[發明專利]一種電纜絕緣層

在審

• 申請號: 201710922666.6
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107808716A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 舒春柳
• 申請（專利權）人: 四川力智久創知識產權運營有限公司
• 主分類號: H01B7/18
• 分類號: H01B7/18;H01B7/02;H01B3/48;H01B3/30;H01B13/06
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 熊曉果

技術領域

本發明涉及電纜材料領域，具體涉及一種電纜絕緣層。

背景技術

電纜是用一根或多根導線經過絞合制作成導體線芯，再在導體上施以相應的絕緣層，外面包上密封護套而形成的導線，主要由線芯、絕緣層、屏蔽層和護套層構成。電纜具有占用地面和空間少；供電安全可靠，觸電可能性小；有利于提高電力系統的功率因數；運行、維護工作簡單方便；有利于美化城市，具有保密性等諸多優點，被廣泛應用于生活和生產中的各個領域。

電纜中絕緣層的作用是將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣上彼此隔離，從而保證在輸送電能時不發生相對地或相間擊穿短路。使用過程中發現，絕緣層與線芯之間容易發生電暈和電樹枝化現象，從而導致絕緣層快速老化或被擊穿，進而導致電纜出現故障。為此，人們在線芯表面和絕緣表面均有半導電屏蔽層，以此來避免線芯與絕緣層直接接觸，也避免兩者之間出現大量電暈和電樹枝化現象。現有的半導電屏蔽層多為半導電紙和半導電塑料，雖然能減少電暈與電樹枝化現象的產生，但機械強度低，對增加電纜的機械性能沒有幫助。

發明內容

本發明的目的在于克服現有電纜絕緣層存在的機械強度差的缺陷，提供一種電纜絕緣層；本發明將玄武巖纖維布作為電纜絕緣層中的其中一層材料，既能增加絕緣層的機械性能，又能增加絕緣性；能顯著提高電纜絕緣層的性能。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種電纜絕緣層，包括半導體材料層、絕緣材料層和玄武巖纖維布；所述半導體材料層包繞在線芯外，所述絕緣材料層在所述半導體材料層與所述玄武巖纖維布之間；所述半導體材料層為半導電塑料層；所述絕緣材料層為熱塑性絕緣塑料層。

本發明一種電纜絕緣層，將具有優異絕緣性和機械性能的玄武巖纖維布作為電纜絕緣層的其中一層材料，并與半導電材料層和絕緣材料層結合形成電纜絕緣層；該電纜絕緣層不僅具有防電暈和電樹枝化的功能，還具有優異的絕緣性和機械性能，對提高電纜的整體性能具有積極作用。

上述一種電纜絕緣層，其中，優選的，所述的玄武巖纖維布經緯密度為20-60根/cm；玄武巖纖維布的經緯密度限制了纖維布的孔隙大小，經緯密度越大，孔隙越小，擊穿通道越小，擊穿電壓越大，力學性能越好；但經緯密度過大，加工性變差，不利于與絕緣材料層的結合；最優選的，所述的玄武巖纖維布經緯密度為30-50根/cm；優選條件下，玄武巖纖維布的機械性能和電性能最好。

其中，所述的玄武巖纖維布由玄武巖纖維原紗線編織而成；優選的，所述的玄武巖纖維原紗線密度為50-180Tex；所述的玄武巖纖維原紗線密度影響纖維布的厚度，而纖維布厚度對其加工性和對高頻電場的電性能具有影響，密度越大，纖維布厚度越大，對高頻電場的絕緣性越差，加工性也越差，也不利于與絕緣材料層的結合；最優選的，所述的玄武巖纖維原紗線密度為60-100Tex。

上述一種電纜絕緣層，所述玄武巖纖維原紗線由玄武巖纖維并捻而成；其中，優選的，所述的玄武巖纖維中包括有重量百分數為0.1-1.5%的納米氧化鋁，納米氧化鋁可以阻擋擊穿通道的發展，提高玄武巖纖維的擊穿強度；所述的納米氧化鋁的含量必須控制在規定范圍內，其用量過大，會導致納米氧化鋁在電場作用中起主導作用，反而降低了玄武巖纖維的擊穿強度，用量過少，所起的作用小，對玄武巖纖維的擊穿強度增加作用小；優選的，所述的納米氧化鋁的重量百分比為0.5-1.2%。其中，優選的，所述的納米氧化鋁的直徑為2-10nm；直徑過大，相容性降低，對擊穿通道的阻擋作用降低，直徑過小，不利于分散。

其中，優選的，所述的納米氧化鋁為長徑比為1.5-3︰1的氧化鋁晶須；晶須能嵌入不同的晶相結構中，對擊穿通道的阻擋作用更好；長徑比太小，對擊穿通道的阻擋作用差，長徑比過大，容易發生纏繞或斷裂，不利于對玄武巖纖維的改性。

其中，所述的玄武巖纖維中還包括0.6-2.8%的納米二氧化硅，納米二氧化硅能影響玄武巖纖維中晶相分布和大小，使玄武巖纖維中晶相分布更均勻，大小差異更小，使玄武巖纖維的耐電暈和電樹枝化的性能更好；所述的納米二氧化硅的含量必須控制在規定范圍內，含量過大，納米二氧化硅容易積聚，反而對玄武巖纖維中晶相的分布造成影響，使其耐電暈和電樹枝化的性能降低，含量過小，對玄武巖纖維均勻性影響作用小；優選的，所述的納米二氧化硅的重量百分比為1.2-2.1%。

其中，優選的，所述的納米二氧化硅的粒徑為5-20nm；粒徑過大，玄武巖纖維中晶相直徑大，對耐電暈和電樹枝化增強作用降低；粒徑過小，不利于分散。