一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液及增强方法技术

本发明专利技术公开了一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液及增强方法，解决了现有技术中向水树老化的XLPE电缆中注入修复液仅仅只能延长电缆寿命，对于击穿电压并没有显著提高的问题。本发明专利技术包括步骤一、通过修复装置将本发明专利技术的修复液压入到新的交联聚乙烯电力电缆中；步骤二、修复液在气压的作用下渗入到交联聚乙烯电力电缆绝缘层中反应生成有机填充物。本发明专利技术中修复液包括硅氧烷修复液200～300份；辛基三甲氧基硅烷86～130份；催化剂1～10份；乙酰苯2～6份。本发明专利技术具有既有效延长电缆寿命，还能有效增强击穿电压，同时还能降低介质损耗等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液及增强方法
本专利技术属于电力电缆修复领域，具体涉及一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液及增强方法。
技术介绍
近年来，随着城市中低压电网的改造和完善，交联聚乙烯(XLPE)电缆由于其优异的电气和机械性能逐渐在中低压配电网中取代了传统架空线路和油纸绝缘电缆，并逐渐呈现出从中低压向高压乃至超高压发展的趋势。然而，由于早期的交联聚乙烯电力电缆缺乏统一规范的生产制造工艺和成熟的安装维护经验，加之不合理的电缆敷设与恶劣的电缆沟道运行环境，电缆样本中极有可能出现集中性缺陷和微观损伤。当电缆投入运行后，这些集中性缺陷和微观损伤在电场的和环境中水分的长期作用下有可能会在绝缘层中产生水树并导致XLPE电缆的电气性能下降和绝缘击穿事故。因此，如能提高电缆的电气强度，延长其运行寿命，将具有十分重要的现实意义。现有技术中针对电缆绝缘老化问题，美国Utilx公司研究表明，通过将硅氧烷修复液和催化剂注入到水树老化的XLPE电缆中能够修复并填充交联聚乙烯电缆的水树区域，提升水树抑制能力，并延长电缆的运行寿命。该技术投入实际应用，实践证明，该技术可以有效延长电缆寿命10-15年时间。尽管已有研究提出了向水树老化的XLPE电缆中注入修复液，有效抑制水树的生长，减少贯穿型水树的生成，有效延长电缆寿命10-15年时间。但是，其仅仅只能延长电缆寿命，对于击穿电压并没有显著提高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术中向水树老化的XLPE电缆中注入修复液仅仅只能延长电缆寿命，对于击穿电压并没有显著提高的问题，目的在于提供了一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液及增强方法，其不仅仅能有效延长电缆寿命，同时还能有效增强击穿电压，效果十分显著。本专利技术通过下述技术方案实现：一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液，按重量份数计，包括：电缆的绝缘层为交联聚乙烯，为均匀介质，XLPE是由结晶区和无定形区混合而成的半结晶体，当电缆的缆芯被注入修复液后，修复液会在气压的作用下逐渐渗透，并由缆芯通过XLPE的非结晶区逐渐向绝缘层扩散，越靠近缆芯位置，绝缘层内的修复液浓度越高。当修复液注入到电缆绝缘层后，随着修复液在电场作用下在电缆绝缘层的逐渐扩散，靠近缆芯位置的修复液浓度比远离缆芯位置的修复液浓度大，使得电缆绝缘层不再是均匀介质，靠近缆芯位置绝缘部分的修复液浓度较高，因而介电常数较远离缆芯位置的介电常数大，由此形成绝缘层分阶绝缘。这种分阶绝缘能够均匀绝缘层内的电场分布，从而提升击穿电压。通过预修复可以将电缆绝缘层分成两层，靠近缆芯的绝缘层介电常数为ε1，半径为r1，外层绝缘的介电常数为ε2，电缆缆芯半径为r0，电缆外半径为R，所测绝缘半径为r，施加在缆芯的电位为U。当r0＜r＜r1时，当r1＜r＜R时，根据表1所示计算参数，U为相电压的有效值，得到如图1所示的电缆绝缘层电场分布图。表1计算参数U(kV)R(mm)r0(mm)r1(mm)ε1ε25.7710.16832.3通过分析电缆绝缘层电场分布图，当电缆出现分阶绝缘时，与均质绝缘相比，靠近缆芯位置的场强强度降低，远离缆芯位置的电场强度升高，绝缘层内的电场比均质绝缘层内的电场分布均匀，可以增强电缆绝缘，提高电缆的击穿强度。并且，通过老化实验检测，推导出的新电缆经过本专利技术修复液修复后使用寿命可以增加20年以上，使用寿命更长，效果更加显著。进一步，所述硅烷为硅氧烷修复液，它可以与水树缺陷中的水分子发生水解缩合反应，生成硅烷大分子聚合物填充在水树空洞处，从而使电缆的绝缘性得到修复，所述长链硅烷为辛基三甲氧基硅烷，因为它是长分子链，在绝缘层中扩散较慢，不易流失，从而使修复效果的持续时间大大增长。优选地，所述催化剂为异丙酯，它可以促进硅氧烷修复液与水分子的水解缩合反应，从而使修复时间大大缩短。一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强方法，包括：步骤一、通过修复装置将本专利技术的修复液压入到新的交联聚乙烯电力电缆中；步骤二、修复液在气压的作用下渗入到交联聚乙烯电力电缆绝缘层中反应生成有机填充物。进一步，所述气压为0.1～0.4Mpa。优选地，所述气压为0.2Mpa。为了能更好地适用不同规格的新的电缆进行填充，所述修复装置包括连通在交联聚乙烯电力电缆一端且顺次设置的储气瓶、储液罐进口阀门、进口适配器，连通在交联聚乙烯电力电缆另一端且顺次设置的出口适配器、出口阀门、余液收集瓶。为了更好地调节压力，使修复液更好地与绝缘层接触反应，所述储气瓶与储液罐的顶端连通，通过储气瓶中的气体压力将储液罐的液体压入到交联聚乙烯电力电缆中。为了避免修复液在压入电缆中之前与气体反应，进而影响填充后效果，所述储气瓶中的气体为惰性气体。进一步，所述余液收集瓶的顶端位置处设置有排气口。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、通过本专利技术的修复液和预修复操作，可以将电缆绝缘层分成两层，使电缆出现分阶绝缘，其不仅仅能有效延长电缆寿命，同时还能有效增强击穿电压，并且降低介质损耗；2、本专利技术操作简单、成本低廉、效果显著。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术电缆绝缘层的电场分布图。图2为本专利技术中修复装置的结构示意图。图3为本专利技术中电缆样本击穿电压威布尔概率分布图。附图中标记及对应的零部件名称：1-储气瓶，2-储液罐，3-进口阀门，4-进口适配器，5-出口适配器，6-出口阀门，7-余液收集瓶。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液，按重量份数计，包括：本实施例中所述长链硅烷为辛基三甲氧基硅烷。所述催化剂为异丙酯。采用上述修复液进行一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强方法，包括：步骤一、截取350mm的电缆试样4根，分别命名为A组、B组、C组、D组，A组和B组通过修复装置将上述修复液压入到新的交联聚乙烯电力电缆中，C组和D组不做处理。其中，修复装置包括连通在交联聚乙烯电力电缆一端且顺次设置的储气瓶1、储液罐2、进口阀门3、进口适配器4，连通在交联聚乙烯电力电缆另一端且顺次设置的出口适配器5、出口阀门6、余液收集瓶7；如图2所示。储气瓶1与储液罐2的顶端连通，储气瓶1中的气体为惰性气体，余液收集瓶7的顶端位置处设置有排气口。本实施例中该修复装置的具体修复过程如下：电缆样本型号优选为YJLV223×95、电压8.7/10kV，首先截取350mm的电缆试样并分别剥去电缆两端的外半导电层，露出两端20mm的缆芯和80mm的XLPE绝缘层，并在电缆两端80mm的绝缘层上加工螺纹以安装适配器方便修复液的注入。通过储气瓶1输出惰性气体，将通过惰性气体将储液罐2中的修复液通过输液管压力注入到进口适配器4，将出口适配器5处的出口阀门6打开。修复液在气压差的作用下导通后，促使液修复液向着出口适配器5一端流动并贯通整根电缆。步骤二、修复液在气压的作用下渗入到交联聚乙烯电力电缆绝缘层中反应生成有机填充物。即，关闭出口适配器5的出口阀门6并保持0.2Mpa的压力，持续4小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液，其特征在于，按重量份数计，包括：

【技术特征摘要】
1.一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液，其特征在于，按重量份数计，包括：2.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液，其特征在于，所述长链硅烷为辛基三甲氧基硅烷。3.根据权利要求2所述的一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强修复液，其特征在于，所述催化剂为异丙酯。4.一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强方法，其特征在于，包括：步骤一、通过修复装置将权利要求1～3任一项所述的修复液压入到新的交联聚乙烯电力电缆中；步骤二、修复液在气压的作用下渗入到交联聚乙烯电力电缆绝缘层中反应生成有机填充物。5.根据权利要求4所述的一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强方法，其特征在于，所述气压为0.1～0.4Mpa。6.根据权利要求4所述的一种交联聚乙烯电力电缆绝缘增强方法，其特征在于，所述气压为0.2Mpa。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李巍巍，陈缨，杨琳，刘凡，王大兴，吴驰，周凯，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：四川,51