一种可调控击穿场强的高压电缆制造技术

本申请提供了一种可调控击穿场强的高压电缆，包括线芯和绝缘层，线芯和绝缘层之间不设置内半导电屏蔽层，绝缘层的内界区域具有第一纳孔结构，第一纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向。本申请提供的高压电缆，不设置内半导电屏蔽层，而绝缘层上与线芯相对的内界面具有纳米级孔径的纳孔结构，纳孔结构能够有效阻止放电的发生，从而大幅度提高电缆的耐击穿场强，提升电缆的电压等级。

【技术实现步骤摘要】
一种可调控击穿场强的高压电缆
本申请属于高压输电
，尤其涉及一种可调控击穿场强的高压电缆。
技术介绍
XLPE高压电缆的安全运行对整个电力系统的稳定至关重要，但随着电压等级的提升，电缆耐击穿强度亟需提高。如图1所示，现有技术中，XLPE高压电缆结构由内到外，依次是线芯1、内半导电屏蔽层4、绝缘层2、外半导电屏蔽层3。电缆耐击穿强度很大程度上由绝缘层2及与内半导电屏蔽层4的匹配决定。内半导电屏蔽层作为连接金属线芯与外半导电屏蔽层的中间部分，填充了两部分之间的间隙，但因存在界面缺陷，容易发生放电，从而降低电缆运行等级。通过材料的改变提升绝缘层耐击穿场强，提升幅度有限，而且批量生产的产业化周期较长。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本申请提出一种可调控击穿场强的高压电缆。本申请的技术方案如下：一种可调控击穿场强的高压电缆，包括线芯和绝缘层，所述线芯和所述绝缘层之间不设置内半导电屏蔽层，所述绝缘层分为与所述线芯相对的内界区域、外界区域以及位于两者之间的内部区域，所述内界区域具有第一纳孔结构，所述第一纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向。在本申请一些实施例中，所述绝缘层外界区域具有第二纳孔结构，所述第二纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向。在本申请一些实施例中，所述绝缘层内部区域具有第三纳孔结构，所述第三纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向。在本申请一些实施例中，所述纳孔结构是分层排布的，且所述纳孔结构由一层或多层纳孔结构构成，每层所述纳孔结构之间相互贴合。在本申请一些实施例中，所述纳孔结构是分层排布的，且所述纳孔结构由一层或多层纳孔结构构成，多层纳孔结构的各层纳孔结构之间相隔一定间距。在本申请一些实施例中，所述第一纳孔结构中纳孔的轴向方向与所述线芯外表面大致垂直。在本申请一些实施例中，所述第二纳孔结构中纳孔的轴向方向与所述绝缘层外表面大致垂直。在本申请一些实施例中，所述多层纳孔结构的各层纳孔错位排布。在本申请一些实施例中，所述纳孔结构的纳孔中容纳的介质为空气，所述纳孔孔径大小一致或者大小不一致，且纳孔孔径d1最大值为200nm。在本申请一些实施例中，所述第一纳孔结构、所述第二纳孔结构和所述第三纳孔结构的纳孔中容纳的介质不同。在本申请一些实施例中，所述多层纳孔结构的各层纳孔中容纳的介质不同。与现有技术相比，本申请的有益效果为：本申请提供的可调控击穿场强的高压电缆，不设置内半导电屏蔽层，绝缘层的内界区域具有纳米级孔径的纳孔结构，能够有效阻止线芯放电的发生，从而大幅度提高电缆的耐击穿场强，提升电缆的电压等级。另外，本申请提供的可调控击穿场强的高压电缆可以避免内半导电屏蔽层与绝缘层的界面缺陷带来的界面放电，从而提高放电电压，降低生产成本，还可以避免高温时内半导电屏蔽层出现PTC效应，可实现电缆的高温运行，拓宽高压电缆可应用场景的温度范围。附图说明图1是现有技术中的高压电缆的横截面结构示意图；图2是本申请一种实施方式的可调控击穿场强的高压电缆的横截面结构示意图；图3是本申请一种实施方式的纳孔结构中纳孔的结构示意图；图4是本申请一种实施方式的绝缘层的结构示意图；图5是沿图4中剖面线A-A的剖视图；图6是图5的透视图；图7是本申请一种实施方式的可调控击穿场强的高压电缆的结构示意图；图8是沿图7中剖面线B-B的剖视图；图中编号：1、线芯；2、绝缘层；201、内表面；202、外表面；21、内界区域；22、外界区域；23、内部区域；3、内半导电屏蔽层；41、第一纳孔结构；42、第二纳孔结构；43、第三纳孔结构；401、纳孔。具体实施方式以下结合具体实施方式对本申请的技术方案进行详实的阐述，然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。所述的实施方式仅仅是对本申请的优选实施方式进行描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。本申请一种实施方式提供了一种可调控击穿场强的高压电缆，包括线芯和绝缘层，线芯和绝缘层之间不设置内半导电屏蔽层，绝缘层分为与线芯相对的内界区域、外界区域以及位于两者之间的内部区域，内界区域具有第一纳孔结构，第一纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向。线芯和绝缘层之间如不设置内半导电屏蔽层，线芯和绝缘层直接接触不可避免的存在空隙，提高电压等级时易发生放电。本申请提供的高压电缆，不设置内半导电屏蔽层，而绝缘层上与线芯相对的内界面具有纳米级孔径的纳孔结构，纳孔结构能够有效阻止放电的发生，从而大幅度提高电缆的耐击穿场强，提升电缆的电压等级。另外，本申请提供的高压电缆可以避免内半导电屏蔽层与绝缘层的界面缺陷带来的界面放电，从而提高放电电压，降低生产成本，还可以避免高温时内半导电屏蔽层出现PTC效应，可实现电缆的高温运行，拓宽高压电缆可应用场景的温度范围。需要说明的是，内界区域、内部区域、外界区域三个部分仅是根据绝缘层与线芯位置关系划分的，三个区域的大小并无确定划分。具体来说，包括绝缘层与线芯贴合的内表面，并且向绝缘层内部延伸一定距离的区域即为内界区域，延伸的距离可以设置不同的值；包括绝缘层的外表面，并且向绝缘层内部延伸一定距离的区域即为外界区域，延伸的距离可以设置不同的值。可选地，绝缘层外界区域具有第二纳孔结构，第二纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向，以使得绝缘层外表面的放电能被有效阻止。可选地，绝缘层内部区域具有第三纳孔结构，第三纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向。第一纳孔结构、第二纳孔结构和第三纳孔结构可以是分层排布的，也可以不分层排布。不分层排布的纳孔结构，其中的纳孔整体呈无序状态，包含该种结构的绝缘层的电缆其耐击穿场强也能得到提高，但是不便于有规律地调控耐击穿场强的大小。作为一种优选实施方式，纳孔结构是分层排布的，且纳孔结构由多层纳孔结构构成，每层纳孔结构之间相互贴合，分层排布的多层纳孔结构可便于调控耐击穿场强的提高幅值。一般来说，层数越多，耐击穿场强越高。可选地，纳孔结构是分层排布的，且纳孔结构由多层纳孔结构构成，每层纳孔结构相隔一定间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调控击穿场强的高压电缆，包括线芯和绝缘层，其特征在于，所述线芯和所述绝缘层之间不设置内半导电屏蔽层，所述绝缘层分为与所述线芯相对的内界区域、外界区域以及位于两者之间的内部区域，所述内界区域具有第一纳孔结构，所述第一纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种可调控击穿场强的高压电缆，包括线芯和绝缘层，其特征在于，所述线芯和所述绝缘层之间不设置内半导电屏蔽层，所述绝缘层分为与所述线芯相对的内界区域、外界区域以及位于两者之间的内部区域，所述内界区域具有第一纳孔结构，所述第一纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向。


2.根据权利要求1所述的可调控击穿场强的高压电缆，其特征在于，所述绝缘层外界区域具有第二纳孔结构，所述第二纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向。


3.根据权利要求1或2所述的可调控击穿场强的高压电缆，其特征在于，所述绝缘层内部区域具有第三纳孔结构，所述第三纳孔结构中的纳孔延伸方向垂直于电缆延伸方向。


4.根据权利要求3所述的可调控击穿场强的高压电缆，其特征在于，所述纳孔结构是分层排布的，且所述纳孔结构由一层或多层纳孔结构构成，每层所述纳孔结构之间相互贴合。


5.根据权利要求3所述的可调控击穿场强的高压电缆，其特征在于，所述纳孔结构是分层排...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏艳慧，李国倡，杨晶晶，顾振鲁，郝春成，雷清泉，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37