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耐高溫防腐蝕高壓軟電纜的制作方法

文檔序號(hào):6853862閱讀:198來源:國(guó)知局
專利名稱:耐高溫防腐蝕高壓軟電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是關(guān)于對(duì)高壓電纜的改進(jìn),尤其涉及一種耐溫范圍寬,防腐性能優(yōu),柔軟性好,彎曲半徑小的耐高溫防腐蝕高壓軟電纜。
背景技術(shù)
目前常用的10kV電壓等級(jí)的高壓電纜,主要執(zhí)行GB/T 12706-2002標(biāo)準(zhǔn),采用1、2類硬導(dǎo)體,及交聯(lián)聚乙烯或乙丙橡膠作絕緣材料,絕緣兩面采用該基料組成的半導(dǎo)電屏蔽層,外加銅帶繞包屏蔽層和聚氯乙烯外護(hù)套。此種電纜的不足第一電纜耐溫范圍窄、耐溫等級(jí)低,長(zhǎng)期最高允許工作溫度通常為90℃左右,不能用于較高環(huán)境溫度長(zhǎng)期工作,使用局限性大;第二,交聯(lián)聚乙烯絕緣本身硬度大,柔軟性欠佳,彎曲性能差,尤其是交聯(lián)聚乙烯絕緣在經(jīng)多次彎曲后會(huì)造成絕緣電性能的降低,因此難以制成彎曲柔軟性好的高壓電纜,加上電纜采用硬導(dǎo)體,及銅帶繞包屏蔽,電纜彎曲半徑較大,一般至少需12倍電纜直徑以上,給安裝、使用帶來不便;第三,交聯(lián)聚乙烯樹脂在交流高壓電場(chǎng)作用下,容易產(chǎn)生樹枝放電,損壞絕緣,會(huì)縮短使用壽命;第四,此絕緣厚度大,不僅用材多,絕緣層相對(duì)較厚,而且電纜外徑大,造成敷設(shè)空間大,增加了敷設(shè)成本。另外,交聯(lián)聚乙烯為熱塑性材料,擠包、硫化時(shí)容易在重力作用下產(chǎn)生偏心,生產(chǎn)中許多控制系統(tǒng)和電纜搓動(dòng)系統(tǒng)都是圍繞克服偏心問題而增加,制造設(shè)備投資大,并且硫化過程需要惰性氣體保護(hù),因此電纜生產(chǎn)成本較高。
中國(guó)專利CN1431665A公開的發(fā)電機(jī)和變壓器用柔軟高壓繞組電纜,其結(jié)構(gòu)為中心導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、銅絲屏蔽層和導(dǎo)電外護(hù)套,其中導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層和絕緣屏蔽層采用二元乙丙橡膠為主的材料制成。雖然絕緣的柔軟彎曲性能得到改善,彎曲為6倍電纜直徑,然而二元乙丙橡膠耐溫等級(jí)較低,長(zhǎng)期最高工作溫度仍然只有90℃左右,并且因?yàn)殡姍C(jī)、變壓器繞組,耐壓不會(huì)很高。此外,二元乙丙橡膠需蒸汽加壓硫化,工藝相對(duì)復(fù)雜,需增加配套鍋爐房和輸送蒸汽管道,生產(chǎn)投資較大。
中國(guó)專利CN2414497公開的耐高壓硅橡膠扁平電纜,結(jié)構(gòu)采用鍍錫銅線導(dǎo)體、半導(dǎo)體繞包屏蔽層、硅橡膠絕緣層、繞包屏蔽層、鍍錫銅線屏蔽層、硅橡膠護(hù)層。此電纜采用硅橡膠作絕緣,耐溫性能及柔軟性有所提高,但內(nèi)外半導(dǎo)電屏蔽層因采用繞包結(jié)構(gòu),存在間隙,在高壓高電場(chǎng)作用下,絕緣與內(nèi)外半導(dǎo)電屏蔽層界面會(huì)發(fā)生局部放電,從而造成絕緣層的損壞,運(yùn)行不穩(wěn)定,使用壽命較短,并且也不能用于較高電壓如10KV以上。
因目前電纜中使用的硅橡膠絕緣通常為二甲基硅橡膠,其在硫化過程中,硅橡膠本身的疏水性和硫化過程中產(chǎn)生的硫化副產(chǎn)物,易使絕緣在硫化過程中產(chǎn)生氣泡。而此氣泡的存在會(huì)造成絕緣在高電場(chǎng)作用下,降低絕緣性能,并產(chǎn)生局部放電,損壞絕緣。因此只能用于絕緣厚度較薄的低壓電纜。所以目前硅橡膠絕緣電纜,電壓等級(jí)均為小于1kv的低壓電纜,難以直接用于絕緣要求較厚的高壓(例如3.6/6KV及以上,特別是10KV及以上)電纜。
因此到目前為止,電壓等級(jí)為6-35kV的高壓電纜,其絕緣只有交聯(lián)聚乙烯或乙丙橡膠,由此造成該電壓等級(jí)電纜柔軟彎曲性、長(zhǎng)期工作溫度范圍都沒有改變,不能滿足某些特定場(chǎng)合使用要求,而且上述問題一直未能得到有效改進(jìn),因此仍有值得改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足,提供一種工作溫度高,耐高溫及防腐蝕性能優(yōu),柔軟性好,彎曲半徑小的耐高溫防腐蝕高壓軟電纜。
本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn),主要改進(jìn)是電纜絕緣、屏蔽基料、護(hù)套均采用硅橡膠,其中絕緣及屏蔽基料采用甲基乙烯基硅橡膠,再輔以細(xì)銅絲絞合導(dǎo)體,及編織網(wǎng)屏蔽,使電纜的柔軟度(彎曲性)、耐溫性、防腐性和耐壓都得到協(xié)調(diào)共同提高。具體說,本發(fā)明耐高溫防腐蝕高壓軟電纜,包括導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽、金屬屏蔽、外護(hù)套,其特征在于所說導(dǎo)體為細(xì)銅絲絞合軟導(dǎo)體,所說絕緣、半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽基料為甲基乙烯基硅橡膠,所說導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽一次擠包,所說金屬屏蔽為細(xì)銅絲編織網(wǎng),所說外護(hù)套為硅橡膠或聚四氟乙烯護(hù)套。
本發(fā)明所述細(xì)銅絲絞合軟導(dǎo)體,其導(dǎo)體細(xì)銅絲及屏蔽編織銅絲較好采用鍍錫銅絲,有利于提高銅導(dǎo)體的抗高溫氧化能力,延長(zhǎng)在高溫環(huán)境中的使用壽命。
本發(fā)明通過試驗(yàn)選擇的甲基乙烯基硅橡膠,為在硅橡膠分子側(cè)鏈上引入少量乙烯基制成,經(jīng)在電纜絕緣中試用表明,大大改善了硅橡膠的硫化加工性能,不僅具有二甲基硅橡膠原有優(yōu)異性能,而且側(cè)鏈上有不飽和鍵,在硫化過程中減少了硫化時(shí)產(chǎn)生氣泡,提高了穩(wěn)定性,因而可以制作絕緣要求較厚的高壓電纜。其次,較二甲基硅橡膠容易硫化,并具有較小的壓縮永久變形,較好的耐溶劑膨脹性和耐高壓蒸汽穩(wěn)定性以及優(yōu)良的耐寒性。開創(chuàng)了硅橡膠絕緣在高壓電纜中應(yīng)用先河。
半導(dǎo)電硅橡膠,即在硅橡膠中摻入導(dǎo)電微粉體制得,本發(fā)明經(jīng)試驗(yàn),一種較好為采用如下配方制得半導(dǎo)電硅橡膠,甲基乙烯基硅橡膠樹脂100份,有機(jī)過氧化物硫化劑(例如但不限于雙(2,4-二氯化苯甲酰)(DCPB)、2,5-二甲基2,5-二-(叔丁基過氧)己烷(2,5B)、過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化苯甲酰(BP)、過苯甲酸叔丁酯(TBPB)、二枯基過氧化物等)0.5~1.5份,導(dǎo)電炭黑20~40份,硅油系列軟化劑10~20份。此外,本發(fā)明半導(dǎo)電材料中還可以加入其他一些添加材料,例如補(bǔ)強(qiáng)劑、抗氧劑,使半導(dǎo)電層增強(qiáng)相應(yīng)性能。本發(fā)明中加入補(bǔ)強(qiáng)劑,不僅具有增加材料強(qiáng)度功能,而且也是一種低成本填充料,有利于降低半導(dǎo)電層的成本;抗氧劑,可以起到防老化延長(zhǎng)使用壽命作用。
電纜外護(hù)套,可以根據(jù)使用場(chǎng)合要求,選擇硅橡膠或聚四氟乙烯,以適應(yīng)不同使用要求。硅橡膠護(hù)套可以采用各種硅橡膠,無特別限定要求。
本發(fā)明耐高溫防腐蝕高壓軟電纜,在6-35kV高壓電纜中首次采用甲基乙烯基硅橡膠絕緣和屏蔽基料,及細(xì)銅絲(尤其是鍍錫銅絲)絞合軟導(dǎo)體、以及編織金屬屏蔽,硅橡膠護(hù)套綜合協(xié)調(diào)措施。不僅開創(chuàng)了高壓硅橡膠絕緣電纜先河,而且所得高壓電纜具有電纜的耐溫及耐寒性均得到較大提高,工作溫度范圍寬,可在-60~180℃溫度范圍長(zhǎng)期使用,擴(kuò)大了電纜使用范圍;電纜耐環(huán)境溫度提高,也提高了電纜傳輸容量,在同等傳輸容量下,可以節(jié)約銅導(dǎo)體20-40%;電纜的耐化學(xué)腐蝕性能也有較大提高,可以用于一些原來難以應(yīng)用腐蝕場(chǎng)合;同時(shí)還提高了高壓電纜的柔軟性,電纜彎曲半徑僅為電纜外徑的6倍。其次,導(dǎo)體及金屬屏蔽層采用鍍錫細(xì)銅絲,確保了導(dǎo)體及屏蔽在高溫下不被氧化,可以延長(zhǎng)在高溫環(huán)境中使用壽命;絕緣及內(nèi)外半導(dǎo)電屏蔽三層一次擠出,不僅層間融合性好,無間隙,減少了絕緣層的雜質(zhì)或氣隙的混入,大大改善了局放性能,提高了電氣絕緣性能,絕緣層厚度較同電壓等級(jí)的交聯(lián)聚乙烯下降10%左右,減小了電纜直徑面積,有利于敷設(shè)。再就是,硅橡膠為熱固性材料,在硫化過程中不會(huì)產(chǎn)生因重力作用而造成的絕緣偏心,生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,并且只需加溫硫化,工藝簡(jiǎn)單,大大降低了電纜的生產(chǎn)成本。本發(fā)明電纜,可做成6-35kV電壓等級(jí)的耐高溫防腐蝕高壓軟電纜,其電纜可以做成單芯,也可以做成多芯,可以敷設(shè)在室內(nèi)、電纜溝、電纜管道、電纜橋架或地形較為復(fù)雜的場(chǎng)合。
以下結(jié)合幾個(gè)具體實(shí)施方式
,進(jìn)一步說明本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例單芯高壓軟電纜截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例三芯高壓軟電纜截面結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參見圖1,10KV耐高溫防腐蝕高壓?jiǎn)涡拒涬娎|,導(dǎo)體1由若干鍍錫細(xì)銅絲7絞合而成,導(dǎo)體外依次為半導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)體屏蔽2,厚3.0mm硅橡膠絕緣3、半導(dǎo)電硅橡膠絕緣屏蔽4、鍍錫銅絲編織屏蔽5,硅橡膠護(hù)套6。其中硅橡膠絕緣、半導(dǎo)電硅橡膠基料為甲基乙烯基硅橡膠,導(dǎo)體屏蔽、絕緣、屏蔽絕緣一次擠包而成,按通常硅橡膠硫化工藝硫化。半導(dǎo)電硅橡膠料采用實(shí)施例3-5所述。
實(shí)施例2參見圖2,10KV耐高溫防腐蝕高壓三芯軟電纜,如實(shí)施例1所述,各線芯導(dǎo)體1由若干鍍錫細(xì)銅絲7絞合而成,導(dǎo)體外依次為半導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)體屏蔽2,厚3.0mm硅橡膠絕緣3、半導(dǎo)電硅橡膠絕緣屏蔽4、鍍錫銅絲編織屏蔽5組成,三根線芯按等三角形排列,絕緣線芯間充填玻璃絲填充。
實(shí)施例3半導(dǎo)電硅橡膠,由甲基乙烯基硅橡膠100份;雙(2,4-二氯化苯甲酰)硫化劑1.0份;導(dǎo)電炭黑20份;羥基硅油10份;氣相法白鈦碳黑20份;二苯基硅二醇2份,三氧化二鐵5份,混合按制膠片工藝制成橡膠皮備用。所得半導(dǎo)電硅橡膠體積電阻率為72Ω*cm。
實(shí)施例4半導(dǎo)電硅橡膠,由甲基乙烯基硅橡膠100份;雙(2,4-二氯化苯甲酰)1.0份;導(dǎo)電炭黑30份;羥基硅油15份;氣相法白鈦碳黑20份;二苯基硅二醇2份,三氧化二鐵5份。所得半導(dǎo)電硅橡膠體積電阻率為95Ω*cm。
實(shí)施例5半導(dǎo)電硅橡膠,由甲基乙烯基硅橡膠100份;雙(2,4-二氯化苯甲酰)1.0份;導(dǎo)電炭黑40份;羥基硅油20份;氣相法白鈦碳黑20份;二苯基硅二醇2份,三氧化二鐵5份。所得半導(dǎo)電硅橡膠體積電阻率為110Ω*cm。
此外,護(hù)套材料還可以采用聚四氟乙烯,進(jìn)一步提高電纜的耐環(huán)境溫度和機(jī)械強(qiáng)度;硫化劑還可以選擇其他有機(jī)過氧化物硫化劑,以及其他功能添加劑。
為描述方便,本發(fā)明所說高壓電纜是指電壓等級(jí)為6-35kV。
權(quán)利要求
1.耐高溫防腐蝕高壓軟電纜,包括導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽、金屬屏蔽、外護(hù)套,其特征在于所說導(dǎo)體為細(xì)銅絲絞合軟導(dǎo)體,所說絕緣、半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽基料為甲基乙烯基硅橡膠,所說導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽一次擠包,所說金屬屏蔽為細(xì)銅絲編織網(wǎng),所說外護(hù)套為硅橡膠或聚四氟乙烯護(hù)套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐高溫防腐蝕高壓軟電纜,其特征在于所說半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽,基本由甲基乙烯基硅橡膠樹脂100份,有機(jī)過氧化物硫化劑0.5~1.5份,導(dǎo)電炭黑20~40份,硅油軟化劑10~20份組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述耐高溫防腐蝕高壓軟電纜,其特征在于所說半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽還加入20-30份補(bǔ)強(qiáng)劑、0.5-5份抗氧劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述耐高溫防腐蝕高壓軟電纜,其特征在于所說硅橡膠絕緣厚度為2.0-6.0mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述耐高溫防腐蝕高壓軟電纜,其特征在于所說細(xì)銅絲為鍍錫銅絲。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于對(duì)高壓電纜的改進(jìn),尤其涉及一種耐溫范圍寬,防腐性能優(yōu),柔軟性好,彎曲半徑小的耐高溫防腐蝕高壓軟電纜,其特征是導(dǎo)體為細(xì)銅絲絞合軟導(dǎo)體,絕緣、半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽基料為甲基乙烯基硅橡膠,導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽一次擠包,金屬屏蔽為細(xì)銅絲編織網(wǎng),外護(hù)套為硅橡膠或聚四氟乙烯護(hù)套。所得6-35kV高壓電纜,耐溫及耐寒性均得到較大提高,可在-60~180℃溫度范圍長(zhǎng)期使用,同時(shí)還提高了電纜傳輸容量,在同等傳輸容量下,可以節(jié)約銅導(dǎo)體20-40%,絕緣層厚度較同電壓等級(jí)的交聯(lián)聚乙烯下降10%左右,電纜彎曲半徑僅為電纜外徑的6倍。
文檔編號(hào)H01B3/28GK1929042SQ20051009425
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月5日
發(fā)明者陸正榮, 彭小弟, 胡清平 申請(qǐng)人:江蘇遠(yuǎn)東集團(tuán)有限公司, 遠(yuǎn)東電纜廠
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