[發明專利]無焊接線和突起的半導體屏蔽

有效

• 申請號: 201680086811.5
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN109348719B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 宋小梅;陳紅宇;孫亞斌;吳幼軍;李偉;繆曉雄
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: C08L23/04
• 分類號: C08L23/04;C08K3/04
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所 11494
• 代理人: 封新琴

用于電力電纜結構的半導體屏蔽層由包括以下各項的組合物制成：(A)基于乙烯的非極性聚合物，其具有大于()0.90g/cc的密度，以及190℃/2.16Kg下20g/10分鐘的熔體指數；(B)極性聚合物，其由乙烯和具有4到20個碳原子的不飽和烷基酯組成；(C)乙炔炭黑；以及(D)固化劑；條件是：(1)所述組合物具有相分離結構，和(2)非極性聚合物與極性聚合物的重量比為0.25到4。

技術領域

本發明涉及電力電纜。在一個方面，本發明涉及包括半導體屏蔽的電力電纜，而在另一個方面，本發明涉及無焊接線和突起的半導體屏蔽。

背景技術

中壓/高壓/超高壓(MV/HV/EHV)電纜結構通常包括電纜芯中的一個或多個高電位導體，所述高電位導體被幾層聚合物材料包圍，所述聚合物材料包含第一半導體屏蔽層、絕緣層、第二半導體屏蔽層、用作接地相的金屬線或帶屏蔽層以及保護套。此結構內的附加層，如防潮層，通常包含在結構中。

數十年來，聚合物半導體屏蔽已經用于多層電力電纜結構中。這些屏蔽用于在高電位導體與主絕緣層之間以及主絕緣層與接地或中性電位層之間提供中間電阻率層。

電氣電力電纜結構內的導體與絕緣層之間的半導體屏蔽層的主要目的是確保主固體絕緣層的長期可行性。擠壓半導體屏蔽的使用基本上消除了導電和電介質，即絕緣，層的界面處的電纜結構內的局部放電。通過改善導體屏蔽界面光滑度也實現更長的電纜壽命，從而最小化任何局部電應力集中。已經證明具有改進的光滑度的聚合物導體屏蔽通過加速測試延長了電纜壽命(Burns、 Eichhorn和Reid，《IEEE電氣絕緣雜志(IEEEElectrical Insulation Magazine)》， Vol.8,No.5,1992)。HV和EHV電纜應用需要具有超級光滑度的聚合物導體屏蔽。

可以使用表面光度儀測量光滑度。為了評估光滑度，使用表面上尺寸和形狀隨機的突起或小塊半導體屏蔽帶的三維結構的統計方法。方法確定半導體屏蔽化合物中突起的數量和其各自的高度。高度從20μm到70μm分類為10微米 (μm)增量，并且突起的數量被報告為密度(缺陷/m²)。超光滑半導體屏蔽化合物通常滿足最大(最大)200pips/m²，尺寸30μm到39μm；最大20pips/m²，尺寸40μm到49μm；最大2pips/m²，尺寸50μm到59μm；沒有大于()60 μm的pip尺寸的規格。

在半導體屏蔽層與導體或絕緣層之間實現光滑或超光滑界面的一種常用方法是在用于半導體屏蔽層的配制品中包含乙炔炭黑。由于乙炔炭黑的化學和物理性質，相對于爐炭黑，在擠出表面上觀察到較少的表面缺陷。

除了炭黑選擇之外，形成半導體屏蔽層的過程也對光滑度控制起重要作用。半導體層通常通過三重擠出系統與絕緣層一起擠出。在共擠工藝期間，焊接線可能在兩個半導體屏蔽熔體的界面處發生，并且可能潛在地在焊接線位置處生成半導體屏蔽層與絕緣層之間的突起。這種突起可以在高壓下引起電應力集中，從而縮短電纜壽命。

因此，對半導體屏蔽組合物存在興趣，其滿足HV和EHV電纜的電阻和光滑度要求并避免其制造中的突起問題。

發明內容

在一個實施例中，本發明是組合物，其包括：

(A)基于乙烯的非極性聚合物，其具有大于()0.90克每立方厘米(g/cc) 的密度，以及190℃/2.16Kg下20克每10分鐘(g/10分鐘)的熔體指數；

(B)極性聚合物，其由乙烯和具有4到20個碳原子的不飽和烷基酯組成；

(C)乙炔炭黑；以及

(D)固化劑；

條件是：(1)所述組合物具有相分離結構，和(2)非極性聚合物與極性聚合物的重量比為0.25到4。