一种66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，包括电缆线芯、半导电阻水带层、金属丝布带层、铝护套、包覆层、改性聚丙烯绝缘护套层、以及外护套，所述电缆线芯、所述半导电阻水带层、所述金属丝布带层、所述铝护套、所述包覆层、所述改性聚丙烯绝缘护套层、以及所述外护套由内到外依次设置。本发明专利技术还公开66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆的制造方法。本发明专利技术的电缆至少具有阻燃防火、耐候耐寒性好、质量轻、刚性好等优点。刚性好等优点。刚性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆及其制造方法


[0001]本专利技术属于电缆
，具体涉及一种66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着经济的高速发展，电力需求也越来越大，特别是高压电缆的敷设存在地域的差异，对电缆结构的要求越来越高，不仅要阻燃、防鼠防蚁、耐候、耐寒、防腐、抗氧、防霉菌，同时要能减轻高压电缆的整体重量，便于电缆的敷设。
[0003]目前，高压绝缘电缆材料均采用聚乙烯(XLPE)作为绝缘，聚乙烯绝缘材料虽然具有耐低温、耐溶剂性、韧性、介电与电绝缘性好，透明度较好等优点，但是，同时存在承载力小、易燃、耐寒耐侯性差、材质重、刚性差等缺点。在高压电缆着火时，很难起到良好的阻燃防火作用，同时，在电缆使用过程中，容易被老鼠、白蚁等动物啃咬损坏，或者，容易受到敷设环境的腐蚀，严重影响电缆后续正常使用，并且，高压电缆都是截面较大的电缆，重量大，敷设难度大，人工劳动强度大，敷设时，易造成的电缆损伤，直接影响到电缆的使用寿命，严重时，还会造成高压电网运行系统中断，造成大面积的停电事故。
[0004]聚丙烯(PP)是目前所有塑料中较轻，且环保的品种之一，而且容易改性，具有优良的绝缘及电气特性，以及，具有密度低、耐化学性好、综合性能优良等特点，是一种价格比较低廉、无毒、无味的乳白色高结晶聚合物，改性聚丙烯(PP)材料已被广泛应用于建筑、家电、汽车、交通运输等生产生活中的各个领域，但是，由于存在稳定性差、收缩率大等问题，迄今为止改性聚丙烯
[0005](PP)绝缘电缆材料在电缆行业未被广泛使用，可以说在电缆领域的应用仍属于市场空白。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆及其制造方法，该电缆至少具有阻燃防火、耐候耐寒性好、质量轻、刚性好等优点。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供一种66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其技术方案如下：
[0008]一种66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，包括电缆线芯、半导电阻水带层、金属丝布带层、铝护套、包覆层、改性聚丙烯绝缘护套层、以及外护套，所述电缆线芯、所述半导电阻水带层、所述金属丝布带层、所述铝护套、所述包覆层、所述改性聚丙烯绝缘护套层、以及所述外护套由内到外依次设置。
[0009]优选的是，所述电缆线芯包括导体、半导电尼龙带层、半导电内屏蔽层、改性聚丙烯绝缘层、以及半导电外屏蔽层，其中，所述半导电尼龙带层包裹在所述导体外；所述半导电内屏蔽层包裹在所述半导电尼龙带层外；所述改性聚丙烯绝缘层包裹在所述半导电内屏
蔽层外；所述半导电外屏蔽层包裹在改性聚丙烯绝缘层外。
[0010]优选的是，所述导体为圆形紧压导体或分割导体绞合形成的绞合导体；所述圆形紧压导体和所述分割导体绞合均采用铜、铝或者铝合金材料制成的单丝线绞合而成。
[0011]优选的是，所述单丝线在20℃时的电阻率≤0.01707Ω.mm2/m，伸长率≥40％。
[0012]优选的是，所述导体在绞合后的各层节距的节距值与工艺规范之差≤
±
20mm，节距值≤5％。
[0013]优选的是，所述圆形紧压导体的截面积为240mm2～630mm2，外径为20.5mm～36.2mm，紧压系数≥88％；所述分割导体的截面积为800mm2～3500mm2，外径为35.8mm～62.3mm，分割导体为四分割、五分割、六分割、以及七分割中的一种，分割后的股块为扇形或瓦楞形，各股块间成缆不圆度≥98％，最大外径与最小外径之差f值≤0.5mm。
[0014]优选的是，所述分割导体的各个股块之间设有皱纹绝缘纸；所述皱纹绝缘纸的厚度为0.12～0.30mm，密度为0.78～0.93g/cm3，纵向强度为100N/15mm，横向强度为50N/15mm。
[0015]优选的是，所述半导电尼龙带层的厚度为0.4～0.6mm；所述半导电内屏蔽层的厚度为1.2～2.0mm；所述改性聚丙烯绝缘层的厚度为10～34mm；所述半导电外屏蔽层的厚度为1.2～1.5mm。
[0016]优选的是，所述改性聚丙烯绝缘层包括以下重量份组成：
[0017]聚丙烯90～100份，改性酚醛树脂5～15份，防老剂MB1～2份，防老剂RD0.5～1份，无机填料10～15份，催化剂1～5份，润滑剂3～8份，氧化锌1～3份，纳米氮化硼6～12份，增韧剂3～6份，抗氧剂3～4份，抗酸剂1～3份，抗粘连剂0.3～0.5份，光稳定剂0.6～0.8份，成核剂3～8份，抗静电剂0.6～0.9份，分子量调节剂4～7份，紫外线吸收剂0.9～1.6份，增塑剂7～9份。
[0018]优选的是，所述半导电阻水带层的厚度为0.2～0.4mm，直流电阻率＜小于5.0
×
104Ω
·
cm；所述金属丝布带层采用含有20根以上镀锡铜丝的金属丝布带绕包而成，其厚度为0.5～1.0mm，搭盖率为5～15％。
[0019]优选的是，所述铝护套为平滑铝护套(8)或皱纹铝护套(9)，铝护套的材质为纯度≥99.6％的铝，铝护套的拉伸强度≥80MPa，伸长度≥16％。
[0020]优选的是，所述平滑铝护套的厚度为2.2～5.5mm；所述皱纹铝护套的厚度为2.0～4.8mm。
[0021]优选的是，所述包覆层采用热熔胶或沥青制成。
[0022]优选的是，所述改性聚丙烯绝缘护套层为阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、低烟无卤阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、耐候阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、耐寒阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、防鼠防蚁阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、防腐蚀防霉菌阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、以及高抗冲耐热阻燃改性聚丙烯绝缘护套层中的一种，改性聚丙烯绝缘护套层的厚度为5～5.5mm。
[0023]优选的是，所述阻燃改性聚丙烯绝缘护套层包括以下重量份组成：
[0024]聚丙烯80～100份，阻燃剂18～20份，润滑剂0.4～0.8份，抗氧剂0.4～0.9份，抗酸剂0.8～1.2份，抗粘连剂0.2～0.6份，光稳定剂0.8～1.1份，成核剂1.1～1.6份，抗静电剂0.8～1.4份，分子量调节剂2.6～3.4份，无机填料7～12份，偶联剂1～1.5份，紫外线吸收剂
0.9～1.6份，增塑剂8～12份，改性蛋白石粉12～18份。
[0025]优选的是，所述低烟无卤阻燃改性聚丙烯绝缘护套层包括以下重量份组成：
[0026]聚丙烯90～100份，阻燃剂16～18份，无卤填料25～32份，成炭剂6～8份，润滑剂0.4～0.8份，抗粘连剂0.5～1.0份，抗氧剂0.4～0.9份，抗酸剂1.0～1.4份，光稳定剂1.2～1.6份，成核剂3～5份，抗静电剂1.0～1.4份，分子量调节剂4.6～6.2份，无机填料9～10份，偶联剂2～4.3份，增塑剂6～10份，改性蛋白石粉16～19份。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，包括电缆线芯(101)、半导电阻水带层(6)、金属丝布带层(7)、铝护套、包覆层、改性聚丙烯绝缘护套层(12)、以及外护套(13)，所述电缆线芯、所述半导电阻水带层、所述金属丝布带层、所述铝护套、所述包覆层、所述改性聚丙烯绝缘护套层、以及所述外护套由内到外依次设置。2.根据权利要求1所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述电缆线芯包括导体(1)、半导电尼龙带层(2)、半导电内屏蔽层(3)、改性聚丙烯绝缘层(4)、以及半导电外屏蔽层(5)，所述半导电尼龙带层包裹在所述导体外；所述半导电内屏蔽层包裹在所述半导电尼龙带层外；所述改性聚丙烯绝缘层包裹在所述半导电内屏蔽层外；所述半导电外屏蔽层包裹在改性聚丙烯绝缘层外。3.根据权利要求2所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述导体(1)为圆形紧压导体或分割导体绞合形成的绞合导体；所述圆形紧压导体和所述分割导体绞合均采用铜、铝或者铝合金材料制成的单丝线绞合而成。4.根据权利要求3所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述单丝线在20℃时的电阻率≤0.01707Ω.mm2/m，伸长率≥40％。5.根据权利要求3所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述导体在绞合后的各层节距的节距值与工艺规范之差≤
±
20mm，节距值≤5％。6.根据权利要求3所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述圆形紧压导体的截面积为240mm2～630mm2，外径为20.5mm～36.2mm，紧压系数≥88％；所述分割导体的截面积为800mm2～3500mm2，外径为35.8mm～62.3mm，分割导体为四分割、五分割、六分割、以及七分割中的一种，分割后的股块为扇形或瓦楞形，各股块间成缆不圆度≥98％，最大外径与最小外径之差f值≤0.5mm。7.根据权利要求6所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述分割导体的各个股块之间设有皱纹绝缘纸；所述皱纹绝缘纸的厚度为0.12～0.30mm，密度为0.78～0.93g/cm3，纵向强度为100N/15mm，横向强度为50N/15mm。8.根据权利要求2所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述半导电尼龙带层(2)的厚度为0.4～0.6mm；所述半导电内屏蔽层的厚度为1.2～2.0mm；所述改性聚丙烯绝缘层的厚度为10～34mm；所述半导电外屏蔽层的厚度为1.2～1.5mm。9.根据权利要求8所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述改性聚丙烯绝缘层(4)包括以下重量份组成：聚丙烯90～100份，改性酚醛树脂5～15份，防老剂MB1～2份，防老剂RD0.5～1份，无机填料10～15份，催化剂1～5份，润滑剂3～8份，氧化锌1～3份，纳米氮化硼6～12份，增韧剂3～6份，抗氧剂3～4份，抗酸剂1～3份，抗粘连剂0.3～0.5份，光稳定剂0.6～0.8份，成核剂3～8份，抗静电剂0.6～0.9份，分子量调节剂4～7份，紫外线吸收剂0.9～1.6份，增塑剂7～9份。
10.根据权利要求1或2所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述半导电阻水带层(6)的厚度为0.2～0.4mm，直流电阻率＜小于5.0
×
104Ω
·
cm；所述金属丝布带层(7)采用含有20根以上镀锡铜丝的金属丝布带绕包而成，其厚度为0.5～1.0mm，搭盖率为5～15％。11.根据权利要求1或2所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述铝护套为平滑铝护套(8)或皱纹铝护套(9)，铝护套的材质为纯度≥99.6％的铝，铝护套的拉伸强度≥80MPa，伸长度≥16％。12.根据权利要求10所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述平滑铝护套的厚度为2.2～5.5mm；所述皱纹铝护套的厚度为2.0～4.8mm。13.根据权利要求1或2所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述包覆层采用热熔胶或沥青制成。14.根据权利要求1或2所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述改性聚丙烯绝缘护套层(12)为阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、低烟无卤阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、耐候阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、耐寒阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、防鼠防蚁阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、防腐蚀防霉菌阻燃改性聚丙烯绝缘护套层、以及高抗冲耐热阻燃改性聚丙烯绝缘护套层中的一种，改性聚丙烯绝缘护套层的厚度为5～5.5mm。15.根据权利要求14所述的66kV～500kV高压改性聚丙烯绝缘电缆，其特征在于，所述阻燃改性聚丙烯绝缘护套层包括以下重量份组成：聚丙烯80～100份，阻燃剂18～20份，润滑剂0....

【专利技术属性】
技术研发人员：张仲奇，藏德峰，龙海泳，张宗军，邵继领，李涛，王爽，王淑娟，王洪祥，王海东，
申请(专利权)人：特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：