改性聚乙烯、5～10份；无机纳米三氧化二铝、1～5份；抗氧剂1010、0.1～2份；硅烷接枝剂、1～5份；DCP引发剂、0.05-0.1份；流动改性剂、0.1～0.5份。进一步的，所述的硅烷节接枝剂为A171，乙烯基三甲氧基硅烷。进一步的，所述的流动改性剂为PE蜡和柏油的混合物。进一步的，所述PE蜡和柏油混合比例为1:0.01～1:0.2。进一步的，线性低密度聚乙烯、100份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20份；马来酸酐接枝改性聚乙烯、7份；无机纳米三氧化二铝、2份；抗氧剂1010、0.8份；硅烷接枝剂、2.5份；DCP引发剂、0.75份；流动改性剂、0.3份。一种光伏发电用直流电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：1)备料，按合适份数备好线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝改性聚乙烯、无机纳米三氧化二铝、抗氧剂1010、硅烷接枝剂、DCP引发剂、流动改性剂；2)制备绝缘料母粒，将流动改性剂、线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝改性聚乙烯、无机纳米三氧化二铝及抗氧剂1010混合均匀，通过双螺杆挤出机制备光伏发电用直流电缆绝缘料母粒，双螺杆挤出机的温度为150～200℃，并采用500～800目过滤网过滤杂质，然后进行切粒造粒，通过烘干即制得绝缘料母粒；3)制备绝缘料，将制备好的绝缘母粒与线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物按比例配料，在70～100℃下通过密炼机混炼进行真空干燥10～15分钟，最后在常压下加入硅烷接枝剂和DCP引发剂，混炼30～60分钟，保温10分钟左右得到光伏发电用直流电缆绝缘料。进一步的，所述步骤2)中，双螺杆挤出机的温度为170℃。进一步的，所述步骤2)中选择过滤网的目数为600目。进一步的，所述步骤3)中，将制备好的绝缘母粒与线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物按比例配料，在85℃下通过密炼机混炼进行真空干燥15分钟，最后在常压下加入硅烷接枝剂和DCP引发剂，混炼45分钟，保温10分钟得到光伏发电用直流电缆绝缘料。本专利技术的优点在于：本专利技术是在线性低密度聚乙烯树脂中添加马来酸酐接枝改性聚乙烯及无机纳米三氧化二铝，通过密炼机共混的方法制备了一种光伏发电用直流电缆绝缘材料，通过无机纳米三氧化二铝来改善绝缘内部空间电荷的产生及分布，并通过马来酸酐接枝改性聚乙烯的作用，可以有效的抑制绝缘内部阳离子的移动，进而降低了空间电荷的集聚，改善绝缘内部电场，提高绝缘材料的体积电阻率。添加了马来酸酐接枝改性聚乙烯及无机纳米三氧化二铝的绝缘材料在30kV/mm电场下绝缘内部几乎没有电场集聚的现象。附图说明图1材料在30kV/mm电场下加压30分钟的空间电荷分布图；图2材料在30kV/mm电场下加压30分钟的空间电荷分布图；图3材料在30kV/mm电场下加压30分钟的空间电荷分布图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种光伏发电用直流电缆绝缘材料，包括一下重量组分的原料：线性低密度聚乙烯、100份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20份；马来酸酐接枝改性聚乙烯、7份；无机纳米三氧化二铝、2份；抗氧剂1010、0.8份；硅烷接枝剂、2.5份；DCP引发剂、0.75份；流动改性剂、0.3份。进一步的，所述的硅烷节接枝剂为A171，乙烯基三甲氧基硅烷。进一步的，所述的流动改性剂为PE蜡和柏油的混合物。进一步的，所述PE蜡和柏油混合比例为1:0.1。一种光伏发电用直流电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：1)备料，按合适份数备好线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝改性聚乙烯、无机纳米三氧化二铝、抗氧剂1010、硅烷接枝剂、DCP引发剂、流动改性剂；2)制备绝缘料母粒，将流动改性剂、线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝改性聚乙烯、无机纳米三氧化二铝及抗氧剂1010混合均匀，通过双螺杆挤出机制备光伏发电用直流电缆绝缘料母粒，双螺杆挤出机的温度为170℃，并采用600目过滤网过滤杂质，然后进行切粒造粒，通过烘干即制得绝缘料母粒；3)制备绝缘料，将制备好的绝缘母粒与线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物按比例配料，在85℃下通过密炼机混炼进行真空干燥15分钟，最后在常压下加入硅烷接枝剂和DCP引发剂，混炼45分钟，保温10分钟左右得到光伏发电用直流电缆绝缘料。实施例2一种光伏发电用直流电缆绝缘材料，包括一下重量组分的原料：线性低密度聚乙烯、100份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、30份；马来酸酐接枝改性聚乙烯、5份；无机纳米三氧化二铝、5份；抗氧剂1010、0.1份；硅烷接枝剂、5份；DCP引发剂、0.05份；流动改性剂、0.5份。进一步的，所述的硅烷节接枝剂为A171，乙烯基三甲氧基硅烷。进一步的，所述的流动改性剂为PE蜡和柏油的混合物。进一步的，所述PE蜡和柏油混合比例为1:0.01。一种光伏发电用直流电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：1)备料，按合适份数备好线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝改性聚乙烯、无机纳米三氧化二铝、抗氧剂1010、硅烷接枝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏发电用直流电缆绝缘材料，其特征在于，包括一下重量组分的原料：线性低密度聚乙烯、100份；乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、10～30份；马来酸酐接枝改性聚乙烯、5～10份；无机纳米三氧化二铝、1～5份；抗氧剂1010、0.1～2份；硅烷接枝剂、1～5份；DCP引发剂、0.05‑0.1份；流动改性剂、0.1～0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电用直流电缆绝缘材料，其特征在于，包括一下重量组分的原料：线性低密度聚乙烯、100份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10～30份；马来酸酐接枝改性聚乙烯、5～10份；无机纳米三氧化二铝、1～5份；抗氧剂1010、0.1～2份；硅烷接枝剂、1～5份；DCP引发剂、0.05-0.1份；流动改性剂、0.1～0.5份。2.根据权利要求1所述的一种光伏发电用直流电缆绝缘材料，其特征在于，所述的硅烷节接枝剂为A171，乙烯基三甲氧基硅烷。3.根据权利要求1所述的一种光伏发电用直流电缆绝缘材料，其特征在于，所述的流动改性剂为PE蜡和柏油的混合物。4.根据权利要求3所述的一种光伏发电用直流电缆绝缘材料，其特征在于，所述PE蜡和柏油混合比例为1:0.01～1:0.2。5.根据权利要求1所述的一种光伏发电用直流电缆绝缘材料，其特征在于，线性低密度聚乙烯、100份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20份；马来酸酐接枝改性聚乙烯、7份；无机纳米三氧化二铝、2份；抗氧剂1010、0.8份；硅烷接枝剂、2.5份；DCP引发剂、0.75份；流动改性剂、0.3份。6.一种根据权利要求1-5任一所述的光伏发电用直流电缆绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)备料，按合适份数备好线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，关理才，李高强，
申请(专利权)人：安徽双诚电线电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34