[發明專利]一種高壓直流電纜用超光滑半導電屏蔽材料

無效

• 申請號: 201110378481.6
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102509573A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 陳曉軍;夏亞芳;徐曼;鐘力生;韓俊杰
• 申請（專利權）人: 無錫江南電纜有限公司
• 主分類號: H01B1/24
• 分類號: H01B1/24;H01B9/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

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技術領域

本發明涉及一種電纜材料，具體是一種高壓直流電纜用超光滑半導電屏蔽材料。

背景技術

隨著電力系統的不斷擴大，輸電功率的不斷增加，輸電距離逐漸增長，交流輸電遇到一些技術困難，直流輸電是解決輸電技術困難的方向之一。直流輸電相比于交流輸電具有輸送效率高、線路損失小、調節電流和改變功率傳遞方向方便、投資費用少，長度不受電容電流的限制、可作為兩種電網的聯接線、能降低主干線與電網間的短路電流、電暈無線電干擾小等優點。有多項研究證實交聯聚乙烯中的空間電荷是導致電纜早期絕緣失效的主要原因。空間電荷注入電介質內，造成材料內部電場畸變，并最終導致材料的擊穿，絕緣材料失效。絕緣介質中的空間電荷問題已經成為制約電力電纜向高電場發展的主要因素之一。

在導體和絕緣、絕緣和外屏蔽之間必須有半導電屏蔽層是公認的高壓交流或直流電纜必須具有的結構，半導電屏蔽層可以均勻電場，降低絕緣層內的電應力，防止絞合導體和絕緣表面發生電暈放電，防止在短路時因導體過熱而引起絕緣的損傷，長期運行經驗表明半導電屏蔽層對電纜使用壽命也有重大影響。

半導電聚烯烴的導電性能通常是用加入導電炭黑的方法獲得的。從炭黑的連鎖導電機理考慮，炭黑的加入量是支配體積絕緣電阻率（ρυ）值的最大因素，只有加到一定數量后，才顯示出導電性能，并隨炭黑的增加而迅速降低，直到接近各炭黑自己的特性值為止。

現有技術半導電屏蔽材料為了使材料具有導電性能，需要大量添加炭黑，但是炭黑屬于無機填料，與有機基料之間相容性差，大量添加的炭黑不能與基料充分相容，而且在半導電屏蔽材料擠出時，為了使材料具有較好的致密性，需要有較大的壓力，在擠出壓力的作用下，大量添加的炭黑也較容易析出，這些均導致半導電屏蔽層表面光滑性較差。現有技術一般采用聚乙烯和/或乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）為材料的基料，在大量添加炭黑后，導致材料的物理機械性能變差，EVA添加量一般在40%以上，以增加基料的機械物理性能，如提高基料的抗拉強度、延伸率，降低基料粘度，大量添加的EVA與聚乙烯之間相容性也較差，同樣會導致半導電屏蔽層表面光滑性較差。

半導電屏蔽層如果自身不能保證電性光滑（表面粗糙，甚至有尖銳的突出），存有不平的凹坑或有裂縫、斷口，與絕緣接觸不良等缺陷，就難以起到均勻電場的作用，甚至有可能引起嚴重的電場集中，導致局部放電或絕緣擊穿，是空間電荷產生的一個主要原因。

現有技術半導電屏蔽材料中添加乙炔導電炭黑或其它普通導電炭黑，配制混煉對質量影響較大，對剪切力的強弱和混煉時間長短比較敏感，如果混煉時間不夠，炭黑集結的大顆粒（平時炭黑顆粒之間，由于內聚力的作用，常集結成大顆粒），沒有充分分散，影響將來擠出物的表面平整和力學物理性能；如果混煉時間太長，由于強烈的機械剪切力會破壞炭黑的高結構，降低連鎖狀態影響導電性能；因此半導電屏蔽材料性能不穩定。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠有效導出電流，還具有超光滑表面特性，抑制電纜絕緣材料中的空間電荷積聚并且降低其電導率的半導電屏蔽材料。

本發明所述的高壓直流電纜用超光滑半導電屏蔽材料，其包括以下組份和質量份數：?

聚乙烯??????????????????????????????????????????????80-100份；

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物????????????????????????????????0-20份；??????????

超導電碳黑??????????????????????????????????????????5-15份；

交聯劑??????????????????????????????????????????????1-2.5份；

抗氧劑??????????????????????????????????????????????0.1-0.5份。

???所述聚乙烯為低密度聚乙烯，其熔融指數為0.8-12g/10min，密度為0.91-0.925g/cm³。

所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯含量在5%～40%之間，最好含量在15%-28%。

所述超導電碳黑粒徑小于30nm?，BET比表面積大于600m²/g，DBP吸油量大于200ml/g。

所述交聯劑為過氧化二異丙苯、過氧化二甲酰、二叔丁基過氧化物或雙（叔丁基過氧異丙基）苯。