[發明專利]一種±535kV超高壓柔性直流絕緣電力電纜

有效

• 申請號: 202011202470.8
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112466513B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 夏峰;劉鳳偉;陳磊;張永明;潘矗直;鐘寧濤;陳蓋杰;王璐;韓哲
• 申請（專利權）人: 寧波東方電纜股份有限公司
• 主分類號: H01B3/44
• 分類號: H01B3/44;H01B7/02;H01B7/18;H01B7/28;H01B9/02
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 徐笑笑

本發明公開了一種±535kV超高壓柔性直流輕型聚丙烯絕緣電力電纜，直流電單元外設置有半導電阻水層，半導電阻水層外設置有金屬鎧裝層，金屬鎧裝層外設置有防腐層，防腐層外設置有外護層，外護層外設置有半導電層，直流電單元包括從內到外依次設置的阻水導體層、半導電特多龍帶、內屏蔽層、絕緣層和絕緣屏蔽層，絕緣層為改性聚丙烯，內屏蔽層和絕緣屏蔽層的材料為直流屏蔽料；其優點是相對交聯聚乙烯電力電纜減輕26%，長期工作溫度不低于110℃，一般的塑料擠出成型，擠出線速度更快，無焦燒物產生，可以連續生產，可以實現大長度、無接頭連續化生產，生產效率高、工藝簡單；具有更好的機械性能、電氣性能和絕緣強度。

技術領域

本發明涉及一種電力電纜，尤其是涉及一種±535kV超高壓柔性直流絕緣電力電纜。

背景技術

隨著國家不斷加強建設智能電網領域并網整合，使得超高壓柔性直流電力電纜迎來了廣闊的市場機遇。柔性直流輸電技術對于提高交流系統的動態穩定性、增加系統的動態無功儲備、改善交流系統電能質量，解決非線性負荷、沖擊性負荷所帶來的問題等，都具有較強的技術優勢，也是智能電網建設中解決大容量、遠距離、間歇式新能源發電并網的重要技術手段。

目前使用中的電纜絕緣材料一般采用聚乙烯樹脂作為基體材料，工作溫度通常在70℃以下并且其電氣性能有限，所以一般應用于中低壓電纜中。而為了進一步提高絕緣材料的工作溫度和工作電壓，對聚乙烯進行了交聯產生交聯聚乙烯。交聯聚乙烯具有較好的熱性能和機械性能，能夠耐受較高的工作溫度和電場強度。但是交聯聚乙烯是一種熱固性材料，不能夠在使用壽命到期后回收再利用且難以降解，交聯副產物不容易去除，電纜純凈度控制難度大，交聯、去氣等步驟設備占據空間大、能量消耗多，效率低。另外交聯聚乙烯具有熱固性，電纜達到使用壽命后難以回收再利用，只能焚燒或廢碎填埋處理，環保壓力巨大，容易造成環境污染。傳統的交聯聚乙烯絕緣因其不可回收再利用，對能源浪費及環境污染都帶來了極大的威脅，不符合當前國際可持續發展的資源應用理念，又因交聯聚乙烯比重較大約0.94g/cm3無形中增加了電纜的重量，給施工及運輸都帶來了極大的不便等等；基于這樣一種國內外行業現狀，這為超高壓柔性直流聚丙烯絕緣電力電纜帶來了廣泛的發展契機。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種重量輕、耐高溫且綠色環保可再回收的±535kV超高壓柔性直流絕緣電力電纜。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種±535kV超高壓柔性直流輕型聚丙烯絕緣電力電纜，包括直流電單元，所述的直流電單元外設置有半導電阻水層，所述的半導電阻水層外設置有金屬鎧裝層，所述的金屬鎧裝層外設置有防腐層，所述的防腐層外設置有外護層，所述的外護層外設置有半導電層，所述的直流電單元包括從內到外依次設置的阻水導體層、半導電特多龍帶、內屏蔽層、絕緣層和絕緣屏蔽層，所述的絕緣層的材料為改性聚丙烯，所述的內屏蔽層和絕緣屏蔽層的材料為直流屏蔽材料。

進一步的，所述的改性聚丙烯由下列質量份的原料制成：聚丙烯60-105，納米有機改性蒙脫土0.8-1.5，硬質酸鈣10-15，苯乙酮（AP）0.2-0.8，羥甲基纖維素鈉8-16，金紅石型納米二氧化硅0.8-1.0，木纖維0.8-1.2，收縮均勻添加劑0.2-0.6，協同抗氧劑0.1-0.5，納米增強劑0.8-1.2。

在此結構中，協同抗氧劑用于延長聚合物的使用壽命，苯乙酮（AP）是電壓穩定劑可顯著提高聚丙烯PP絕緣材料的擊穿場強和提高耐老化性能，硬質酸鈣可有效提高聚丙烯的機械彎曲性能，金紅石型納米二氧化硅（SiO2）提高紫外線屏蔽能力，同時納米二氧化硅（SiO2）與苯乙酮（AP）、硬質酸鈣的復合式使用能夠顯著提高抗老化性能，抑制空間電荷的形成，阻礙電樹枝的生長，提高聚合物的擊穿強度；加入的木纖維與蒙脫土復合產生的作用能夠顯著提高拉伸強度、彎曲強度、導熱性能，同時含有大量甲級纖維素，保證了絕緣層的柔軟性能；收縮均勻添加劑降低聚丙烯的收縮率；納米增強劑增強低溫時固化。