超高压电力电缆及其半导电缓冲层制造技术

本发明专利技术属于电力电缆技术领域，针对超高压电缆结构中半导电阻水缓冲层烧蚀导致电缆本体被击穿，提供一种超高压电力电缆及其半导电缓冲层，半导电缓冲层，可分为三种类型：第一种：半导电缓冲层由半导电轻弹缓带构成；第二种：半导电缓冲层由半导电轻弹缓带和集束铜丝导流层组合而成；第三种：半导电缓冲层由半导电轻弹集束铜丝带构成。半导电缓冲层采用新的材料和结构的半导电缓冲层，同时具有不吸潮、低电阻、高回弹的特性，可消除皱纹铝护套与绝缘线芯之间的悬浮电位差，阻绝因电阻增大、放电引发的烧蚀现象。电引发的烧蚀现象。

【技术实现步骤摘要】
超高压电力电缆及其半导电缓冲层


[0001]本专利技术属于电力电缆
，具体涉及超高压电力电缆及其半导电缓冲层。

技术介绍

[0002]电缆是用以传输电(磁)能、传递信息、实现电磁能转换和构成自动化控制线路的基础产品。额定电压为66kv和110kv的电缆为高压电缆，额定电压为220kv、330kv和500kv的电缆为超高压电缆。高压电缆结构由内到外分别是导体、内半导电层、绝缘层、外半导电层、缓冲层、金属护套、外护套。随着经济的发展，人们对电线电缆的品质要求越来越高，高压超高压电力电缆年增长率达到29％，每百公里的故障率达到2％，其中本体故障率接近0.08％，经过对电缆本体故障原因分析，发现有大量的本体故障是因为电缆结构中半导电缓冲层烧蚀引起的，半导电缓冲层的采用由聚酯纤维非织造布与半导电涂胶复合而成的半导电缓冲带，金属护套下半导电缓冲层与金属护套两者之间接触不良，会存在悬浮电位，两者之间的电位差因放电引发烧蚀。其半导电缓冲层上的烧蚀现象，长期累积会导致电缆本体故障，将影响高压电力电缆的安全运行。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是超高压电缆结构中半导电阻水缓冲层烧蚀导致电缆本体被击穿，提供一种超高压电力电缆及其半导电缓冲层，采用新的材料和结构的半导电缓冲层，同时具有不吸潮、低电阻、高回弹的特性，可消除皱纹铝护套与绝缘线芯之间的悬浮电位差，阻绝因电阻增大、放电引发的烧蚀现象，从而解决现有技术上的缺陷。
[0004]为解决所述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
>[0005]一种高压电缆的半导电缓冲层，其设置在芯线和金属护套之间，半导电缓冲层可分为三种类型：
[0006]第一种：半导电缓冲层完全由半导电轻弹缓带构成，所述半导电轻弹缓带主要由以下重量份的原料组成：乙丙橡胶或者丁基橡胶100份、金属氧化物活性剂5～10份、硬脂酸1～2份、防老剂1～3份、导电炭黑60～80份、石墨粉8～15份、软化剂15～25份、硫化剂及硫化促进剂2～5份。
[0007]进一步的，所述金属氧化物活性剂为氧化锌和/或氧化镁。
[0008]进一步的，所述防老剂选择防老剂455、RD、BLE、264、MB、MTI中的一种或几种。
[0009]进一步的，所述石墨粉的细度不低于325目，具有更好的分散性。
[0010]进一步的，所述软化剂选择石蜡油、机械油、芳香油、环烷油、芳烃油中的一种或几种。
[0011]进一步的，所述硫化剂选择二硫代二吗啡咻，硫化促进剂为DTDM；所述硫化剂选择硫载体TMTD、二硫化或多硫化秋兰姆，硫化促进剂选择TT、TRA、ZDC和DM中的一种或几种。
[0012]制备方法是：
[0013]步骤1：将所述已丙橡胶或丁基橡胶在密封式炼胶机上进行塑炼，温度一般设定
150～170℃，时间约2～4min；
[0014]步骤2：将所述金属氧化物活性剂与步骤1塑炼后的橡胶进行第一次混炼，制成胶体Ⅰ；
[0015]步骤3：将所述硬脂酸、所述防老剂、所述软化剂与胶体Ⅰ进行第二次混炼，在高速混3～5min后加入所述导电炭黑和石墨粉，制成胶体Ⅱ；
[0016]步骤4：将所述硫化剂与胶体Ⅱ通过压延机制成所述半导电轻弹缓带。
[0017]第二种：半导电缓冲层由半导电轻弹缓带和集束铜丝导流层组合而成，半导电轻弹缓带的原料和制备方法与第一种描述中相同，区别在于，在其外面增加集束铜丝导流层，所述集束铜丝导流层由高强度合成纤维编织布和集束铜丝编织而成。半导电轻弹缓带和集束铜丝导流层通过绕包的方式面与面接触使其紧密贴合。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，高强度合成纤维编织布断裂强力80
‑
100N/15mm，断裂伸长率12
‑
14％。集束铜丝优选正规绞合或非正规绞合成股的铜丝束。
[0019]第三种：半导电缓冲层由半导电轻弹集束铜丝带构成，其原料组成在第一种类型的基础上增加了铜丝并加入抗铜剂5～10份。制备工艺上，步骤1～3与第一种的工艺前三步是相同的，不同点在于步骤4：将所述硫化剂、抗铜剂、铜丝与胶体Ⅱ通过压延机制成。铜丝可以为单根铜丝、绞合或编织好的铜丝。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]上述三种半导电缓冲层结构，每一种都可以解决半导电缓冲层烧蚀的问题。半导电缓冲层可以为绝缘线芯提供良好的物理和化学性能保护，防止绝缘线芯受热膨胀而发生机械性损伤，其材料内涵盖的基料不会对皱纹铝护套形成化学性或电化学性腐蚀，可消除皱纹铝护套与绝缘线芯之间的悬浮电位差，阻绝因电阻增大、放电引发的烧蚀现象，且该层材料具有高回弹性，受挤压后产生形变，撤去外力后可恢复原状态，且该自身不发生破损的情况下，可循环使用。集束铜丝导流层可进一步降低半导电轻弹缓层与皱纹铝护层的接触电阻，以消除皱纹铝护套与绝缘线芯之间的悬浮电位差，阻绝因放电引发烧蚀现象，避免了因放电引起缓冲层烧蚀致电缆本体出现故障，解决了电缆受到烧蚀性破坏使其寿命缩短的问题，提升了电缆的品质。
附图说明
[0022]图1为本专利技术高压电力电缆结构示意图；
[0023]图2为本专利技术高压电力电缆线芯结构示意图；
[0024]图3是本专利技术实施例1半导电缓冲层第一种结构示意图；
[0025]图4是本专利技术实施例2半导电缓冲层第二种结构示意图；
[0026]图5是本专利技术实施例3半导电缓冲层第三种结构示意图；
[0027]图6是本专利技术实施例3半导电轻弹集束铜丝带的三种结构示意图，上中下三幅图依次为单根铜丝的半导电轻弹集束铜丝带、绞合铜丝的半导电轻弹集束铜丝带及编织铜丝的半导电轻弹集束铜丝带。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0029]实施例1
[0030]超高压电力电缆的结构，如图1和图2所示，包括线芯1，线芯1包括导体芯11,导体芯11外绕包半导电带12，半导电带12外依次设置有三层共挤而成的导体屏蔽层13、绝缘层14和绝缘屏蔽层15。线芯1外设有半导电缓冲层，在半导电缓冲层外包裹焊接皱纹铝护套4并轧纹，皱纹铝护套层4外挤包外护套层5和外半导电层6。
[0031]如图3所示，半导电轻弹缓带2构成半导电缓冲层的第一种结构。
[0032]半导电轻弹缓2带的制备工艺：称取如下重量份的原料：乙丙橡胶100份、氧化镁5份、硬脂酸1份、防老剂BLE 2份、导电炭黑60份、石墨粉8份、石蜡油20份、二硫代二吗啡咻及硫化促进剂DTDM3份。
[0033]步骤1：将已丙橡胶在密封式炼胶机上进行塑炼，温度一般设定150～170℃，时间约2～4min；
[0034]步骤2：将氧化镁与步骤1塑炼后的橡胶进行第一次混炼，制成胶体Ⅰ；
[0035]步骤3：将硬脂酸、所述防老剂、石蜡油与胶体Ⅰ进行第二次混炼，在高速混3～5min后加入所述导电炭黑和石墨粉，制成胶体Ⅱ；
[0036]步骤4：将硫化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压电缆的半导电缓冲层，其设置在芯线和金属护套之间，其特征在于，为以下三种类型中的任意一种：第一种类型：半导电缓冲层完全由半导电轻弹缓带构成，所述半导电轻弹缓带主要由以下重量份的原料组成：乙丙橡胶或者丁基橡胶100份、金属氧化物活性剂5～10份、硬脂酸1～2份、防老剂1～3份、导电炭黑60～80份、石墨粉8～15份、软化剂15～25份以、硫化剂及硫化促进剂2～5份；制备方法是：步骤1：将所述已丙橡胶或丁基橡胶在密封式炼胶机上进行塑炼，温度设定150～170℃，时间约2～4min；步骤2：将所述金属氧化物活性剂与步骤1塑炼后的橡胶进行第一次混炼，制成胶体Ⅰ；步骤3：将所述硬脂酸、所述防老剂、所述软化剂与胶体Ⅰ进行第二次混炼，在高速混3～5min后加入所述导电炭黑和石墨粉，制成胶体Ⅱ；步骤4：将所述硫化剂与胶体Ⅱ通过压延机制成所述半导电轻弹缓带；第二种类型：所述半导电缓冲层由半导电轻弹缓带和集束铜丝导流层组合而成，所述半导电轻弹缓带的原料和制备方法与第一种类型相同，区别在于，在半导电轻弹缓带的外面增加集束铜丝导流层，所述集束铜丝导流层由高强度合成纤维编织布和集束铜丝编织而成，所述半导电轻弹缓带和集束铜丝导流层通过绕包的方式紧密贴合；第三种类型：半导电缓冲层由半导电轻弹集束铜丝带构成，其原料组成在第一种类型的基础上增加了绞合或编织的铜丝并加入抗铜剂5～10份；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延华，孙鹤，张大伟，王长春，段永正，张涛，王野，张凤霞，
申请(专利权)人：青岛汉缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：