[發明專利]高壓直流輸電電纜用絕緣材料

有效

• 申請號: 201010591950.8
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102532637A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 何軍;陳文卿
• 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: C08L23/00
• 分類號: C08L23/00;C08L23/06;C08L51/06;C08L23/22;B29B9/06;H01B3/44;H01B9/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及一種聚烯烴樹脂組合物，還涉及包含該聚烯烴樹脂組合物的直流輸電電纜用絕緣材料及直流輸電電纜。

背景技術

與交流輸電技術相比，直流輸電技術在穩定性和經濟上具有顯著的優勢，具體表現在：

(1)、穩定性方面：直流輸電不受同步運行穩定性問題的制約，對保證兩端交流電網的穩定運行起了很大作用；利用直流輸電可實現國內區網或國際間的非同步互聯，把大系統分割為幾個既可獲得聯網效益，又可相對獨立的交流系統，避免了總容量過大的交流電力系統所帶來的問題；交流電力系統互聯或配電網增容時，直流輸電可以作為限制短路電流的措施。

(2)、經濟方面：直流輸電電纜架空線路投資較少，運行費用較省。目前直流輸電電纜已經成為電氣工程領域內研究的重點。高壓直流輸電塑料電纜是直流輸電的關鍵設備之一。

(3)、與常規交聯絕緣材料相比，高壓直流輸電電纜絕緣材料其內部空間電荷分布密度需要盡可能的小，其在高壓直流擊穿試驗中，高壓直流電纜絕緣材料的電壓極性反轉的次數是常規交聯材料的三倍以上。

由于空間電荷分布不均勻會造成直流輸電電纜絕緣層內的畸變，影響其絕緣程度以及加速絕緣層的老化，因此研制高壓直流輸電電纜絕緣材料的關鍵是抑制材料中的空間電荷分布。

空間電荷的形成主要有以下幾個因素：(1)、高電場下通過電場注入形成空間電荷。(2)、電場作用下的雜質離子熱電離形成的空間電荷。(3)偶極子極化形成的空間電荷。

目前國內外學者抑制空間電荷的方法主要選擇在聚乙烯中加入無機極性材料、無機導電材料以及馬來酸酐接枝改性的聚烯烴。

目前在高壓直流輸電電纜絕緣材料生產中存在的問題主要是：(1)在市場上的聚烯烴的品種較多，因此選擇適合于高壓直流輸電電纜絕緣材料的基料是很重要的；(2)由于納米無機材料如氧化鎂的不宜分散、易團聚也是其中的問題，與疏水性的聚烯烴不宜混合均勻；(3)馬來酸酐接枝改性的聚烯烴含量太少時，不能完全抑制空間電荷，含量太多時容易產生極化效應，故需要妥善處理馬來酸酐接枝改性的聚烯烴的加入量，另外在馬來酸酐接枝改性的聚烯烴中馬來酸酐的殘留量也是一個重要的問題，因此需選擇合適的馬來酸酐接枝改性的聚烯烴。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種使直流輸電電纜的空間電荷很低而且可以應用于高壓直流輸電電纜的聚烯烴樹脂組合物，還提供了該聚烯烴樹脂組合物的制備方法，還提供了包括該聚烯烴樹脂組合物的直流輸電電纜用絕緣材料以及直流輸電電纜。

本發明提供了一種聚烯烴樹脂組合物，該聚烯烴樹脂組合物包含聚烯烴、馬來酸酐接枝改性的聚烯烴、馬來酸酐與烯烴的共聚物以及引發劑。

本發明還提供了上述聚烯烴樹脂組合物的制備方法，該方法包括：將聚烯烴、馬來酸酐接枝改性的聚烯烴、馬來酸酐與烯烴的共聚物在130～200℃的溫度下混煉、并擠出造粒；然后與引發劑混合均勻。

本發明還提供了一種直流輸電電纜用絕緣材料，該直流輸電電纜用絕緣材料包含本發明所述的聚烯烴樹脂組合物。

本發明還提供了一種直流輸電電纜，該直流輸電電纜包括本發明所述的直流輸電電纜用絕緣材料。

根據本發明提供的聚烯烴樹脂組合物及含有該組合物的直流輸電電纜用絕緣材料和電纜，在進行空間電荷測試時幾乎沒有空間電荷。根據本發明提供的聚烯烴樹脂組合物的制備方法采用后混合引發劑并均化的方法，使聚烯烴樹脂組合物的各組成成分的預交聯達到最少，電極反轉次數很高，可以達到130次以上，表明在直流預壓的情況下，有很強的抗電壓突變的能力，符合高壓直流輸電電纜絕緣材料的要求。

附圖說明

圖1為將實施例1中得到的聚烯烴樹脂組合物進行空間電荷測試的電荷密度與深度關系的圖；

圖2為將實施例2中得到的聚烯烴樹脂組合物進行空間電荷測試的電荷密度與深度關系的圖；

圖3為將比較例1中得到的聚烯烴樹脂組合物進行空間電荷測試的電荷密度與深度關系的圖；

圖4為將比較例2中得到的聚烯烴樹脂組合物進行空間電荷測試的電荷密度與深度關系的圖。

具體實施方式

本文所使用的術語“聚乙烯”表示乙烯的均聚物。

本文所使用的術語“聚烯烴”表示包括作為乙烯均聚物的聚乙烯、乙烯與至少一種具有3-12個碳原子的α烯烴共聚的乙烯共聚物、和乙烯與(甲基)丙烯酸酯共聚的乙烯共聚物中的至少一種。