CN1300085A - 一种交联聚乙烯绝缘动力电缆 - Google Patents
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Abstract
一种交联聚乙烯绝缘动力电缆,包括导体,包覆在所述导体外表面的导体屏蔽层和包覆在该导体屏蔽层外表面的绝缘层,以及包覆在所述绝缘层外表面的绝缘屏蔽层,所述绝缘层是由低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0一3.0)、抗氧剂、过氧化物交联剂、结晶形态改善用聚烯烃弹性体按照下述重量百分比组合而成:低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0—3.0):65—97；抗氧剂:0.14—1.5;过氧化物交联剂:0.7一3.0;结晶形态改善用聚烯烃弹性体;1.8—30.5。由于本发明所述绝缘层采用上述组份,从而使其内部球晶的尺寸减小,提高了所述电缆的使用寿命。
Description
本发明涉及一种动力电缆，具体说是涉及一种交联聚乙烯绝缘动力电缆。
交联聚乙烯绝缘动力电缆不但具有优良的电气绝缘性能、耐热性能，而且安装敷设不受落差限制，所以近年来得到了迅速的发展和运用。目前，交联聚乙烯绝缘动力电缆的基本结构为：导体，包覆在导体外表面的导体屏蔽层和包覆在导体屏蔽层外表面的绝缘层，以及包覆在绝缘层外表面的绝缘屏蔽层，其中，绝缘层是保证电缆正常工作的关键部分，它决定着电缆的使用寿命。普通电线电缆用过氧化物交联聚乙烯绝缘料的基本组份是低密度聚乙烯树脂，该类树脂的熔融指数范围为1.0-3.0，它的显著弱点就是在电场的作用下，材料内部会产生电化学树枝放电，即所谓电树，当材料含有微量水及微孔时，电场作用下，材料内还易产生水树枝，这样会加速电缆的电老化，由于树枝化现象是一个相对长期的过程，所以无论是电缆行业的国家标准，还是国际标准中均未规定电缆产品的耐电树及耐水树性指标，但是几十年来国内外电缆专家对电树、水树垢引发、生长等过程作了反复的研究，已共认电缆内部的树枝化放电现象不但存在，而且会大大降低电缆的使用寿命。
就水树、电树的抑制而言，国内外专家倾注了大量的精力，屏蔽层的光滑化对抑制电树有一定的作用，但对绝缘层内部局部电场集中及微孔存在引起的电树和水树作用不大。由于交联聚乙烯是半结晶型聚合物，晶体和无定形区之间的交界面是树枝引发及生长的区域。已有抑制水树的方法一是加入亲入性的添加剂，形成亲水性界面，减缓水在聚乙烯中的迁移速度，阻滞水在电场不均匀的区域过度集中，从而超到抑制水树的作用：二是加入弱电介质类添加剂，减弱材料内部不均匀区域电场的集中，减缓水树的引发。这些添加添加剂的方法，在交联聚乙烯冷却结晶过程中，添加剂容易被排挤到晶体之间的无定形区内，(范宗怀：《电解质和结晶形态对聚乙烯中水树枝生长的影响的研究》，西安交通大学博士论文，1989。)添加剂在结晶过程中相当一部分被排剂到晶体间的无定形区域中，充当界面填充剂。添加剂的短期效果很好，但随着时间的推移，添加剂会迁移出聚乙烯，降低抑制树枝化放电的效果，此外由于添加剂的聚集容易造成材料的介质损耗增加，不适用于中高压交联聚乙烯绝缘动力电缆。
本发明的目的就在于针对上述现有技术所存在的不足而提供一种交联聚乙烯绝缘动力电缆。
本发明的目的可通过以下技术措施实现：
本发明包括导体，包覆在所述导体外表面的导体屏蔽层和包覆在该导体屏蔽层外表面的绝缘层，以及包覆在所述绝缘层外表面的绝缘屏蔽层，所述绝缘层是由低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)、抗氧剂、过氧化物交联剂、结晶形态改善用聚烯烃弹性体按照下述重量百分比组合而成：
低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶65-97；
抗氧剂：0.14-1.5；
过氧化物交联剂：0.7-3.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：1.8-30.5。
本发明可按照下述重量百分比组合而成：
低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶65；
抗氧剂：1.5；
过氧化物交联剂：3.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：30.5。
本发明也可按照下述重量百分比组合而成：
低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶80；
抗氧剂：0.7；
过氧化物交联剂：2.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：17.3。
本发明还可按照下述重量百分比组合而成：
低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶97；
抗氧剂：0.2；
过氧化物交联剂：1.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：1.8。
本发明所述的结晶形态改善用聚烯烃弹性体为乙烯-丙烯共聚物(乙烯含量为20-80％)；当然也可为乙烯-辛烯共聚物(熔融指数0.1-100)。
本发明的优点就在于通过改变交联聚乙烯绝缘动力电缆绝缘层的内部结晶尺寸，在交联聚乙烯绝缘料里加入结晶形态改善用聚烯烃弹性体如乙烯-丙烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物，使其内部球晶的尺寸减小，且分布均匀，从而改善了晶体和无定形区的过渡状态，有效提高了交联聚乙烯绝缘料中电树、水树的引发电压，并有效降低了电树、水树树枝的生长速度，和普通交联聚乙烯绝缘料相比，电树、水树的引发起始电压提高了20％-50％，在同样电场强度下，电树、水树的树枝生长速度下降了20％-70％，达到了延长交联聚乙烯绝缘动力电缆使用寿命的目的。
本发明以下结合具体实施例作进一步详细描述：
实施例1：
本发明所述的绝缘层是由低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)、抗氧剂、过氧化物交联剂、结晶形态改善用聚烯烃弹性体按照下述重量百分比组合而成：
低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶65；
抗氧剂：1.5；
过氧化物交联剂：3.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：30.5。
实施例2：
本发明所述的绝缘层是由低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)、抗氧剂、过氧化物交联剂、结晶形态改善用聚烯烃弹性体按照下述重量百分比组合而成：低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶80；
抗氧剂：0.7；
过氧化物交联剂：2.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：17.3。
实施例3：
本发明所述的绝缘层是由低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)、抗氧剂、过氧化物交联剂、结晶形态改善用聚烯烃弹性体按照下述重量百分比组合而成：低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶97；
抗氧剂：0.2；
过氧化物交联剂：1.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：1.8。
Claims (6)
1、一种交联聚乙烯绝缘动力电缆，它包括导体，包覆在所述导体外表面的导体屏蔽层和包覆在该导体屏蔽层外表面的绝缘层，以及包覆在所述绝缘层外表面的绝缘屏蔽层，其特征在于：所速绝缘层是由低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)、抗氧剂、过氧化物交联剂、结晶形态改善用聚烯烃弹性体按照下述重量百分比组合而成：
低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶65-97；
抗氧剂：0.14-1.5；
过氧化物交联剂：0.7-3.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：1.8-30.5。
2、根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘动力电缆，其特征在于：所述绝缘层是由低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)、抗氧剂、过氧化物交联剂、结晶形态改善用聚烯烃弹性体按照下述重量百分比组合而成：
低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶65；
抗氧剂：1.5；
过氧化物交联剂：3.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：30.5。
3、根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘动力电缆，其特征在于：所述绝缘层是由低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)、抗氧剂、过氧化物交联剂、结晶形态改善用聚烯烃弹性体按照下述重量百分比组合而成：
低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶80；
抗氧剂：0.7；
过氧化物交联剂：2.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：17.3。
4、根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘动力电缆，其特征在于：所述绝缘层是由低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)、抗氧剂、过氧化物交联剂、结晶形态改善用聚烯烃弹性体按照下述重量百分比组合而成：
低密度聚乙烯树脂(熔融指数1.0-3.0)∶97；
抗氧剂：0.2；
过氧化物交联剂：1.0；
结晶形态改善用聚烯烃弹性体：1.8。
5、根据权利要求1或2或3或4所述的交联聚乙烯绝缘动力电缆，其特征在于：所速结晶形态改善用聚烯烃弹性体为乙烯-丙烯共聚物(乙烯含量为20-80％)。
6、根据权利要求1或2或3或4所述的交联聚乙烯绝缘动力电缆，其特征在于：所述结晶形态改善用聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯共聚物(熔融指数0.1-100)。
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