[發明專利]抗水樹電纜絕緣材料

有效

• 申請號: 200710168264.8
• 申請日: 2007-10-29
• 公開（公告）號: CN101149994A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 何軍;蔡建超;李學兵
• 申請（專利權）人: 浙江萬馬高分子材料股份有限公司
• 主分類號: H01B3/44
• 分類號: H01B3/44;H01B3/00;C08L23/06;C08L27/06
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司
• 代理人: 王洪新

技術領域

本發明涉及一種電纜絕緣組合物，尤其是具有抗水樹性能的中高壓電纜絕緣材料。

背景技術

交聯聚乙烯自五十年代問世以來，因其性能卓越、制造工藝簡單、維修容易等優點，在輸配電系統中得到了廣泛應用。

上個世紀70年代后期，人們發現交聯聚乙烯和其他聚合物一樣，在電纜運行當中，有降解現象產生，這種現象是由于電纜絕緣層“水樹化”引起的。隨著對交聯聚乙烯水樹現象的研究進一步的深入，人們發現水樹是引起交聯聚乙烯電纜老化擊穿從而降低使用壽命的重要原因。

水樹枝是由于暴露于水中的固體絕緣料損壞引發的。水樹在高應力區域形成，例如粗糙的界面之間，導體尖端的突出物，微孔或者絕緣料中的雜質。水樹枝的產生有以下特點：(a)水的存在是水樹枝產生的前提；(b)在水樹枝生長當中，不能正常地檢測到局部電流。(c)水樹枝在達到一定尺寸并最終導致電纜擊穿之前會生長好幾年；(d)需要有一定的電場作用才會產生。

另外，眾所周知，聚乙烯絕緣材料當中，交聯劑起到了一個水樹抑制劑的作用。當如DCP這樣的交聯劑加入到聚乙烯當中，交聯劑殘留物在電纜盤繞處理后一段時期內起到了水樹抑制劑的作用。然而，這些殘留物最終會在電纜使用溫度的條件下逐漸消失。因此要尋找合適的水樹抑制劑的話就必須要考慮到在電纜使用溫度的條件下，這種添加劑要能夠滯留在絕緣料當中。

中高壓電力電纜(中壓電力電纜的是指工作電壓在1kV到35kV范圍內的電纜，高壓電力電纜是指工作電壓在66kV以上的電纜)的設計有兩種方法，一種是“干設計”法，一種是“濕設計”法，干設計就是在絕緣層外面添加一層金屬護套，使得電纜在干燥的環境中運行。濕設計就是在絕緣層外面添加聚合物護套，這種設計不能完全阻止水分從外部環境擴散到電纜的絕緣層。

用濕設計法制造的電纜在有水分存在的條件下長時間運行會產生水樹。以前的研究中經常通過加入添加劑與水接枝，從而防止在絕緣層中水的大量聚集。

目前人們已經采用多種措施來解決絕緣料中的水樹問題，包括用添加PEG的方法來改進抗水樹性能。然而之前的各種技術雖然在抗水樹方面具有一定效果，但是絕緣料的加工性能上(熱老化性能和析出問題)卻受到影響。生產時為了獲得電力電纜所需要的各種性能從而在絕緣料中加入不同添加劑，但是由于添加劑之間相互作用和影響，很難在各種性能之間達到一種合適的平衡。如硫代類抗氧劑(酚類抗氧劑)加入到絕緣料中以提高絕緣料的熱老化性能；最常用的是TBM6抗氧劑，其在絕緣料中的加入量一般低于0.2％，如果加入量過多的話，就會在長時間儲存的情況下析出到材料的表面，從而帶來嚴重的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術的不足，提供一種抗水樹電纜絕緣材料的改進，該電纜絕緣材料應具有較強的抗水樹性能，較長的使用壽命，并且工藝簡單。

本發明采用的技術方案是：抗水樹電纜絕緣材料，其中包括的成分及重量份是：

聚乙烯???????????????100份

主抗氧劑?????????????0.2～0.6份

聚乙二醇?????????????1～5份

DCP??????????????????1～2.5份

還包括茂金屬聚合物???3～10份

EVA改性聚合物????????1～10份

輔助抗氧劑???????????0.1～0.2份。

所述的茂金屬聚合物是茂金屬聚乙烯(MPE)、茂金屬彈性體(POE)中的一種或幾種的組合。

所述的EVA改性聚合物是馬來酸酐接枝EVA共聚物(EVA-G-MAH、EVA-G-1)、EVA中的一種或幾種的組合。

所述的主抗氧劑是抗氧劑300、抗氧劑1010、抗氧劑1024、抗氧劑697、中的一種或幾種的組合；輔助抗氧劑是抗氧劑802、抗氧劑168、DLTP中的一種或幾種的組合。

所述的聚乙二醇的分子量是1000～35000。

本發明的制造工藝與現有的普通電纜料一樣，只需將所有原料按比例混合均勻，然后在雙螺桿擠出機中高溫熔融并擠出造粒，即可得到抗水樹電纜絕緣材料。

本發明提供的抗水樹電纜絕緣材料，不僅性能完全符合國家JB/T10437-2004《電線電纜用可交聯聚乙烯絕緣料》的相關要求，而且其水樹長度和普通電纜料相比降低50％；因而使用壽命顯著延長。由于生產工藝較為簡單，還易于工業化生產。

具體實施方式