中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料及采用該料的電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于線纜及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料及采用該料的電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，中壓電力電纜大部分都采用交聯(lián)聚乙烯絕緣，普通的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在敷設(shè)和運(yùn)行期間受機(jī)械應(yīng)力或外力損傷，或電纜在潮濕、有水的環(huán)意下長(zhǎng)期運(yùn)行，都會(huì)導(dǎo)致外界水分向電纜內(nèi)部滲透，在電場(chǎng)作用下形成水樹(shù)的機(jī)會(huì)大大增加，水樹(shù)枝在電場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)化成永久性的電樹(shù)枝，在較短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致絕緣擊穿。一旦電纜外護(hù)層遭到破壞，電纜進(jìn)水后，會(huì)引起鋼帶、銅帶腐蝕，絕緣性能下降，大大縮短電纜使用壽命.目前抗水樹(shù)電纜主要有兩種方案，之一是干式設(shè)計(jì)，使電纜內(nèi)部不接觸水，僅電纜外表面的水樹(shù)生長(zhǎng)極慢；之二是吸水/拒水設(shè)計(jì)，使電纜內(nèi)部進(jìn)入水份后，電纜料不吸收水分，這種情況下，水分進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部，使導(dǎo)體快速氧化，極快地縮短了電纜的使用壽命。為此，行業(yè)內(nèi)進(jìn)行了大量的電纜抗水樹(shù)研宄。如申請(qǐng)公布號(hào)為:CN102120842A、名稱為:一種35KV以下抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣材料；申請(qǐng)?zhí)枮镃N200810200933.X、名稱為:一種硅烷改性的過(guò)氧化物交聯(lián)聚乙烯抗水樹(shù)絕緣材料的制備方法；申請(qǐng)?zhí)枮?CN200810028374.9、名稱為:一種復(fù)配抗水樹(shù)生長(zhǎng)劑，等文獻(xiàn)，都公開(kāi)了抗水樹(shù)材料。
[0003]授權(quán)公告號(hào)CN203300285U的專利公開(kāi)了一種抗水樹(shù)交聯(lián)電纜，包括線芯、PE絕緣層、填充層、繞包層、抗水層以及護(hù)套層，外表面包裹有PE絕緣層的數(shù)根線芯相互絞合構(gòu)成電纜纜芯，電纜纜芯的外表面依次包裹有填充層、繞包層、抗水層以及護(hù)套層。
[0004]授權(quán)公告號(hào)CN201069676Y的專利公開(kāi)了全阻水抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，它可以是單芯結(jié)構(gòu)，也可以是三芯結(jié)構(gòu)，單芯結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次是由阻水導(dǎo)體1、內(nèi)屏蔽層2、絕緣層3、外屏蔽層4、半導(dǎo)電阻水內(nèi)層5、金屬屏蔽層6、半導(dǎo)電阻水外層7、徑向擋潮層(8)和外護(hù)層9組成；三芯結(jié)構(gòu)是由三根絕緣線芯10與阻水填充繩11絞合成纜后外層依次是阻水層12、徑向擋潮層8’、外護(hù)層9’組成，阻水導(dǎo)體I是由多根金屬單線13絞合而成，在金屬單線13絞合的層與層之間重疊繞包絕緣阻水帶14。它通過(guò)導(dǎo)體、絕緣材料、電纜結(jié)構(gòu)采用縱向和徑向阻水方式，從而有效的抑制交聯(lián)電纜在使用過(guò)程中水分的浸入及絕緣中水樹(shù)的產(chǎn)生，顯著降低交聯(lián)電纜故障率。
[0005]授權(quán)公告號(hào)CN204332515U的專利公開(kāi)了一種抗水樹(shù)交聯(lián)電纜，包括導(dǎo)體，導(dǎo)體外依次包裹有光滑內(nèi)屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯層、光滑外屏蔽層、金屬屏蔽層、無(wú)紡布、阻尼膠層和外護(hù)套層，光滑內(nèi)屏蔽層的內(nèi)外表面摩擦系數(shù)為0.1-0.2，光滑外屏蔽層的內(nèi)外表面摩擦系數(shù)為0.1-0.2，光滑內(nèi)屏蔽層為和光滑外屏蔽層都為鋁箔麥拉屏蔽層，交聯(lián)聚乙烯層的密度為0.8-0.9g/cm3,其抗張強(qiáng)度為20MPa、其體積電阻率大于I X 115 Ω.cm,阻尼膠層的厚度為0.5-lmm，它將所述光滑內(nèi)屏蔽層和光滑外屏蔽層的摩擦系數(shù)盡量設(shè)置的低，可以盡量減少其與導(dǎo)體和交聯(lián)聚乙烯層之間的不規(guī)則凸起、空隙和空穴，可以有效的減少樹(shù)枝放電的發(fā)展，即使產(chǎn)生了水樹(shù)枝，也能抑制水樹(shù)的繼續(xù)生長(zhǎng)并抑制其放電。
[0006]但是，上述文獻(xiàn)公開(kāi)的中壓抗水樹(shù)材料及電纜結(jié)構(gòu)，并不能很好地解決電纜的水樹(shù)生產(chǎn)問(wèn)題，主要是電纜內(nèi)部水量進(jìn)入后如何阻止水樹(shù)生產(chǎn)的問(wèn)題、電纜的干式防水問(wèn)題等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一是揭示一種中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料，本發(fā)明的目的之二是揭示采用該電纜料的電纜，它們是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0008]中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料，其特征在于按重量份計(jì)，它是由以下原料及含量構(gòu)成的:
低密度聚乙烯:40?60份；
中密度聚乙烯:15?30份；
聚丙烯:5?10份；
聚烯烴彈性體:3?5份；
鈦白粉:I?3份；
聚乙烯蠟或石蠟:4?6份；
碳黑?3份；
過(guò)氧化二異丙苯:0.5?1.5份；
丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸羥乙酯:15?25份；
抗氧劑168或抗氧化劑1010:0.8?2.0份；
甲基丙烯酸二甲胺乙酯或聚乙二醇單甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸羥基乙酯:4?8
份；
潮氣吸收復(fù)合物:5?10份；
所述潮氣吸收復(fù)合物由以下重量份的原料組成:醋酸乙烯酯共聚物30?40份、聚丙烯腈10?20份、聚丙烯酞胺15?30份、聚乙烯醇與環(huán)狀酸酐反應(yīng)而得到的改性聚乙烯醇15?25份。
[0009]上述所述的中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料，其特征在于它是按以下方法制備得到的:
第一步:按原料份稱取各原料；
第二步:將第一步中稱取的低密度聚乙烯、中密度聚乙稀、聚丙稀、聚烯烴彈性體、聚乙烯蠟或石蠟、丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸羥乙酯加入密煉機(jī)進(jìn)行共混，待粒料呈完全熔融狀態(tài)后加入潮氣吸收復(fù)合物、過(guò)氧化二異丙苯、抗氧劑168或抗氧化劑1010并使其均勻混合，然后加入碳黑、鈦白粉混合均勻得到原料中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料；
第三步:將第二步得到的原料中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料采用密煉機(jī)或者雙階式雙螺桿擠出機(jī)或單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出拉伸、熱切、冷卻、干燥包裝得到中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料成品。
[0010]上述所述的中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料中，所述聚烯烴彈性體即為市售的聚烯烴類熱塑性彈性體(ΤΡ0)。
[0011]上述所述的中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料，適合于IkV到35kV耐壓等級(jí)的中壓電纜。
[0012]上述所述的中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料，采用易得、低價(jià)的原材料，配方合理且易于制備、制造方法簡(jiǎn)單、易于批量規(guī)模生產(chǎn)、生產(chǎn)設(shè)備要求低、投入生產(chǎn)設(shè)備的成本低。
[0013]本發(fā)明的第2實(shí)施實(shí)例中，抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜，具有單根導(dǎo)體及位于導(dǎo)體外的外護(hù)套，其特征在于導(dǎo)體外擠塑包覆有絕緣層、絕緣層外包覆有屏蔽層、屏蔽層外具有第一阻水層、第一阻水層外具有內(nèi)護(hù)層、內(nèi)護(hù)層外具有第二阻水層，外護(hù)套擠塑包覆在第二阻水層外；內(nèi)護(hù)層及外護(hù)套的材料都為市售交聯(lián)聚乙烯電纜料或?qū)嵤?shí)例I所述的中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料，絕緣層與導(dǎo)體之間的最大間隙為0.1 μπι ;從內(nèi)護(hù)層向第一阻水層，第一阻水層是不透氣及不透液的；在與電纜軸線垂直的任一橫截面上:導(dǎo)體、絕緣層、屏蔽層三者的中心重合。
[0014]上述所述的抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜，其特征在于所述導(dǎo)體的材料為銅或鋁或合金。
[0015]進(jìn)一步地，上述所述的抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜，其特征在于所述導(dǎo)體的橫截面積為I?6mm2。
[0016]上述所述的抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜，其特征在于所述絕緣層的材料為聚乙烯或聚氨酯。
[0017]上述所述的抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜，其特征在于所述屏蔽層的材料是鋼帶或銅帶或鋁帶。
[0018]上述所述的抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜，其特征在于所述第一阻水層的材料是聚乙烯或聚丙烯。
[0019]上述所述的抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜，其特征在于所述第二阻水層的材料是鋁帶或鋼帶或銅帶，且所述第二阻水層是縱向包覆在內(nèi)護(hù)層之外的，第二阻水層的兩個(gè)端頭是熔接在一起的，從外護(hù)套到內(nèi)護(hù)套，第二阻水層是不透水的。
[0020]上述所述的抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜，其特征在于所述絕緣層的厚度是0.6?1.0mm、第一阻水層的厚度是0.2?0.6mm、內(nèi)護(hù)層的厚度是0.6?1.2mm、外護(hù)套的厚度是L 6 ?2.5mmο
[0021]本發(fā)明的第3實(shí)施實(shí)例中揭示了一種三芯結(jié)構(gòu)抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜，其特征在于它包含有三根第2實(shí)施實(shí)例中的抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜，三根抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜呈兩兩相切放置，三根抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜外具有位置固定層、位置固定層外擠塑包覆有第三阻水層、第三阻水層外包覆有阻水護(hù)套。
[0022]本發(fā)明中，由于導(dǎo)體采用單根導(dǎo)體，因此解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用絞合導(dǎo)體而造成的導(dǎo)體內(nèi)部間隙中的水分滲透問(wèn)題；又由于絕緣層與導(dǎo)體之間的最大間隙為0.1 μπι,故水分子無(wú)法徑向滲透，當(dāng)間隙中填充有油膏時(shí)，水分更不能滲透且有效地保護(hù)了導(dǎo)體，使導(dǎo)體不易氧化；第一、第二及可能有的第三阻水層的存在，使得水分不能外部滲透；另外，交聯(lián)聚乙烯材料本身非常致密，水分無(wú)法穿透；因此，本發(fā)明中，水分無(wú)法滲入到導(dǎo)體，無(wú)法形成水樹(shù)；電纜性能更穩(wěn)定、可靠。
[0023]因此，本發(fā)明具有阻水效果優(yōu)良、易生產(chǎn)、不產(chǎn)生水樹(shù)、電纜電性能/機(jī)械/環(huán)境性能更穩(wěn)定、更可靠等有益技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施實(shí)例2的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施實(shí)例3的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施實(shí)例I為本發(fā)明電纜料的實(shí)施實(shí)例，實(shí)施實(shí)例2及實(shí)施實(shí)例3為本發(fā)明電纜的實(shí)施實(shí)例。
[0027]實(shí)施實(shí)例I
中壓抗水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜料，其特征在于按重量份計(jì)，它是由以下原料及含量構(gòu)成的:
低密度聚乙烯:40?60份；
中密度聚乙烯:15?30份；
聚丙烯:5?10份；
聚烯烴彈性體:3?5份；
鈦白粉:I?3份；
聚乙烯蠟或石蠟:4?6份；
碳黑?3份；
過(guò)氧化二異丙苯:0.5?1.5份；
丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸羥乙酯:15?25份；
抗氧劑168或抗氧化劑1010:0.8?2.0份；
甲基丙烯酸二甲胺乙酯或聚乙二醇單甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸羥基乙酯:4?8
份；
潮氣吸收復(fù)合物:5?10份；所述潮氣吸收復(fù)合物由以下重量份的原料組成:醋酸乙烯酯共聚物30?40份、聚丙烯腈10?20份、聚丙烯酞胺15?30份、聚乙烯醇與環(huán)狀酸酐反應(yīng)而得到的改性聚乙烯醇15?25份。
[0028]上述