[發(fā)明專利]高壓交流電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣材料配方設(shè)計和優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211070878.3
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN116625427A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯帥;傅明利;黎小林;賈磊;樊靈孟;章彬;伍國興;朱聞博;徐曙;惠寶軍;展云鵬;馮賓;張逸凡;曹寧;李春陽
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;深圳供電局有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;C08L23/06;H01B3/44
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11689
• 代理人: 趙卿

1.一種高壓交流電纜XLPE絕緣材料配方設(shè)計和優(yōu)化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：確定初始配方要素，包括基礎(chǔ)樹脂、抗氧劑、交聯(lián)劑的種類；

步驟2：基于步驟1中選擇的基礎(chǔ)樹脂，對純基礎(chǔ)樹脂熱壓成型制成的試樣進(jìn)行測試，依次通過兩級指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選：定性評價指標(biāo)I，定量評價指標(biāo)I；獲得優(yōu)選基礎(chǔ)樹脂；

步驟3：準(zhǔn)備多組交聯(lián)劑/抗氧劑/基礎(chǔ)樹脂共混物，其中多組抗氧劑和基礎(chǔ)樹脂的質(zhì)量份數(shù)保持不變，多組交聯(lián)劑的質(zhì)量份數(shù)呈從小到大設(shè)定序列排序，對每組共混物的試樣進(jìn)行測試，依次通過兩級指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選：定性評價指標(biāo)II，定量評價指標(biāo)II；獲得優(yōu)化交聯(lián)劑配方；

步驟4：準(zhǔn)備多組交聯(lián)劑/抗氧劑/基礎(chǔ)樹脂共混物，其中多組交聯(lián)劑和基礎(chǔ)樹脂的質(zhì)量份數(shù)保持不變，多組抗氧劑的質(zhì)量份數(shù)呈從小到大設(shè)定序列排序，對每組共混物的試樣進(jìn)行測試，依次通過兩級指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選：定性評價指標(biāo)III，定量評價指標(biāo)III；獲得優(yōu)化抗氧劑配方；

步驟5：電氣性能校驗(yàn)，測試結(jié)果參數(shù)全部滿足要求時，該材料配方視為優(yōu)化配方；否則返回對備選待測進(jìn)行測試。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓交流電纜XLPE絕緣材料配方設(shè)計和優(yōu)化的方法，其特征在于：

步驟2、3或4中，定性評價是指判斷測試結(jié)果參數(shù)滿足定性評價指標(biāo)I、II或III，若滿足視為合格，若不滿足，則放棄該材料，進(jìn)入下一種備選材料的定性評價，直到所有備選材料完成定性評價指標(biāo)I、II或III的測試，篩得滿足定性評價指標(biāo)的材料，然后進(jìn)入定量評價指標(biāo)I、II或III。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高壓交流電纜XLPE絕緣材料配方設(shè)計和優(yōu)化的方法，其特征在于：

定性評價指標(biāo)I包括：基于旋轉(zhuǎn)流變儀測得的流變性能參數(shù)，基于應(yīng)力-應(yīng)變測試獲得的拉伸強(qiáng)度參數(shù)和斷裂伸長率參數(shù)，基于高壓西林電橋測得的介質(zhì)損耗角正切和相對介電常數(shù)參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高壓交流電纜XLPE絕緣材料配方設(shè)計和優(yōu)化的方法，其特征在于：

定量評價指標(biāo)I包括：基于圓柱狀電極測得的交流擊穿場強(qiáng)的二參數(shù)威布爾分布參數(shù)；

以特征擊穿強(qiáng)度作為第一參數(shù)a，以形狀參數(shù)作為第二參數(shù)b，以a大小，對不同樹脂做優(yōu)先級排序，a越大優(yōu)先級越高，若a一致，則以b對優(yōu)先級做細(xì)分排序，a相同材料中b越小者優(yōu)先級越高；

對所有待優(yōu)選樹脂完成優(yōu)先級排序，以排序第一者，優(yōu)先進(jìn)入步驟3；優(yōu)先級處于次位者作為備選待測。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高壓交流電纜XLPE絕緣材料配方設(shè)計和優(yōu)化的方法，其特征在于：

步驟3中，對x?phr交聯(lián)劑/0.3phr抗氧劑300/基礎(chǔ)樹脂共混物制成的試樣進(jìn)行測試，通過兩級指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選：定性評價指標(biāo)II；定量評價指標(biāo)II；

其中，x為自定義變量序列：x₁、x₂、x₃、x₄……x_n1，代表交聯(lián)劑的質(zhì)量份數(shù)，x≥0，n₁表示序列長度，即共混物的組數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高壓交流電纜XLPE絕緣材料配方設(shè)計和優(yōu)化的方法，其特征在于：

定性評價指標(biāo)II包括：表征交聯(lián)程度的凝膠含量和熱延伸率兩個參數(shù)，以及基于應(yīng)力-應(yīng)變測試獲得的拉伸強(qiáng)度參數(shù)和斷裂伸長率參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高壓交流電纜XLPE絕緣材料配方設(shè)計和優(yōu)化的方法，其特征在于：

定量評價指標(biāo)II包括：交聯(lián)產(chǎn)氣特性參數(shù)，對所有組分的材料進(jìn)行優(yōu)先級排序，產(chǎn)氣特性更優(yōu)者，脫氣殘余量越小，優(yōu)先級越高，脫氣殘余量相等時，x值越小者，優(yōu)先級越高，對所有待優(yōu)化組分材料完成優(yōu)先級排序：x₁、x₂、x₃、x₄……x_n1，n₁表示序列長度，以排序第一者，優(yōu)先進(jìn)入步驟4，優(yōu)先級處于次位者作為備選待測。