[發明專利]一種新型半導電非阻水緩沖墊層高壓電力電纜

在審

• 申請號: 202111560959.7
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN114334232A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 徐松;魏學志;楊麗偉
• 申請（專利權）人: 杭州電纜股份有限公司
• 主分類號: H01B7/02
• 分類號: H01B7/02;H01B7/20;H01B7/282;H01B9/02;H01B13/24
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 趙越劍

本發明涉及高壓電力電纜技術領域，具體涉及一種新型半導電非阻水緩沖墊層高壓電力電纜。包括導體，導體外依次設置繞包半導電尼龍帶、超凈XLPE絕緣層、半導電非阻水緩沖帶、皺紋鋁護套、電纜瀝青、絕緣外護套、石墨涂層，在超凈XLPE絕緣層內層與繞包半導電尼龍帶之間設置超光滑半導電層，在超凈XLPE絕緣層外層與半導電非阻水緩沖帶之間設置超光滑絕緣屏蔽層。該電纜能夠有效的解決了行業內因阻水粉吸水產生白色物質腐蝕電纜本體，最終導致本體擊穿的問題，提高了高壓電力電纜使用的安全性、可靠性。

技術領域

本發明涉及高壓電力電纜技術領域，具體涉及一種新型半導電非阻水緩沖墊層高壓電力電纜。

背景技術

進入21世紀以來，隨著我國經濟的高速發展，社會總用電量逐年攀升，我國電力行業得到了迅猛發展。高壓交聯聚乙烯絕緣電力電纜在我國已經使用了將近三十年，最初全部使用進口產品，到目前為止66~500kV的電力電纜基本全部實現國產化，每年有超過一萬公里的高壓電纜埋設于地下，進口產品與國產產品在護層結構和原材料特性方面各有其特點，這種結構在全球來講具有一定的區域性，全球其他地區交聯聚乙烯高壓電纜一般采用綜合護層結構或平滑金屬護層結構。

國內高壓電纜產品從生產設備、原材料選擇、產品特性和生產工藝等因素分析，影響高壓交聯聚乙烯絕緣電力電纜產品質量的主要因數之一是護層結構及其原材料性能和護層加工工藝。而目前國內困擾高壓交聯聚乙烯絕緣電力電纜的主要問題就是緩沖層的燒蝕問題，當前如何解決緩沖層燒蝕問題成了國內各大電纜企業技術攻關課題之一，也是迫在眉睫，急需解決的問題。

目前國內大多數電纜生產企業主要還是使用皺紋鋁金屬護套跟聚酯纖維阻水緩沖帶作為緩沖層的結構，但有實例說明，這種結構電纜在經過5~10年的運行之后，陸陸續續的出現高壓電纜緩沖層局部出現發白、燒蝕和電纜擊穿的問題。行業內對高壓電纜緩沖層燒蝕的成因機理有了充分的了解，到目前為止認知的引起燒蝕的原因有：

a.半導電緩沖阻水帶材料考核要求的缺失：由于電力電纜內部材料之間存在相容性的特點，缺少半導電緩沖阻水層原材料針對這方面的考核要求；

b.產品標準要求不清晰：高壓電纜產品標準中半導電緩沖層的作用描述不夠清晰，導致在結構設計和材料選擇等方面考慮不夠仔細，容易形成電纜徑向電流的集中，局部緩沖層發熱引發燒蝕或加速白色粉末的形成；

c.半導電緩沖阻水層吸濕性強認識不足：原材料制造、包裝、運輸、原材料使用過程和安裝等環節中沒有充分認識半導電緩沖阻水帶吸潮強的特點，緩沖帶吸潮是加速白色粉末形成的主要原因。

目前，還沒有相應的產品能夠有效地解決上述的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述提出的目前高壓電纜緩沖層容易出現燒蝕的問題，提供一種新型半導電非阻水緩沖墊層高壓電力電纜，通過這種電纜，明顯改善電纜緩沖層的燒蝕問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種新型半導電非阻水緩沖墊層高壓電力電纜，包括導體，導體外依次設置繞包半導電尼龍帶、超凈XLPE絕緣層、半導電非阻水緩沖帶、皺紋鋁護套、電纜瀝青、絕緣外護套、石墨涂層，在超凈XLPE絕緣層內層與繞包半導電尼龍帶之間設置超光滑半導電層，在超凈XLPE絕緣層外層與半導電非阻水緩沖帶之間設置超光滑絕緣屏蔽層。

目前的半導電緩沖阻水帶吸潮后在與鋁護套接觸的地方容易形成白色粉末，高壓電纜半導電阻水帶上的阻水粉吸水后，阻水粉會形成游離的OH^-離子，在鋁護套的波谷內側與緩沖層接觸，鋁是兩性金屬，即既能與酸反應，也能與堿反應。因此鋁護套與緩沖層接觸處的OH^-會與鋁反應，如果有電場作用下，OH^-會更容易匯集到鋁套與緩沖帶接觸的位置，鋁與堿（OH^-）發生反應：

反應生成的偏鋁酸鈉極易溶于水，且吸收空氣中的CO₂發生如下反應：

CO₂過量時：