[發明專利]一種高壓電纜用可交聯聚乙烯絕緣材料、制備方法及其用途

在審

• 申請號: 202111566202.9
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN114031837A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 李文鵬;閆轟達;史曉寧;嚴有祥;徐子峻;喬博;趙維佳;陳朝暉;趙麗麗;張靜媛
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網福建省電力有限公司廈門供電公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K5/14;C08K5/375;H01B3/44
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 周雷

本發明涉及一種高壓電纜用可交聯聚乙烯絕緣材料、制備方法及其用途。按照各組分占質量百分比計，所述絕緣材料包括如下組分：聚乙烯基料97.5?99.3％、交聯劑0.5?2％、助交聯劑0.1～0.5％和抗氧化劑0.1?0.5％。通過引入高支化度的聚乙烯對傳統絕緣料進行改性，降低了絕緣材料中引起電導非線性變化的極性交聯分解副產物，有效抑制了電荷在直流電場下產生和遷移，進而抑制了高壓電纜中電導率非線性效應。同時該絕緣材料的制備方法簡單可行，工業化可實施性強。所述聚乙烯絕緣材料可應用于高壓直流電纜中。

技術領域

本發明涉及絕緣材料領域，具體涉及一種高壓電纜用可交聯聚乙烯絕緣材料、制備方法及其用途。

背景技術

隨著電力建設的快速發展，絕緣材料電纜因具有體積小，重量輕，工作溫度高，維護成本低以及環保的優點，在生產運輸，安裝回收等方面相被廣泛應用。

由于絕緣材料電導率隨溫度、場強非線性變化效應過大，現有的聚乙烯電纜絕緣材料只能在低壓配電系統中用于直流電能的傳輸，無法直接應用在高壓直流系統中。此外，局部電場強度遠高于電纜的運行強度，會導致電纜材料直接擊穿，同時絕緣材料中的添加劑和交聯副產物在直流電場下電離和極化均會加劇聚乙烯絕緣電纜中的電導率非線性變化現象。因此，抑制高壓直流電纜中電導率非線性過度增大效應聚集，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種用于高壓電纜的可交聯聚乙烯絕緣材料、制備方法及其用途，該材料可抑制高壓直流電纜中電導率非線性過度增大效應聚集。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案：

一種高壓電纜用可交聯聚乙烯絕緣材料，按照各組分占質量百分比計，所述絕緣材料包括如下組分：

(a)聚乙烯基料97.5-99.3％；

(b)交聯劑0.5-2％；

(c)助交聯劑0.1-0.5％；和

(c)抗氧化劑0.1-0.5％；

所述聚乙烯基料包括高支化度聚乙烯，所述高支化度聚乙烯占聚乙烯基料質量的30～70％，所述高支化度聚乙烯的支化度為1.5-4.5。

本發明通過引入高支化度聚乙烯對傳統聚乙烯絕緣料進行改性，降低了絕緣材料中引起電導非線性變化的極性交聯分解副產物含量，有效抑制了電荷在直流電場下產生和遷移，抑制了高壓電纜中電導率非線性效應。所述聚乙烯絕緣材料可應用于高壓直流電纜中。

所述聚乙烯基料包括高支化度聚乙烯，所述高支化度聚乙烯占聚乙烯基料質量的30～70％，意指，所述聚乙烯基料除高支化度聚乙烯外，還包括其他非高支化度的聚乙烯，高支化度聚乙烯和非高支化度的聚乙烯兩者的質量總和為100％。所述高支化度聚乙烯的支化度為1.5～4.5。除高支化度聚乙烯外，所述聚乙烯基料還包括非高支化度的聚乙烯，典型但非限制性的例如線型聚乙烯和支化度小于1.5的支鏈聚乙烯。

在本發明一種優選地實施方案中，所述高壓電纜用可交聯聚乙烯絕緣材料，按照各組分占質量百分比計，所述絕緣材料由如下組分制成：

(a)聚乙烯基料97.5-99.3％；

(b)交聯劑0.5-2％；

(c)交聯助劑0.1-0.5％；和

(d)抗氧化劑0.1-0.5％；

所述聚乙烯基料包括高支化度聚乙烯，所述高支化度聚乙烯占聚乙烯基料質量的30～70％，所述高支化度聚乙烯的支化度為1.5-4.5。

優選地，所述高支化度聚乙烯占聚乙烯基料質量的40～60％。