本實(shí)用新型涉及電力電纜領(lǐng)域,尤其涉及一種超低電阻半導(dǎo)電緩沖阻水帶。
背景技術(shù):
(超)高壓絕緣電纜由核心向外依次包括導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、緩沖層、金屬套、防腐層、外護(hù)套。(超)高壓絕緣電纜的緩沖層常為半導(dǎo)電緩沖阻水帶材料繞包而成,緩沖層具有半導(dǎo)電特性,起緩沖、弱化電場(chǎng)強(qiáng)度的作用。半導(dǎo)電緩沖阻水帶能阻止水分沿電纜縱向進(jìn)一步擴(kuò)散,起到電纜縱向阻水功能。然而目前的半導(dǎo)電緩沖阻水帶表面電阻和體積電阻率均較大,由于超高壓電纜(如500kV超高壓電纜)對(duì)半導(dǎo)電緩沖阻水帶的表面電阻值、體積電阻率值有愈加嚴(yán)格的要求,現(xiàn)有的產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足用戶要求。
因此,由于上述問題的存在,本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的緩沖層材料進(jìn)行研究和改進(jìn),以期研制出一種超低電阻半導(dǎo)電緩沖阻水帶以滿足超高壓電纜的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究,通過改變半導(dǎo)電緩沖阻水帶的層結(jié)構(gòu),解決了半導(dǎo)電緩沖阻水帶高電阻的問題,從而完成本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型目的在于提供以下技術(shù)方案:
1.一種半導(dǎo)電緩沖阻水帶,所述半導(dǎo)電緩沖阻水帶包括半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10和半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20,半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10和半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20內(nèi)側(cè)分別設(shè)有粘結(jié)層Ⅰ11和粘結(jié)層Ⅱ21,優(yōu)選通過在半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10和半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20內(nèi)側(cè)分別涂覆膠黏劑而形成,更優(yōu)選在粘結(jié)層Ⅰ11和粘結(jié)層Ⅱ21之間設(shè)有阻水層30,優(yōu)選通過在所述粘結(jié)層Ⅰ11和粘結(jié)層Ⅱ21之間鋪設(shè)吸水材料形成的,
其中,粘結(jié)層Ⅰ11和阻水層30通過相互浸潤(rùn)和/或滲透形成過渡層Ⅰ111,并且,粘結(jié)層Ⅱ21和阻水層30通過相互浸潤(rùn)和/或滲透形成過渡層Ⅱ211。
根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種超低電阻半導(dǎo)電緩沖阻水帶,具有如下有益效果:
(1)本實(shí)用新型中對(duì)無紡布Ⅰ和無紡布Ⅱ中至少一種基材進(jìn)行兩次或兩次以上的半導(dǎo)電化處理;和/或在不導(dǎo)電吸水樹脂中添加大粒徑的半導(dǎo)電吸水樹脂,極大降低了半導(dǎo)電緩沖阻水帶的表面電阻和體積電阻率;
(2)由于半導(dǎo)電吸水樹脂的粒徑大于不導(dǎo)電吸水樹脂,過渡層Ⅰ和過渡層Ⅱ中吸水材料主要是半導(dǎo)電吸水樹脂與粘結(jié)層Ⅰ和粘結(jié)層Ⅱ相連,如此,半導(dǎo)電材料在半導(dǎo)電緩沖阻水帶的厚度方向上分布范圍更大,降低了產(chǎn)品的電阻;
(3)本實(shí)用新型中半導(dǎo)電緩沖阻水帶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,降低了加工難度,便于生產(chǎn)和推廣。
附圖說明
圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型中半導(dǎo)電緩沖阻水帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)說明
10-半導(dǎo)電無紡布Ⅰ;
11-粘結(jié)層Ⅰ;
111-過渡層Ⅰ
20-半導(dǎo)電無紡布Ⅱ;
21-粘結(jié)層Ⅱ;
211-過渡層Ⅱ;
30-阻水層。
具體實(shí)施方式
下面通過對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明,本實(shí)用新型的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面,但是除非特別指出,不必按比例繪制附圖。
在本實(shí)用新型的描述中,需要說明的是,術(shù)語“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于本實(shí)用新型工作狀態(tài)下的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
本實(shí)用新型公開的是一種超低電阻半導(dǎo)電緩沖阻水帶,如圖1所示,所述半導(dǎo)電緩沖阻水帶包括半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10和半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20,在所述半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10和半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20內(nèi)側(cè)分別設(shè)有粘結(jié)層Ⅰ11和粘結(jié)層Ⅱ21,優(yōu)選通過在半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10和半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20內(nèi)側(cè)分別涂覆膠黏劑而形成,進(jìn)一步地,在粘結(jié)層Ⅰ11和粘結(jié)層Ⅱ21之間設(shè)有阻水層30,優(yōu)選通過在粘結(jié)層Ⅰ11和粘結(jié)層Ⅱ21之間鋪設(shè)吸水材料而形成,
其中,粘結(jié)層Ⅰ11和阻水層30通過相互浸潤(rùn)和/或滲透形成過渡層Ⅰ111,并且,粘結(jié)層Ⅱ21和阻水層30通過相互浸潤(rùn)和/或滲透形成過渡層Ⅱ211。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10選自半導(dǎo)電熱軋布或半導(dǎo)電粘合布中任意一種。其中,熱軋布或粘合布為滌綸布(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、錦綸布(聚酰胺纖維)或聚丙烯纖維布(聚丙烯纖維)等材料。熱軋布和粘合布的縱向抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均較大,在半導(dǎo)電緩沖阻水帶抗張強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率方面其促進(jìn)作用。
半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10通過對(duì)無紡布Ⅰ(熱軋布或粘合布)進(jìn)行至少一次浸膠或涂膠工序制備得到。所述浸膠是指將無紡布通過導(dǎo)輥浸入盛有半導(dǎo)電膠液的膠槽中的過程;所述涂膠是指通過噴涂設(shè)備或刮涂設(shè)備將半導(dǎo)電膠液涂覆到無紡布的過程。
在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中,半導(dǎo)電緩沖阻水帶中半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10的厚度為0.10~0.20mm,優(yōu)選為0.12~0.15mm。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20選自半導(dǎo)電蓬松針刺棉。所述半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20通過對(duì)無紡布Ⅱ(蓬松針刺棉)進(jìn)行至少一次浸膠或涂膠工序制備。蓬松針刺棉相對(duì)于熱軋布和粘合布具有較高的厚度和彈性,其能有效緩沖絕緣層和金屬層,防止損傷絕緣層。在本實(shí)用新型中,無紡布Ⅰ和無紡布Ⅱ中至少有一種進(jìn)行兩次或兩次以上的半導(dǎo)電化處理工序。
在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中,半導(dǎo)電緩沖阻水帶中半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20的厚度為0.8~1.6mm,優(yōu)選為1.0~1.4mm。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,粘結(jié)層Ⅰ11由膠黏劑涂覆而成,所述膠黏劑為有機(jī)溶劑型或水性膠黏劑,優(yōu)選為水性膠黏劑,更優(yōu)選為丙烯酸乳液、醋酸乙烯酯乳液、苯丙乳液或聚丙烯酰胺乳液中任意一種或其組合。其中,有機(jī)溶劑型半導(dǎo)電膠液是指以有機(jī)溶劑作為溶劑的半導(dǎo)電膠液;水性半導(dǎo)電膠液是指以水作為溶劑的半導(dǎo)電膠液。
粘結(jié)層Ⅱ21中膠黏劑為有機(jī)溶劑型或水性型膠黏劑,優(yōu)選為水性膠黏劑,更優(yōu)選為丙烯酸乳液、醋酸乙烯酯乳液、苯丙乳液或聚丙烯酰胺乳液中任意一種或其組合。粘結(jié)層Ⅰ11和粘結(jié)層Ⅱ21中粘結(jié)劑的組分可相同或不同。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,吸水材料鋪設(shè)于粘結(jié)層Ⅰ11和粘結(jié)層Ⅱ21之間形成阻水層30,所述吸水材料包括不導(dǎo)電吸水樹脂(即普通吸水樹脂,不具備導(dǎo)電性能),不導(dǎo)電吸水樹脂的粒徑為100~120μm。
在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述不導(dǎo)電吸水樹脂中還摻有半導(dǎo)電吸水樹脂,所述半導(dǎo)電吸水樹脂的粒徑為150~380μm。半導(dǎo)電吸水樹脂在吸水材料中的比例為10%~30%(體積比)。
所述半導(dǎo)電吸水樹脂通過將不導(dǎo)電吸水樹脂與水性半導(dǎo)電膠液混合,然后經(jīng)烘干、打磨、粒徑篩選等工序制備而成,其中,半導(dǎo)電吸水樹脂的吸水量控制在其最大吸水量的1/10。其中,所述水性半導(dǎo)電膠液是指以水作為溶劑的半導(dǎo)電膠液。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,過渡層Ⅰ111和過渡層Ⅱ211是粘結(jié)層Ⅰ11和粘結(jié)層Ⅱ21與阻水層30在一定壓力下壓制時(shí)相互浸潤(rùn)和/或滲透而形成的混合材料層。過渡層中吸水材料和膠黏劑緊密結(jié)合,增加了位于半導(dǎo)電緩沖阻水帶中部的吸水材料的固定程度。優(yōu)選地,膠黏劑為水性膠黏劑,此時(shí)不導(dǎo)電吸水樹脂(和/或半導(dǎo)電吸水樹脂)吸收膠黏劑中的水,進(jìn)一步增加了粘合程度。
在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述過渡層Ⅰ111、過渡層Ⅱ211和阻水層30的總厚度為0.2~0.5mm。
其中,由于半導(dǎo)電吸水樹脂的粒徑大于不導(dǎo)電吸水樹脂,過渡層Ⅰ111和過渡層Ⅱ211中吸水材料主要是半導(dǎo)電吸水樹脂與粘結(jié)層Ⅰ11和粘結(jié)層Ⅱ21相連,如此,半導(dǎo)電材料在半導(dǎo)電緩沖阻水帶的厚度方向上分布范圍更大,降低了產(chǎn)品的電阻。
本實(shí)用新型中通過將無紡布進(jìn)行至少一次浸膠工藝和/或選用含有半導(dǎo)電吸水樹脂的吸水材料,可極大降低生產(chǎn)得到的半導(dǎo)電緩沖阻水帶的電阻,其表面電阻<400Ω,體積電阻率<1×104Ω·cm。而普通半導(dǎo)電緩沖阻水帶的表面電阻<1500Ω,體積電阻率<1×105Ω·cm。改進(jìn)后產(chǎn)品的表面電阻低于常規(guī)產(chǎn)品的1/2,體積電阻率低于常規(guī)產(chǎn)品的1/10。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述半導(dǎo)電緩沖阻水帶的生產(chǎn)工藝包括如下步驟:
將無紡布Ⅰ和無紡布Ⅱ過生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行半導(dǎo)電膠液的涂覆或浸漬,得到半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10和半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20,其中,無紡布Ⅰ和無紡布Ⅱ的半導(dǎo)電化處理工序至少進(jìn)行一遍,半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10和半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20其中之一的表面電阻不大于500Ω,另一種不大于1000Ω;
在半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10和半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20的一個(gè)側(cè)面分別涂覆或噴涂膠黏劑,隨后在半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10和/或半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20的膠黏劑上通過刮涂、噴涂或擠壓方式鋪設(shè)吸水材料;
對(duì)兩半導(dǎo)電無紡布進(jìn)行復(fù)合、擠壓和烘干,得到超低半導(dǎo)電緩沖阻水帶。半導(dǎo)電緩沖帶的表面電阻<400Ω,體積電阻率<1×104Ω·cm,厚度為1.5±0.4mm(半導(dǎo)電無紡布Ⅰ10的厚度為0.10~0.20mm,半導(dǎo)電無紡布Ⅱ20的厚度為0.8~1.6mm,過渡層Ⅰ111、過渡層Ⅱ211和阻水層30的總厚度為0.2~0.5mm),單位面積重量為260±40g/m2,縱向抗張強(qiáng)度≥40N/cm,斷裂伸長(zhǎng)率≥12%,膨脹速率≥7mm/1st min,膨脹高度≥10mm。
實(shí)施例
實(shí)施例1
將熱軋布過生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行兩次半導(dǎo)電膠液的浸漬,將蓬松針刺棉過生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行一次半導(dǎo)電膠液的浸漬,得到的半導(dǎo)電熱軋布的表面電阻為300Ω,半導(dǎo)電蓬松針刺棉的表面電阻為700Ω;
在半導(dǎo)電熱軋布和半導(dǎo)電蓬松針刺棉的一個(gè)側(cè)面噴涂膠黏劑,在半導(dǎo)蓬松針刺棉的膠黏劑上刮涂不導(dǎo)電吸水樹脂和半導(dǎo)電吸水樹脂的混合物,其中,半導(dǎo)電吸水樹脂的粒徑為300~350μm,不導(dǎo)電吸水樹脂的粒徑為100~120μm,半導(dǎo)電吸水樹脂占總體積的20%;隨后對(duì)兩半導(dǎo)電無紡布進(jìn)行復(fù)合、擠壓和烘干,得到半導(dǎo)電緩沖帶。
制備得到一種半導(dǎo)電緩沖阻水帶,其具有如圖1所示的結(jié)構(gòu),經(jīng)測(cè)量,其厚度為1.7mm,單位面積重量256g/m2,表面電阻320Ω,體積電阻率2.6×103Ω·cm,縱向抗張強(qiáng)度:57N/cm,斷裂伸長(zhǎng)率:13%,膨脹速率:10mm/1st min,膨脹高度13mm。
實(shí)施例2
將熱軋布過生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行兩次半導(dǎo)電膠液的浸漬,將蓬松針刺棉過生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行兩次半導(dǎo)電膠液的浸漬,得到的半導(dǎo)電熱軋布的表面電阻為300Ω,半導(dǎo)電蓬松針刺棉的表面電阻為550Ω;
在半導(dǎo)電熱軋布和半導(dǎo)電蓬松針刺棉的一個(gè)側(cè)面噴涂膠黏劑,在半導(dǎo)蓬松針刺棉的膠黏劑上刮涂不導(dǎo)電吸水樹脂和半導(dǎo)電吸水樹脂的混合物,其中,半導(dǎo)電吸水樹脂的粒徑為300~350μm,不導(dǎo)電吸水樹脂的粒徑為100~120μm,半導(dǎo)電吸水樹脂占總體積的30%;隨后對(duì)兩半導(dǎo)電無紡布進(jìn)行復(fù)合、擠壓和烘干,得到半導(dǎo)電緩沖帶。
制備得到的半導(dǎo)電緩沖阻水帶具有類似于實(shí)施例1所得的結(jié)構(gòu)(參見圖1),的厚度為1.5mm,單位面積重量272g/m2,表面電阻300Ω,體積電阻率2.2×103Ω·cm,縱向抗張強(qiáng)度:62N/cm,斷裂伸長(zhǎng)率:15%,膨脹速率:9mm/1st min,膨脹高度13mm。
以上結(jié)合具體實(shí)施方式和范例性實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明,不過這些說明并不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解,在不偏離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下,可以對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案及其實(shí)施方式進(jìn)行多種等價(jià)替換、修飾或改進(jìn),這些均落入本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。