高压电缆制造技术

高压和超高压电缆，包含若干导体，至少一个半导体层、一利用绝缘液体浸渍的分层绝缘以及外金属护套，其中所述的绝缘由纸／聚丙烯／纸叠层构成，其中的聚丙烯已经处理使所述叠层在１００℃下在癸基苯中浸渍持续至少３天后膨胀小于５％。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高压和超高压电缆，其中各导体由用绝缘液体浸渍的分层绝缘所环绕，所述绝缘是由纸/聚烯/纸叠层构成的。更具体地说，本专利技术涉及这样一种电缆，其中上述纸/聚丙烯/纸叠层的中心层是由经幅照的聚丙烯薄层构成的。用于传输高压或超高压的电缆包含利用分层绝缘包绕的绞合导体，该绝缘是由用绝缘液体浸渍的纸/聚丙烯/纸叠层构成的，这种电缆已经使用很长时间。在这种电缆中，导体最好为楔块(quoins)型或“Milliken(马利肯)”型。“Millken”型导体本身利用细的导体通过使彼此绝缘的各部分集中而形成，以便将寄生电流降到最小。然而，上述公知类型的电缆具有的缺点是，因绝缘液体的作用，沿纵向和横向，特别是沿竖直方向该聚丙烯层产生明显的膨胀，这会带来严重的缺点，影响电缆最终的电特性。已经尝试采取几种方式克服这一缺点a)对该聚丙烯薄层进行预浸渍(UK—A—1045 527)；b)在潮湿环境中用纸/聚丙烯/纸叠层包绕导体，然后干燥已包绕的导体，使得在干燥步骤期间纸的收缩能够补偿由于存在绝缘液体引起聚丙烯的膨胀(US—A—4571357、US—A—4602121)；c)生产降低膨胀度的电缆。本专利技术属于C的范围。关于沿纵向产生的膨胀，所产生的最重要的缺点在于，与聚丙烯的中心层相反，构成为叠层的外围层的纸没有产生任何膨胀。因此，在中心层和外围层之间的叠层中产生尺寸的相对变化，在接触面中这产生一个力，使叠层中的各层中产生相对滑动。随之可能使各层彼此分离，即使是局部的，也能对电缆的性能产生极为严重的后果。事实上，在电缆制造和放置的过程中，在电缆不可避免地受到弯曲时，在分层的叠层中即在电缆的绝缘中产生滑动应力。通常这种滑动应力当叠层完整时并不是有害的，但是假如在分层的各不同层之间产生相对移动时，当开始产生彼此分离时，就会引起在叠层的各层中扭曲、弯曲、错位和断裂。为了克服这些缺点，US—A—3749812提出，在大约300℃下热压该聚丙烯薄层，并且在其冷却之前，使其夹在被加压的两层冷的纸带(处于室温下)之间。在室温和没有浸渍剂的情况下，纸的外层将聚丙烯的中心层保持在弹性伸长的状态下，由于这个原因，这种叠层也被称为“预施应力的”叠层。当该叠层后来被放在适当的绝缘液体中时，其以受控的方式膨胀，并趋于消除应力的状态。而竖直方向膨胀引起在分层的绝缘中处于高压的状态，使得电缆整体变得极为坚硬。这一缺点在Miliken型电缆中是特别严重的，其中，导体的低机械刚性(导体由细线构成因此是高柔性的)使得在弯曲时缺少对绝缘的适当支承，破坏它的整齐度，使得绝缘更为受到局部损伤。根据US—A—3775549专利，利用由双取向的聚丙烯薄层构成的叠层可降低膨胀，该薄层利用一种呈熔融态流出的聚烯烃构成的粘接剂粘接到纸上，所述聚烯烃是聚丙烯或聚丙烯的共聚物。然而，由于涉及大量的步骤，这种叠层的制作过程是十分复杂和昂贵的。事实上，首先必须压制聚丙烯薄层，然后还得沿机加工方向和横向两者进行取向。最后，利用熔融的聚丙烯或它的一种共聚物层将这一薄层连接到纸上。因而仍然强烈感到需要一种纸/聚丙烯/纸叠层，其能利用绝缘液体浸渍而不会膨胀到明显的程度，并且能以简单的方式制造，具有高度稳定的机械和电气特性。现在已经意外发现，利用一种其中心层由利用高能电离的射线进行照射的聚丙烯薄层构成的纸/聚丙烯/纸叠层，可以实现这些目的。为什么被照射的聚丙烯展现这些特性的原因迄今没有确定。有人认为这种特性可能与高结晶度有关，这种结晶度是由所添加的具有化学核化剂作用的聚丙烯提供的，此外其具有很强的结晶趋势，它们在存在绝缘液体的情况下膨胀程度较小，但是也有人指出，这是不够的，因为它们的某些电特性(特别是损耗系数)变差。在本说明书和权利要求的表述中，术语“高压和超高压”用于指电压为200千伏和其以上的电压。术语“绝缘液体”是指粘度非常低(5—15厘沲级)和电阻率至少为1016欧/厘米的油类，例如矿物油、烷基萘、烷基苯。由EP—A—0001494所介绍的绝缘液体的典型示例是癸基苯(decylbenzene)、十二烷基苯、苄基甲苯、二苄基甲苯，1—甲基萘、单异丙基二苯、1—苯基—1—(3，4二甲基—二苄基)—乙烷、1，2—二苯乙烷以及它们的混合物。术语“叠层”是指厚度一般范围为70—300微米，最好是70—200微米的平面状材料，是利用常规技术通过将至少两层相同的或不同的材料重叠彼此构成一个整体而形成的。三层的叠层是优选的，因为它们在机械应力下呈现较好的对称性，呈现的状态(摩擦)与纸带相类似。在纸/聚丙烯/纸叠层的情况下，一般或全部为由纤维素形成的纸。每一层纸最好由单层构成，其最大厚度为80微米，最好所述厚度范围为20—50微米。低密度型的纸一般具有的最大密度为0.85克/厘米3。通常对空气的不透气性范围为从10×106—30×106(伊曼纽里)Enanueli单位(G.Trogu“改进的Emanueli织物透气性测试仪和其它纸类气阻测试仪之间的比较”纸浆和造纸工业技术协会(TAPPI)第44卷第10期，1961，10，176—182A页)。优选的纸的型式是20—50微米厚的电工级纤维素纸，密度为0.65—0.75克/厘米3，对空气的不透气性为10—30×106Emanueli单位。通常聚丙烯薄层的厚度等于叠层总厚度的35—70％，最好为50—65％。术语“聚丙烯”是指由一组合中选出的一种材料，该组合包含(a)聚丙烯的均聚物，(b)由丙烯和一种烯烃随机构成的共聚物，该烯烃是由含有乙烯、具有4—10C(碳)的1—烯烃、具有4—10C的二烯烃类的组合中选出的，然而如果当所述烯烃是乙烯时，按重量计它的最大聚合物含量大约为5％(优选4％)，当所述烯烃是一种具有4—10C的1—烯烃时，它的最大聚合物含量按重量计大约为20％(优选16％)，以及当所述烯烃是一种具有4—10C的二烯烃时，它的聚合物含量按重计大约为5％(优选4％)，以及(c)由丙烯和由某一组合中选择的烯烃类随机构成的三聚物，该组合包含乙烯和具有4—8C的1—烯烃类，然而，如果当所述烯烃中的一种是乙烯时，它的最大聚合物含量按重量计约为5％(最好4％)，所述具有4—8C的1—烯烃的最大聚合物含量按重量计约为20％(最好16％)。具有4—10C的1—烯烃类包含具有4—10C的线型或带分支的1—烯烃类，例如1—丁烯、异丁烯、1—戊烯、3—甲基—1—丁烯、1—己烯、3，4—二甲基—1—丁烯、1—庚烯、3—甲基—1—己烯以及其它。具有4—10C的二烯烃的典型实例是1，3—丁二烯、1，4—戊二烯、异戊二烯、1，5己二烯、2，3—甲基—1，3—己二烯以及其它。术语“经照射的聚丙烯”指利用高能电离射线照射的聚丙烯。一种适当类型的经照射的聚丙烯是由US—A—4916198介绍的。根据所述文件，经照射的聚丙烯的制备方法为(1)通过照射线型聚丙烯，(a)其中的环境为产生并维持活性氧浓度为所述环境体积的大约15％以下，(b)利用量值范围从大约1至1×104兆拉德(megrad)/分的高能电离射线，持续时间足以使所述线型聚丙烯的链大量裂开，然而不足以使之胶化；(2)通过将经照射的材料保持在所述环境中，持续时间足以使该链形成明显数量的长的分支；以及(3)然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压和超高压电缆，包含若干导体、至少一个半导体层，用绝缘液体浸渍的分层绝缘以及外金属护套，其中所述的绝缘由纸／聚丙烯／纸叠层构成，其特征在于，所述叠层的中心层是经照射的聚丙烯构成。

【技术特征摘要】
IT 1994-5-24 001044A/941.一种高压和超高压电缆，包含若干导体、至少一个半导体层，用绝缘液体浸渍的分层绝缘以及外金属护套，其中所述的绝缘由纸/聚丙烯/纸叠层构成，其特征在于，所述叠层的中心层是经照射的聚丙烯构成。2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，在135℃下用红外线热处理至少持续15秒后，在将叠层在100℃下浸入癸基苯中持续至少3天之后，该纸/聚丙烯/纸叠层膨胀小于5％。3.根据权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，所述经照射的聚丙烯是由Himont生产的ProfaxTMPF611。4.根据权利要求1至3中任何一项所述的电缆，其特征在于，所述经照射的聚丙烯具有的熔融指数根据ASTMD1238规范测定的数值为40分克/分。5.根据权利要求4所述的电缆，其特征在于，根据ASTMD792A—2规范测定的所述经照射的聚丙烯的密度为0.902克/厘米3。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳迪奥伯西西奥，吉乌利奥图西，
申请(专利权)人：皮雷利卡维有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]