一种用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于电缆缓冲层修复技术领域，公开了一种用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液及其制备方法和应用。本发明专利技术采用双组分AB加成型硅胶作为修复液的基材，填充合适的纳米导电填料，并将其以高速搅拌和超分散技术的方式均匀分散于固化剂B修复液体中。此举可以降低整体材料的体积电阻率。将制备好的B液和催化剂A液在合适的比例下进行反应，能够固化形成化学性质稳定的导电屏蔽修复液层。将修复液注入缓冲层缺陷电缆中，能够降低电缆在实验室条件下的局放量。在注入含白斑缺陷电缆后，能使缺陷电缆局放量在1.5U0(U0＝64kV)下降低20pC。＝64kV)下降低20pC。＝64kV)下降低20pC。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电缆缓冲层修复
，特别涉及一种用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，国内大量在运高压XLPE(cross
‑
linked polyethylene)电缆出现本体故障，其主要表现为金属护套和外半导电层之间的大面积的“放电烧蚀”。这种大面积的放电不同与以往的110kV及以上电压等级的电缆故障(即发生在电缆附件或主绝缘处)放电，而是集中在电缆金属护套和绝缘屏蔽层之间，缓冲层区域放电点位置示意图如图1所示。绝缘屏蔽层上存在大量烧蚀点，有的烧蚀点甚至损伤了主绝缘，这种缓冲层烧蚀缺陷给电缆运维人员造成了极大的困扰。
[0003]据报道，电缆缓冲层烧蚀引起的电缆故障占到高压电缆本体故障的30
‑
60％左右。截止至2018年底，国网公司110kV及以上高压电缆共计14423回，总长已将近三万公里，若其中大部分电缆出现缓冲层烧蚀缺陷，一方面更换电缆的成本过高，另一方面大量的隐患缺陷电缆不能立即更换，这样势必会造成大量电缆带“病”运行，给电网的安全运行带来了极大的风险。
[0004]在高分子领域，由于具有良好的电导性能以及稳定的化学性质，液态导电硅橡胶广泛应用于电磁屏蔽、吸波和传感等领域，目前公开的关于导电硅橡胶的制备方法中，具体公开了包括乙烯基硅油、铂金催化剂、含氢硅油、抑制剂、导电炭黑、导电碳纤维、增粘剂、分散剂、气相白炭黑和挥发性溶剂，所得到的导电硅橡胶具有良好的导电性和力学性能。
[0005]电缆缓冲层烧蚀的原因是由于电缆进水导致缓冲层与铝护套之间的接触面出现不导电白斑，使得缓冲层与铝护套之间的无法取得良好的电气连接。而目前的
技术介绍
存在以下不足：
[0006]1、没有针对电缆本体的内部运行环境进行相容性的对应改进，若贸然将导电硅橡胶注入电缆本体，很可能造成其它严重后果(加速腐蚀产物生成或是造成水树导致电缆本体被击穿等)；
[0007]2、未针对电缆本体的内部结构进行导热性能的改进，大部分缺陷电缆的金属护套与缓冲层之间的空气间隙较大(高压电缆气隙层示意图如图2所示)，因此需要考虑到修复液本身的导热性能；
[0008]3、目前公开的类似文献均为针对电压等级在35kV及以下电缆的附件，并没有针对高压(110kV)的电缆本体开发的材料，也没有针对减少电缆本体局放量进行相关改进。

技术实现思路

[0009]为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液。
[0010]本专利技术另一目的在于提供上述用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液的制备方法。
[0011]本专利技术再一目的在于提供上述用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液在修复电缆缓冲层中的应用。
[0012]本专利技术的目的通过下述方案实现：
[0013]一种用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液，其包括质量比为3:7
‑
7:3(优选为1:1)的A组分和B组分，其中A组分的组成包括以下质量份数的原料：
[0014][0015][0016]B组分的组成包括以下质量份数的原料：
[0017][0018]所述乙烯基硅油为端乙烯基聚二甲基硅氧烷、端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷中的至少一种。
[0019]所述导电填料为纳米导电填料碳纳米管、石墨烯及炭黑中的至少一种和纳米硅化铜的共混物，其中碳纳米管、石墨烯及炭黑中的至少一种和纳米硅化铜的质量比为6:1
‑
100:1，优选为20:1～30:1；
[0020]更优选的，所述导电填料为质量比为25:1的碳纳米管和纳米硅化铜的共混物，其中碳纳米管选用嘉兴纳米新材料有限公司生产的SCC
‑
8，纳米硅化铜选用中科科优生产的，纳米硅化铜和碳纳米管粉体混合不仅提高本身的导电性，同时可以防止碳纳米管粉的团聚现象。
[0021]所述催化剂为铂化合物，优选为氯铂酸。
[0022]所述的表面活性剂选择脂肪酸甘油酯、多元醇和三乙醇胺中的至少一种。
[0023]所述的防水乳液为乙酸乙烯酯
‑
乙烯共聚乳液，优选pH为7的且25℃下粘度不大于600mpa.s。防水乳液的加入可以中和空气中水汽的渗透。
[0024]所述的纳米氮化硼的加入可以有效的改善硅胶固化后的导热率，同时提高固化后的强度。
[0025]所述的含氢硅油为甲基硅氧烷、乙基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷中的至少一种。所
用含氢硅油的粘度优选为1000
‑
3000。
[0026]所述的增稠剂为丙烯酸类，优选阴离子型丙烯酸类。增稠剂加入B组分中可以调节液体粘度，使B组分的粘度和A组分因加入导电填料后的粘度相近。
[0027]所述消泡剂选择非硅型、聚醚型、有机硅型和聚醚改性有机硅型中的一种。
[0028]一种上述的用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液的制备方法，包括以下步骤：
[0029](1)将A组分的原料加入带有热和减压系统的搅拌机中，搅拌混合均匀，制得组分A；
[0030](2)将B组分的原料加入到带有热和减压系统的搅拌机中，搅拌混合均匀，制得组分B；
[0031](3)使用时，将组分A、组分B按质量比进行混合并固化。
[0032]步骤(1)中所述的搅拌混合是指在50
‑
70℃减压搅拌(1
‑
3)h；
[0033]步骤(2)中所示的搅拌混合是指在50
‑
70℃减压搅拌(1
‑
3)h。
[0034]本专利技术的导电修复液既可以室温固化，又可以加热固化，具有温度越高固化越快的特点，本品在固化反应中不产生任何副产物。
[0035]所述的制备方法不在任何步骤中加入水。若在电缆中引入水分，在电缆长时间运行的电
‑
热联合作用下，电缆绝缘层会出现水树缺陷，该缺陷会使得绝缘层表面出现电场集中的情况，严重时将会直接导致绝缘层性能破坏，电缆被击穿。本专利技术的通过制备过程中的严格控制以及添加防水乳液从而使水对本专利技术作用的影响降至最低。
[0036]上述的用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液在电缆缓冲层修复中的应用。特别是针对高压(110kV)电缆的电缆缓冲层修复中的应用。
[0037]本专利技术采用双组分AB加成型硅胶作为修复液的基材，填充合适的纳米导电填料，并将其以高速搅拌和超分散技术的方式均匀分散于固化剂B修复液体中。此举可以降低整体材料的体积电阻率。将制备好的B液和催化剂A液在合适的比例下进行反应，能够固化形成化学性质稳定的导电屏蔽修复液层。其A、B液的反应机理为：在Pt催化剂作用下，乙烯基硅油和与含氢硅油发生硅氢加成反应，形成交联大分子。修复液渗透入缓冲层后，能够降低由腐蚀产物造成电位差，降低局部放电风险。
[0038]本专利技术相对于现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液，其特征在于包括质量比为3:7
‑
7:3的A组分和B组分，其中，A组分的组成包括以下质量份数的原料：B组分的组成包括以下质量份数的原料：2.根据权利要求1所述的用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液，其特征在于：所述乙烯基硅油为端乙烯基聚二甲基硅氧烷、端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷中的至少一种。3.根据权利要求1所述的用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液，其特征在于：所述导电填料为碳纳米管、石墨烯及炭黑中的至少一种和纳米硅化铜的共混物。4.根据权利要求3所述的用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液，其特征在于：所述导电填料中，碳纳米管、石墨烯及炭黑中的至少一种和纳米硅化铜的质量比为6：1
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100：1。5.根据权利要求1所述的用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液，其特征在于：所述的防水乳液为乙酸乙烯酯
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乙烯共聚乳液；优选为pH为7的且25℃下粘度不大于600mpa.s的乙酸乙烯酯
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乙烯共聚乳液。6.根据权利要求1所述的用于电缆缓冲层烧蚀故障的导电修复液，其特征在于：所述的含氢硅油为甲基硅氧烷、乙基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄嘉盛，李濛，韩卓展，石银霞，张耿斌，张飞，阮耀萱，李瀚儒，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：