[發明專利]用于電纜的硅多層絕緣體

無效

• 申請號: 201310408212.9
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103680744A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: M.加瑟;F.哈內爾;L.羅曼
• 申請（專利權）人: 尼克桑斯公司
• 主分類號: H01B9/02
• 分類號: H01B9/02;H01B7/02;H01B13/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 曲瑩

技術領域

本發明涉及一種包括由硅橡膠制成的多層絕緣體的電纜以及一種所述電纜的制造工藝。

更具體地，它通常應用于但不專有地應用于電力電纜的領域，諸如中壓(尤其從5kV到45-60kV)或高壓(尤其大于60kV，可高達800kV)電力電纜，不論它們到底是直流電壓(DC)還是交流電壓(AC)電纜。

背景技術

中壓或高壓電力電纜通常包括中心電導體，并且依次且同軸地繞該電導體的是：半導體內層、電絕緣(中間)層和半導體外層。這三個層可以經由本領域技術人員所熟知的技術而交聯。

GB870583描述了一種用于電纜的三層絕緣體，包括：半導體內層、電絕緣(中間)層和半導體外層。所述三個層由含乙烯基的硅樹脂橡膠(silicone?gum)制成，并繞電導體依次被擠出以形成所述三層絕緣體。

然而，該工藝并沒有被優化，以在將至少5kV的電壓電平施加到電纜時顯著減少電絕緣層和各半導體層之間的局部放電。

發明內容

本發明的主旨是通過提出一種電纜克服現有技術的缺陷，所述電纜包括：

-至少一個細長的電導體，以及

-圍繞所述電導體的多層絕緣體，所述多層絕緣體包括第一半導體層和電絕緣層，所述兩個層由硅橡膠基組合物制成，

其特征在于，第一半導體層和電絕緣層是共同擠出的層，并且更具體地由共同擠出工藝獲得。

被共同擠出的多層絕緣體有利地允許去除絕緣體的被擠壓出的各層之間存在的空氣和/或存在的空間。

故而，本發明的多層絕緣體有利地允許降低電纜中的局部放電，同時保證良好的柔性性能。

術語“共同擠出的層”指的是，多層絕緣體各層的擠出可同時發生，更具體地使用同一擠壓頭(即僅有一個擠壓機頭)。

在優選的實施方式中，第一半導體層可以圍繞細長的電導體，并且所述電絕緣層可以圍繞第一半導體層。

在另一優選的實施方式中，多層絕緣體可以包括由硅橡膠基組合物制成的第二半導體層，以形成三層絕緣體，從而第一半導體層、電絕緣層和第二半導體層是共同擠出的層。更具體地，第一半導體層可以被電絕緣層圍繞，并且電絕緣層可以被第二半導體層圍繞。

本發明中使用的硅橡膠(即硅樹脂橡膠)為彈性體(橡膠類材料)由含有硅連同碳、氫和氧的硅酮聚合物構成。硅橡膠常常命名為聚硅氧烷，并且更具體地為聚有機硅氧烷。

更具體地，硅橡膠的主干包括硅-氧-硅單元。

硅橡膠基組合物在組合物中每100份重量的聚合物(即聚合物基質)可包括超過50.0份重量的硅橡膠，在所述組合物中每100份重量的聚合物可優選地包括至少70份重量的硅橡膠，并且在所述組合物中每100份重量的聚合物特別可優選地包括至少90份重量的硅橡膠。

按照特別有利的方式，硅橡膠基組合物包括純粹由硅橡膠或硅橡膠混合物構成的聚合物基質。人們因此如此探討硅橡膠基質。

用于獲得本發明的第一半導體層和/或第二半導體層的組合物還包括至少一種導(電)填料，采用的量足以使硅橡膠基組合物半導體化。

另外，硅橡膠基組合物中的導電填料的量應該可優選地允許組合物被擠出。

更具體地，應考慮，當一個層的比電導率至多為1.10⁹Ωm(ohm·厘米)時，它為半導體。

用于獲得半導體層的硅橡膠基組合物可包括至多60%重量的導(電)性填料，可優選地包括至多50%重量的導電填料，可優選地包括至多40%重量的導電填料。

在另一實施方式中，用于獲得半導體層的硅橡膠基組合物可包括至少0.1%重量的導(電)性填料，可優選地包括至少10%重量的導電填料，并且甚至更優選包括至少20%重量的導電填料。

導電填料可優選地選自：炭黑、導電碳和金屬顆粒或者它們混合物之一。

導電炭黑可以從ASTM?D-1765-76中列出的任何炭黑、爐黑、乙炔黑、熱裂法炭黑、lamb黑和科琴黑或者它們混合物之一中選擇。

區別于導電炭黑的導電碳包括：碳纖維、碳納米管、富勒烯、石墨烯、石墨和膨脹石墨小片(graphite?platelets)中的至少一個。這樣的導電碳平均顆粒大小通常可以具有納米尺度的比例。

本發明中使用的優選碳纖維是碳粗紗(carbon?rovings)，其更具體地為碳纖維束。使用碳粗紗有利地允許以更顯著的方式降低電纜中的局部放電。

在特定實施方式中，碳粗紗可以包括具有第一長度的第一類型碳粗紗和/或具有第二長度的第二類型碳粗紗，更具體地，第一長度不同于第二長度。