[發(fā)明專利]一種評(píng)估XLPE平板試樣或電纜適宜脫氣時(shí)間的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010934565.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN112067653B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳向榮;孟繁博;戴超;張夢(mèng)甜;豐如男;張永明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);寧波東方電纜股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N25/20
• 分類號(hào): G01N25/20;G01N5/04;G01N1/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明公開一種評(píng)估XLPE平板試樣或電纜適宜脫氣時(shí)間的方法，所述方法包括以下步驟：(1)制備/選取試樣；(2)試樣預(yù)處理；(3)脫氣處理；(4)構(gòu)建評(píng)估模型；(5)評(píng)估脫氣時(shí)間。本發(fā)明通過多個(gè)同規(guī)格試樣的脫氣失重率，獲取試樣重量變化規(guī)律，以平均失重率作為基準(zhǔn)，計(jì)算失重變化率參數(shù)，進(jìn)而獲得適宜脫氣時(shí)間，本發(fā)明方法能夠準(zhǔn)確的評(píng)估各類不同XLPE配方材料的適宜脫氣時(shí)間，測(cè)試方法簡(jiǎn)單，操作方便，普適性強(qiáng)。該方法可大幅度減少研究人員對(duì)XLPE試樣熱處理的時(shí)間，提高科研效率，也能降低電纜生產(chǎn)廠家的去氣的時(shí)間成本，為XLPE材料的分析以及電纜的生產(chǎn)，在避免交聯(lián)副產(chǎn)物影響方面，提供了科學(xué)有效的分析手段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高電壓與絕緣技術(shù)領(lǐng)域，尤其指一種評(píng)估XLPE平板試樣或電纜適宜脫氣時(shí)間的方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，電力消費(fèi)需求日益劇增，急需升級(jí)改造現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，以適應(yīng)快速增長(zhǎng)的輸電需求。同時(shí)隨著海上風(fēng)電和海島供電需求的日益增加，電力電纜已成為建設(shè)城市地下能源綜合通道，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大容量輸電和新能源電力規(guī)模化利用的關(guān)鍵電力設(shè)備之一。目前我國(guó)正大力投資建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施以適應(yīng)新能源的發(fā)展要求，能源基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)和部署，為高壓電纜的發(fā)展提供了充足動(dòng)力，同時(shí)也為高壓電纜市場(chǎng)的增長(zhǎng)添磚加瓦。交聯(lián)聚乙烯(Cross-linked Polyethylene，XLPE)以其優(yōu)越的電氣、熱與機(jī)械性能而廣泛應(yīng)用于擠出電力電纜絕緣，XLPE絕緣電纜相比傳統(tǒng)油紙絕緣電纜具有制造工藝簡(jiǎn)單、傳輸容量大、維護(hù)方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。近20年來，隨著XLPE電纜絕緣材料技術(shù)的不斷突破和輸電技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，XLPE絕緣高壓電纜已經(jīng)成為跨海輸電、異步電網(wǎng)互聯(lián)等國(guó)內(nèi)外工程應(yīng)用的關(guān)鍵電力設(shè)備之一。

目前在電纜的生產(chǎn)過程中，普遍采用過氧化二異丙苯(Dicumyl peroxide，DCP)作為聚乙烯交聯(lián)劑，在高溫高壓的條件下，聚乙烯發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)生成XLPE，但是DCP在受熱分解的過程中，會(huì)產(chǎn)生甲烷、苯乙酮、枯基醇等多種副產(chǎn)物，這些雜質(zhì)分子的引入，會(huì)直接影響電纜的介電特性與材料特性，在電場(chǎng)的作用下，易導(dǎo)致材料內(nèi)部空間電荷積聚，引起電場(chǎng)畸變，加速電纜的老化進(jìn)程，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成局部放電，甚至絕緣的擊穿。同時(shí)，電纜在運(yùn)行的過程中，材料內(nèi)部殘余的副產(chǎn)物，會(huì)受熱逐漸揮發(fā)，在電纜護(hù)套中累積，過量的副產(chǎn)物積累會(huì)增加護(hù)套內(nèi)部壓力，進(jìn)而發(fā)生變形，影響電纜系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，去除副產(chǎn)物對(duì)于電纜的生產(chǎn)過程尤為重要。目前電纜生產(chǎn)廠家主要是通過將電纜絕緣線芯放在65-75℃的專用去氣室中進(jìn)行去氣處理，由于電纜的電壓等級(jí)和導(dǎo)體規(guī)格尺寸各異，因此去氣時(shí)間各不相同，根據(jù)XLPE絕緣厚度，脫氣過程少則幾天，多則幾十天。目前脫氣工藝掌握還主要停留在經(jīng)驗(yàn)上，對(duì)于脫氣時(shí)間，沒有明確的規(guī)定以及評(píng)估方法。

相對(duì)全尺寸的實(shí)體電纜而言，基于平板熱壓法制備的薄片試樣廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室研究中，目前薄片制備的熱壓條件已經(jīng)基本統(tǒng)一，在采用統(tǒng)一的熱壓條件下，可忽略熱壓條件對(duì)平板試樣脫氣時(shí)間的影響，但平板熱壓法形成的試樣厚度從0.1到幾毫米各不相等，該方法廣泛的應(yīng)用于XLPE材料的介電特性測(cè)試和新型電纜料的改性的研究中。但是該方法制備的薄片試樣對(duì)應(yīng)的脫氣處理依然沒有標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有試樣的制備的過程中，研究人員普遍采用熱處理的方式去氣一段時(shí)間，即認(rèn)定XLPE材料脫氣工作已經(jīng)完成，但目前的脫氣方式，主要以固定或超長(zhǎng)脫氣時(shí)間(如2天甚至更久)來避免交聯(lián)副產(chǎn)物的影響，然而不同電纜料廠家生產(chǎn)的材料，其成分千差萬別，固定的脫氣時(shí)間并不合理有效，而較長(zhǎng)的脫氣時(shí)間不但會(huì)降低科研人員的工作效率，還會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的脫氣引入熱老化這一因素，進(jìn)而失去了研究材料本身特性的意義。因此，亟需一種可量化且有效的適宜脫氣時(shí)間評(píng)估方法，明確脫氣時(shí)間，以期解決現(xiàn)有XLPE電纜材料脫氣問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決XLPE平板試樣或電纜絕緣適宜脫氣時(shí)間因受厚度、脫氣溫度影響而難以估算的問題，提供一種用于判斷平板試樣以及XLPE電纜適宜脫氣時(shí)間的方法，為XLPE電纜材料的介電特性測(cè)試和絕緣料的改性，估算高效和適宜的脫氣處理時(shí)間。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案是：