一种长效电力电缆修复液及其制备与应用方法技术

本发明专利技术公开了一种长效电力电缆修复液及其制备与应用方法，修复液的组分组成以体积份计，包括硅氧烷修复液65‑75份，催化剂5‑10份，长链硅烷25‑35份。其制备：将各组分加入带有搅拌器的混合容器中，并向其中通入惰性气体，于室温中搅拌混合20min左右，即可获得。其应用：通过适配器和空气压缩机，将修复液以0.2～0.3MPa压力注入电缆缆芯中，并保持压力4h左右，使修复液充分渗入电缆绝缘层；放置4‑6d后，打开两端适配器，并取下相关修复装置，排出残余液体。该修复液能够有效抑制水树生长，并且该修复液的修复效果具有更好的长期性能，同时具有制备简单，安全稳定，效果好，成本低的优点。

A kind of long effect electric power cable repair fluid and its preparation and application method

The invention discloses a preparation method and application of a long-term solution for power cable repair, repair liquid components with volume meter, including 65 liquid silicone repair 75, catalyst 5 10 copies, 35 copies of the 25 long chain silane. The preparation of the components added to the mixture container with stirrer, and to pass into the inert gas at room temperature, mixing about 20min, you can get. The application by the adapter and the air compressor, will repair the liquid in 0.2 ~ 0.3MPa pressure into the cable core, and keep the pressure is about 4h, the repair solution to fully penetrate the insulation layer of the cable; placed 4 6D, open at both ends and remove the adapter, repair device, discharge the residual liquid. The repair solution can effectively inhibit the growth of water trees, long-term performance and repair effect of the repair solution is better, and has the advantages of simple preparation, safety and stability, good effect, low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种长效电力电缆修复液及其制备与应用方法
本专利技术涉及电缆修复
，具体涉及一种延长电力电缆使用寿命的电力电缆修复液及其制备与应用方法。
技术介绍
我国从20世纪90年代开始进行大规模城网改造，10kV电力电缆得到广泛使用。交联聚乙烯(XLPE)电力电缆因其良好的电气和机械性能，在我国城市电网中得到了十分广泛的使用。由于早期电缆制造工艺尚不成熟，电缆防水性能不佳，并且在电缆保存、运输、安装和运行过程中会不可避免地产生一些局部性微观缺陷，环境中的水分在电场的作用下逐渐向微观缺陷处聚集，形成多分叉水树区，在一定条件下会发展成为电树，最终导致电缆绝缘击穿。普通的XLPE电力电缆在运行15年以后，其击穿电压值下降到原来的50％左右，进入故障高发期(S.Boggs,J.Xu.WaterTreeing-filledversusUnfilledCableInsulation.IEEEElectricalInsulationMagazine,2001,17(1):23-29)。针对早期投入运行的大量XLPE电力电缆，其老化问题变得愈发突出，在目前我国电力体制改革的背景下，大量更换老化电缆所带来的巨大工程量和资金投入使得电网企业难以承受。因此，对大量水树老化的运行电缆进行绝缘修复，从而延长其使用寿命，就具有十分重要的现实意义。美国Utilx公司和欧洲Novinium公司应用电缆修复液对老化电缆进行绝缘修复已经有30多年的使用经验。电缆修复主要有两代技术：841技术和732技术。841技术属于第一代电缆修复技术，它的主要原理是硅氧烷在催化剂的作用下与XLPE电力电缆绝缘微孔缺陷中的水分进行水解和缩合反应，该反应总的会消耗水分，并且反应残留的硅树脂填充物可以填充微孔隙，从而改善电缆绝缘情况，延长电缆使用寿命。实践证明，该技术能有效延长水树老化电缆寿命10～15年。732技术是在841技术的基础上提出来的，相比于841技术，732技术更加注重电缆修复的中长期效果，并且在修复中添加了能够抑制局部放电、均匀电场和屏蔽紫外线的相关成分(GlenJ.Bertini.NewDevelopmentsinSolidDielectricLifeExtensionTechnology.IEEEISEI,Sept,2004)，但是对于其具体成分和修复方法并没有说明。研究表明硅氧烷对电缆水树具有较好的修复作用。中国专利“一种自生成纳米颗粒的电力电缆修复液及其制备方法和应用(申请公开号：CN102618037A)”以及美国专利“Restoringstrandedconductorelectricaldistributioncable(U.S.Pat.No.4766011)”和“Methodforenhancingdielectricstrengthofcableusingfluidhavingahighdiffusioncoefficient(U.S.Pat.No.5372840)”公开了使用硅氧烷作为电缆修复液的技术。但实践表明现有技术的电力电缆修复液中长期修复效果还不够理想，还有待开发中长期修复效果更好的新一代电力电缆修复液。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种新的电力电缆修复液及其制备与应用方法，以提高电力电缆中长期修复效果，延长电力电缆使用寿命。本专利技术的基本思想是在现有的硅氧烷修复液的基础上添加分子量与催化剂相近的长链硅烷分子，减小修复液中硅氧烷与催化剂在电缆中扩散的速率差，同时使得修复后残留产物渗出绝缘的速度大幅减小，从而实现增强电缆修复的中长期效果。针对本专利技术的上述目的，本专利技术提供的长效电力电缆修复液，其组份组成以体积份数计包括：硅氧烷修复液65-75份催化剂5-10份长链硅烷25-35份。在本专利技术的上述技术方案中，所述催化剂可为钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、异丙基三钛酸酯、异丙基二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯、氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸和硝酸中的至少一种；优先选用其中的一种。所述长链硅烷优先选用十二烷基三甲氧基硅烷。所述硅氧烷修复液、催化剂和长链硅烷均为市售商品。上述长效电力电缆修复液可通过下述方法进行制备：将65-75份的硅氧烷修复液，5-10份的催化剂，25-35份的长链硅烷加入带有搅拌器的混合容器中，并向其中通入惰性气体，于室温中搅拌混合至少10min，即可获得添加长链硅烷的电力电缆修复液。所述惰性气体可以是氩气、氮气等。搅拌混合的时间一般为10min～20min。所述室温一般为10℃～30℃。上述长效电力电缆修复液应用方法，包括以下步骤：(1)在电缆修复前，先对待修复电力电缆的绝缘性能和修复所需相关设备的耐压能力进行检测，以保证修复过程中设备和操作人员的安全；(2)采用前端适配器(2)、后端适配器(4)和空气压缩机，将长效电力电缆修复液以0.2～0.3MPa压力从前端适配器注入待修复老化电缆缆芯中，待所述修复液从后端适配器出口(5)溢出，将后端适配器出口封闭，保持压力至少4h，通常保持压力4h～6h，使修复液充分渗入电缆绝缘层；(3)封闭前端适配器进口(1)，使修复液充分与电缆水树区域水分反应，并且使生成物中的醇类物质透过交联聚乙烯绝缘层的分子间隙逐渐挥发；经过至少72h后，通常经过72h～150h，打开电缆两端适配器进出口，将剩余修复液及废液从后端适配器出口(5)或进口(1)排出。本专利技术的专利技术人在老化电力电缆修复研究中发现，使用现有技术的硅氧烷修复液对老化电缆进行修复，修复的中长期效果还不够理想的原因之一，是由于修复液中硅氧烷与催化剂在电缆绝缘中的扩散速率相差较大所导致。基于此，专利技术人通过研究和反复试验，找到了解决这一问题的方法，即在现有的硅氧烷修复液的基础上添加分子量与催化剂相近的长链硅烷分子，来减小修复液中硅氧烷与催化剂在电缆中扩散的速率差，同时使得修复后残留产物渗出绝缘的速度大幅减小，从而实现增强电缆修复的中长期效果。采用本专利技术提供的长效电力电缆修复液对老化电力电缆进行修复，具有以下十分突出的优点：1.在老化电力电缆中注入本专利技术的修复液进行修复，修复液在催化剂的作用下与老化电缆水树区域的水分发生水解缩合反应，生成胶状聚硅氧烷有机物，其介电常数与交联聚乙烯的介电常数接近，有效提高了老化电缆的绝缘性能。2.修复液在催化剂的作用下与老化电缆水树区域的水分发生水解缩合反应的副反应，为催化剂钛酸酯类的水解，生成物为白色的纳米二氧化钛颗粒。该修复液在电缆绝缘层中的含水缺陷、空洞等处生成含有二氧化钛的有机物，能够有效对缺陷空洞进行填充，有效降低了水树长度。3.修复液中由于添加分子量与催化剂相近的长链硅烷分子，减小了修复液与催化剂在电缆中扩散的速率差，同时使得修复液渗出绝缘层的速度大幅减小，增强电缆修复的中长期效果。本专利技术的专利技术人对注入现有技术的硅氧烷修复液、本专利技术的长效电力电缆修复液和未注入修复液的老化电缆样本分别进行工频击穿实验，测定其击穿电压值，对老化电缆样本分别进行切片，用显微镜观测进行水树长度测量，对比实验测试结果表明，采用本专利技术长效电力电缆修复液修复后的老化电力电缆较现有技术硅氧烷修复液修复后的老化的电力电缆，击穿电压有明显提高，水树长短有显著降低(见实施例、附图2和附图3)。采用本专利技术提供的修复液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长效电力电缆修复液，其特征在于所述修复液的组份组成以体积份数计包括：硅氧烷修复液          65‑75份催化剂                5‑10份长链硅烷              25‑35份。

【技术特征摘要】
1.一种长效电力电缆修复液，其特征在于所述修复液的组份组成以体积份数计包括：硅氧烷修复液65-75份催化剂5-10份长链硅烷25-35份。2.如权利要求1所述长效电力电缆修复液，其特征在于，所述催化剂为钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、异丙基三钛酸酯、异丙基二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯、氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸和硝酸中的至少一种。3.如权利要求1或2所述长效电力电缆修复液，其特征在于，长链硅烷为十二烷基三甲氧基硅烷。4.权利要求1至3之一所述长效电力电缆修复液的制备方法，其特征在于，将65-75份的硅氧烷修复液，5-10份的催化剂，25-35份的长链硅烷加入带有搅拌器的混合容器中，并向其中通入惰性气体，于室温中搅拌混合至少10min，即可获得添加长链硅烷的电力电缆修复液。5.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凯，尹游，陈泽龙，李天华，陈讴，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51