RU2628756C2 - Электроизоляционный материал - Google Patents
Электроизоляционный материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2628756C2 RU2628756C2 RU2015148826A RU2015148826A RU2628756C2 RU 2628756 C2 RU2628756 C2 RU 2628756C2 RU 2015148826 A RU2015148826 A RU 2015148826A RU 2015148826 A RU2015148826 A RU 2015148826A RU 2628756 C2 RU2628756 C2 RU 2628756C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- material according
- amount
- polyethylene
- concentrate
- manufacture
- Prior art date
Links
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 title description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 8
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 6
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 5
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 5
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012772 electrical insulation material Substances 0.000 claims 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 abstract 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 9
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/40—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes epoxy resins
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к технологии изолирования кабелей среднего напряжения на основе сшиваемого полиэтилена низкой плотности. Особенностью материала является то, что в его состав введено 0,005-1,0% масс. многослойных углеродных нанотрубок. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к технологии изолирования кабелей среднего напряжения на основе сшиваемого полиэтилена низкой плотности.
Современные кабели среднего напряжения (от 6 до 35 кВ) изготавливаются и в мире, и в России с изоляцией, производимой в большинстве случаев из химически сшиваемого полиэтилена. Основным механизмом деградации такой изоляции, ограничивающим ресурс кабеля, является электрохимическое старение, заключающееся в развитии специфических повреждений - так называемых водных триингов. Водные триинги зарождаются на микроскопических технологических дефектах, неизбежно присутствующих в изоляционной системе кабеля (на выступах электропроводящих экранов в изоляцию, инородных включениях и газовых полостях в изоляции) под действием электрического поля, постоянно присутствующего в изоляции, и воды, диффундирующей в кабель из окружающей среды. Водные триинги имеют значительно меньшую электрическую прочность, чем неповрежденный материал. Они непрерывно увеличиваются в размерах и сравнительно быстро выводят кабельное изделие из строя, приводя к пробою изоляции.
Для повышения надежности кабеля (увеличения ресурса изоляции) в состав изоляционного материала вводят специальные добавки, уменьшающие скорость роста триингов. Получаемые таким образом изоляционные композиции называются триингостойкими. Недостатком известных триингостойких изоляционных композиций является сравнительно небольшая долговечность.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении долговечности электрического кабеля.
Технический результат достигается тем, что в электроизоляционный материал на основе сшиваемого полиэтилена низкой плотности введено 0,005-1,0% масс. многослойных углеродных нанотрубок.
Могут быть использованы многослойные (многостенные) углеродные нанотрубки с диаметром от 10 до 50 нм, длиной от 0.2 до 20 мкм, количеством стенок от 5 до 20, например в виде концентрата углеродных нанотрубок Dipolene UVPE 025 black ® в полиэтилене.
В состав электроизоляционного материала могут быть включены сополимер этилена с метилакрилатом, или этилакрилатом, или бутилакрилатом с содержанием акриловых групп от 5 до 45%, в количестве 0,5 до 40% масс.; силансодержащее соединение в количестве от 0,1 до 2,5% масс., например винилтриметоксисилан; антиоксидант в количестве от 0,1 до 1,5%, например Irgastab Cable KV10 или Irganox 1010.
В качестве сшивающего агента могут быть использованы органические перекиси, как в жидком, так и в твердом состоянии, а также в виде концентратов в полимере, в частности в полиэтилене. Примерами такой перекиси являются ди-трет-бутил пероксид, перекись дикумила.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами.
На фиг. 1 показана принципиальная схема испытательного образца; на фиг. 2 - зависимость длины водного триинга (
, микроны) от времени (t, часы), полученная в процессе испытаний на ускоренное электрохимическое старение.
Преимущество предполагаемого изобретения иллюстрируется следующим примером. Были выполнены сравнительные испытания на стойкость к электрохимическому старению (развитию водных триингов) промышленно производимого фирмой Hanwha Chemical (Республика Корея) триингостойкого материала марки CLNA-TR 8142 ЕС и материала, изготовленного в соответствии с предполагаемым изобретением. Образцы для испытаний представляли собой пластины 1 размером 15×15×3 мм, отпрессованные и «сшитые» в лабораторных условиях. В каждой пластине выбиралась полость 2 с диаметром цилиндрической части 0.5 мм и радиусом при вершине острия 40±10 микрон. Полость заполнялась 0,3-нормальным раствором поваренной соли в дистиллированной воде и выполняла функцию высоковольтного электрода. Противоположная по отношению к полости торцевая поверхность образца заземлялась. В процессе и по завершении испытаний в образцах измерялась длина водного триинга 3.
Всего из каждого материала было изготовлено по 15 образцов. Испытания проводились при напряжении 12 кВ частотой 50 Гц, при температуре 40°С в течение 12 месяцев. Размеры водных триингов 3 контролировались по истечении 4-х и 8-ми месяцев, затем по завершении испытаний.
Результаты испытаний приведены на фиг. 2 в форме зависимостей среднеарифметических значений длины водного триинга 1 (микроны) от времени t, (часы). Как можно видеть из приведенных графиков, в течение всего периода испытаний размеры триингов в образцах материала, изготовленного в соответствии с данным изобретением - 1, меньше размеров триингов, выросших в композиции CLNA-TR 8142 ЕС -2. Это различие постоянно увеличивается и к моменту завершения испытаний составляет 49%.
Принимая во внимание, что материал CLNA-TR 8142 ЕС является триингостойким и должен обеспечивать надежную эксплуатацию кабеля в течение по крайней мере 30 лет, то материал, изготовленный в соответствии с данным изобретением, обеспечит безотказную работу кабельного изделия в течение еще более длительного срока - не менее 40 лет.
Claims (17)
1. Электроизоляционный материал на основе сшиваемого полиэтилена низкой плотности, отличающийся тем, что в его состав введено 0,005-1,0% масс. углеродных многослойных нанотрубок.
2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что использованы многослойные (многостенные) углеродные нанотрубки с диаметром от 10 до 50 нм, длиной от 0,2 до 20 мкм, количеством стенок от 5 до 20.
3. Материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для его изготовления использован концентрат углеродных нанотрубок Dipolene UVPE 025 black® в полиэтилене.
4. Материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для его изготовления использован сополимер этилена с метилакрилатом, или этилакрилатом, или бутилакрилатом с содержанием акриловых групп от 5 до 45%, в количестве 0,5 до 40% масс.
5. Материал по п. 3, отличающийся тем, что для его изготовления использован сополимер этилена с метилакрилатом, или этилакрилатом, или бутилакрилатом с содержанием акриловых групп от 5 до 45%, в количестве 0,5 до 40% масс.
6. Материал, по любому из пп. 1, 2, 5, отличающийся тем, что для его изготовления использовано силансодержащее соединение в количестве от 0,1 до 2,5% масс.
7. Материал по п. 3, отличающийся тем, что для его изготовления использовано силансодержащее соединение в количестве от 0,1 до 2,5% масс.
8. Материал по п. 4, отличающийся тем, что для его изготовления использовано силансодержащее соединение в количестве от 0,1 до 2,5% масс.
9. Материал по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, отличающийся тем, что содержит антиоксидант в количестве от 0,1 до 1,5%.
10. Материал по п. 3, отличающийся тем, что содержит антиоксидант в количестве от 0,1 до 1,5%.
11. Материал по п. 4, отличающийся тем, что содержит антиоксидант в количестве от 0,1 до 1,5%.
12. Материал по п. 6, отличающийся тем, что содержит антиоксидант в количестве от 0,1 до 1,5%.
13. Материал по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 10, 11, 12, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента использован ди-трет-бутил пероксид, в частности в виде концентрата в полиэтилене.
14. Материал п. 3, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента использован ди-трет-бутил пероксид, в частности в виде концентрата в полиэтилене.
15. Материал п. 4, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента использован ди-трет-бутил пероксид, в частности в виде концентрата в полиэтилене.
16. Материал п. 6, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента использован ди-трет-бутил пероксид, в частности в виде концентрата в полиэтилене.
17. Материал п. 9, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента использован ди-трет-бутил пероксид, в частности в виде концентрата в полиэтилене.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015148826A RU2628756C2 (ru) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | Электроизоляционный материал |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015148826A RU2628756C2 (ru) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | Электроизоляционный материал |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015148826A RU2015148826A (ru) | 2017-05-19 |
| RU2628756C2 true RU2628756C2 (ru) | 2017-08-22 |
Family
ID=58715446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015148826A RU2628756C2 (ru) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | Электроизоляционный материал |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2628756C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2804721C1 (ru) * | 2022-05-20 | 2023-10-04 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Политим Инновации" | Полимерная композиция с электропроводными свойствами, способ ее получения и применения |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011081795A1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-07-07 | 3M Innovative Properties Company | Dielectric material with non-linear dielectric constant |
| RU2010104121A (ru) * | 2010-02-10 | 2011-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Ч | Способ получения нанокомпозита с низким значением тангенса угла диэлектрических потерь |
| RU2501109C2 (ru) * | 2009-07-16 | 2013-12-10 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Изолированный композитный электрический кабель и способ его изготовления и использования |
-
2015
- 2015-11-13 RU RU2015148826A patent/RU2628756C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2501109C2 (ru) * | 2009-07-16 | 2013-12-10 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Изолированный композитный электрический кабель и способ его изготовления и использования |
| WO2011081795A1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-07-07 | 3M Innovative Properties Company | Dielectric material with non-linear dielectric constant |
| RU2010104121A (ru) * | 2010-02-10 | 2011-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Ч | Способ получения нанокомпозита с низким значением тангенса угла диэлектрических потерь |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2804721C1 (ru) * | 2022-05-20 | 2023-10-04 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Политим Инновации" | Полимерная композиция с электропроводными свойствами, способ ее получения и применения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015148826A (ru) | 2017-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hussin et al. | Analysis of space charge formation in LDPE in the presence of crosslinking byproducts | |
| Chen et al. | Effect of voltage reversal on space charge and transient field in LDPE films under temperature gradient | |
| Hozumi et al. | The influence of morphology on electrical tree initiation in polyethylene under AC and impulse voltages | |
| Que et al. | High resistance of surface fluorinated epoxy insulators to surface discharge in SF 6 gas | |
| McMahon | The chemistry of corona degradation of organic insulating materials in high-voltage fields and under mechanical strain | |
| Yujia et al. | Effect of the cross-linking agent on the cross-linking degree and electrical properties of cross-linked polyethylene | |
| RU2628756C2 (ru) | Электроизоляционный материал | |
| Filippini et al. | Effect of frequency on the growth of water trees in polyethylene | |
| Chen et al. | Effect of elastomer content on interface discharge behavior between polypropylene and silicone rubber under AC voltage | |
| NO150376B (no) | Elektrisk isolasjonsmateriale paa basis av ld-polyethylen og elektrisk leder isolert med samme | |
| Yang et al. | The effect of nano SiO 2 additive on electrical tree characteristics in epoxy resin | |
| Ahmad et al. | Electrical treeing in silicone rubber/organo-montmorillonite | |
| Sheta et al. | Evaluation of dielectric strength of EPDM elastomer loaded with ath filler | |
| Zhao et al. | Effect of functional grafting on breakdown strength and DC conductivity of polypropylene blend insulation | |
| Liu et al. | Optimization of mass fraction and particle size of TiO 2 additives in application of HVDC transformer insulation | |
| Saman et al. | Enhancement of Electrical Treeing and Partial Discharge Characteristics of Silicone Rubber filled with Silicon Nitride Nanoparticles | |
| Varun et al. | Comparative damages in RTV silicone rubber exposed to mineral and natural ester oil | |
| Hussin et al. | Space charge accumulation and conductivity of crosslinking byproducts soaked LDPE | |
| Rouha et al. | Diagnosis of EPDM's aging by electrical trees | |
| An et al. | Research on effect of modified semi conductive material on the space charge behaviour in XLPE | |
| Gao et al. | Effect of magnetic field on electrical treeing behavior in XLPE cable insulation | |
| Kurnia et al. | Electrical Trees and Partial Discharges in Silicone Rubber Nanocomposites Containing Silica Nanoparticles. | |
| Li et al. | Electrical Tree Characteristics in Graphene/SiR Nanocomposites under Temperature Gradient | |
| Jian et al. | Influence of oil property on the space charge characteristics and electric field distortion in oil-paper insulation | |
| Zhu et al. | Effects of moisture on surface charge behavior of fluorinated oil-impregnated paper under DC and pulse voltages |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180426 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201106 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201114 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220322 |