[發(fā)明專利]一種直流電纜絕緣材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410768604.0
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104448493B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳錚錚;趙健康;歐陽本紅;蒙紹新;李建英;王詩航
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)浙江省電力公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K9/06;C08K3/22;C08K5/14;B29B7/00;H01B3/44
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種直流電纜絕緣材料，具體講涉及一種添加納米氫氧化鋁粒子的直流電纜絕緣材料。

【背景技術(shù)】

交聯(lián)聚乙烯直流電纜在直流電場下其場強分布主要取決于電導(dǎo)率的變化和空間電荷的積聚。由于交聯(lián)聚乙烯的電導(dǎo)率隨溫度的變化而變化，電纜在空載時，其絕緣下不存在溫度差，因此最大場強出現(xiàn)在導(dǎo)體屏蔽處，滿載時靠近線芯處絕緣的溫度高于外部溫度，因此電導(dǎo)率分布由內(nèi)到外是逐漸減小即電阻率是逐漸增大，電阻率大的地方分擔(dān)電壓更多，因此絕緣外部的場強要大大高于內(nèi)部場強，導(dǎo)致更容易擊穿。而空間電荷的積聚會畸變局部電場，從而造成直流電纜絕緣中的局部場強過高，引起絕緣失效，因此解決直流電纜絕緣交聯(lián)聚乙烯的溫度對電導(dǎo)率的影響和空間電荷的積聚對于改善直流電纜的電場分布，提高其絕緣的可靠性至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提供了一種直流電纜絕緣材料，該材料能有效抑制直流電纜絕緣材料的空間電荷積聚和減小溫度對絕緣材料電導(dǎo)率變化的影響。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種直流電纜絕緣材料，所述絕緣材料是由按質(zhì)量份計的下述成分制備的：低密度聚乙烯100份、改性處理的納米氫氧化鋁0.5-5份、交聯(lián)劑1-2.5份和抗氧劑0.1-0.5份。

優(yōu)選的，所述的改性處理的納米氫氧化鋁粒子是由硅烷偶聯(lián)劑對納米氫氧化鋁粒子改性并溶于環(huán)己烷中，蒸發(fā)干燥得到的。更優(yōu)選的，所述納米氫氧化鋁粒子與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為3-10：100。

再一優(yōu)選的，所述的納米氫氧化鋁平均粒徑為30±5nm，比表面積為180±30m²/g。

另一優(yōu)選的，所述低密度聚乙烯熔融指數(shù)為0.8-12g/10min，密度為0.90-0.925g/cm³。

另一優(yōu)選的，所述的交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯、過氧化二甲酞或雙苯。

另一優(yōu)選的，所述的抗氧劑為4,4'-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或硫代二乙撐雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]。

所述直流電纜絕緣材料，其制備方法包括以下步驟：

步驟1、按照質(zhì)量稱取100份的低密度聚乙烯、0.1-0.5份的抗氧劑、1-2.5份的交聯(lián)劑和0.5-5份改性處理的納米氫氧化鋁；

步驟2、將步驟1稱取的低密度聚乙烯、抗氧劑和納米氫氧化鋁同時加入到雙螺桿混煉機中，在溫度為120～200℃下混煉均勻，得母料；

步驟3、母料進入熔體泵內(nèi)，熔體泵使物料流過過濾器進行過濾，過濾后的母料進入單螺桿造粒機造粒，所得粒料經(jīng)偏心水霧切粒機進一步切粒后，經(jīng)蒸餾水冷卻并被輸送到離心脫水機內(nèi)進行離心脫水和干燥處理，然后預(yù)熱到70～90℃，再進入雙螺桿混煉機并保溫在70～90℃，將稱取的交聯(lián)劑噴淋到粒料的表面，繼續(xù)轉(zhuǎn)動至粒料表面干燥，獲得混有交聯(lián)劑的粒料；

步驟4、混有交聯(lián)劑的粒料進入成品料倉，在溫度為70～90℃的條件下均勻化15～20h，然后冷卻至室溫，即得到所述絕緣材料。

和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明所述的絕緣材料，能夠有效改善溫度對電導(dǎo)率的影響即改變聚乙烯電導(dǎo)率隨溫度的增大而增大的特性，從而有效改善直流電纜絕緣中的場強隨溫度變化而發(fā)生變化的特性，電導(dǎo)性能優(yōu)異；在20～70℃下，本發(fā)明所述的絕緣材料，能夠抑制電纜絕緣材料中的空間電荷積聚，改善局部電場分布，絕緣性能更好。

【附圖說明】

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。

附圖1是添加納米氫氧化鋁的交聯(lián)聚乙烯和未添加的交聯(lián)聚乙烯的不同溫度下的電導(dǎo)率。

附圖2為添加納米氫氧化鋁的交聯(lián)聚乙烯和未添加的交聯(lián)聚乙烯在20℃～70℃下的空間電荷分布圖。

【具體實施方式】

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)的說明。

實施例1

所述直流電纜絕緣材料，其制備方法包括以下步驟：