一种高压电缆用耐高压层材料的制作方法

技术领域

本发明属于电力及电缆技术领域，尤其是涉及一种高压电缆用耐高压层材料及一种电力系统用高压电缆。

背景技术：

高压电缆是指传输电压为10-35kV的电缆，由于高压传输中输电电压高，故传输相同功率时电流可以相对较低；由于电流低，故线路损耗会大幅降低（P=I×I×R），电能的利用率会更高，因此，高压传输被电力系统广泛应用。不仅如此，由于电流降低，故高压传输能使电缆中的导体的截面积降低，故可以降低有色金属的耗用，同时使电缆的成本进一步降低，减少输配电设施的投入。作为高压电缆，其核心的材料是耐高压材料，目前虽然大量的应用，但是，申请人认为还具有改进的空间。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是揭示一种高压电缆用耐高压层材料及一种电力系统用高压电缆；它们是采用以下技术方案来实现的。

一种高压电缆用耐高压层材料，其特征在于它是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：50～70份；

线性低密度聚乙烯：15～30份；

氧化镝：1～3份；

聚四氟乙烯：5～10份；

四氧化三钴：1～3份；

氢氧化镁：10～15份；

抗氧剂1010：3～5份；

二氧化硅：10～20份；

锆酸钙：5～8份；

二氧化锆：5～10份；

锆酸钡：5～8份；

聚乙烯蜡：6～8份；

二氧化锰：1～3份；

三氧化二铁：1～3份；

炭黑：3～6份。

一种高压电缆用耐高压层材料，其特征在于它是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：60份；

线性低密度聚乙烯：22.5份；

氧化镝：2份；

聚四氟乙烯：7.5份；

四氧化三钴：2份；

氢氧化镁：7.5份；

抗氧剂1010：4份；

二氧化硅：15份；

锆酸钙：6.5份；

二氧化锆：7.5份；

锆酸钡：6.5份；

聚乙烯蜡：7份；

二氧化锰：2份；

三氧化二铁：2份；

炭黑：4.5份。

一种高压电缆用耐高压层材料，其特征在于它是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：50份；

线性低密度聚乙烯：15份；

氧化镝：1份；

聚四氟乙烯：5份；

四氧化三钴：1份；

氢氧化镁：10份；

抗氧剂1010：3份；

二氧化硅：10份；

锆酸钙：5份；

二氧化锆：5份；

锆酸钡：5份；

聚乙烯蜡：6份；

二氧化锰：1份；

三氧化二铁：1份；

炭黑：3份。

一种高压电缆用耐高压层材料，其特征在于它是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：70份；

线性低密度聚乙烯：30份；

氧化镝：3份；

聚四氟乙烯：10份；

四氧化三钴：3份；

氢氧化镁：15份；

抗氧剂1010：5份；

二氧化硅：20份；

锆酸钙：8份；

二氧化锆：10份；

锆酸钡：8份；

聚乙烯蜡：8份；

二氧化锰：3份；

三氧化二铁：3份；

炭黑：6份。

本发明的第一实施实例中，一种电力系统用高压电缆，具有位于中央的导体、位于导体外的屏蔽层、位于屏蔽层外的护套层；其特征在于所述导体与屏蔽层之间具有耐高压层，所述耐高压层是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：50～70份；

线性低密度聚乙烯：15～30份；

氧化镝：1～3份；

聚四氟乙烯：5～10份；

四氧化三钴：1～3份；

氢氧化镁：10～15份；

抗氧剂1010：3～5份；

二氧化硅：10～20份；

锆酸钙：5～8份；

二氧化锆：5～10份；

锆酸钡：5～8份；

聚乙烯蜡：6～8份；

二氧化锰：1～3份；

三氧化二铁：1～3份；

炭黑：3～6份。

本发明的第二实施实例中，一种电力系统用高压电缆，具有位于中央的导体、位于导体外的屏蔽层、位于屏蔽层外的护套层；其特征在于所述屏蔽层与护套层之间具有耐高压层，所述耐高压层是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：50～70份；

线性低密度聚乙烯：15～30份；

氧化镝：1～3份；

聚四氟乙烯：5～10份；

四氧化三钴：1～3份；

氢氧化镁：10～15份；

抗氧剂1010：3～5份；

二氧化硅：10～20份；

锆酸钙：5～8份；

二氧化锆：5～10份；

锆酸钡：5～8份；

聚乙烯蜡：6～8份；

二氧化锰：1～3份；

三氧化二铁：1～3份；

炭黑：3～6份。

本发明的第三实施实例中，一种电力系统用高压电缆，具有位于中央的导体、位于导体外的屏蔽层、位于屏蔽层外的内护套、位于内护套外的第一铠装层、位于第一铠装层外的护套层；其特征在于所述内护套与第一铠装层之间具有耐高压层，所述耐高压层是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：50～70份；

线性低密度聚乙烯：15～30份；

氧化镝：1～3份；

聚四氟乙烯：5～10份；

四氧化三钴：1～3份；

氢氧化镁：10～15份；

抗氧剂1010：3～5份；

二氧化硅：10～20份；

锆酸钙：5～8份；

二氧化锆：5～10份；

锆酸钡：5～8份；

聚乙烯蜡：6～8份；

二氧化锰：1～3份；

三氧化二铁：1～3份；

炭黑：3～6份。

本发明的第四实施实例中，一种电力系统用高压电缆，它具有隔离骨架、四根高压电线单元，将隔离骨架及所有高压电线单元包覆住的第二铠装层、挤塑包覆在第二铠装层上的外护套，所述隔离骨架外边缘具有四根隔离条，每根隔离条将相邻的高压电线单元隔离开；每个高压电线单元具有位于中央的导体、位于导体外的屏蔽层、位于屏蔽层外的内护套、位于内护套外的铠装层、位于铠装层外的护套层；其特征在于所述内护套与铠装层之间具有耐高压层，所述耐高压层是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：50～70份；

线性低密度聚乙烯：15～30份；

氧化镝：1～3份；

聚四氟乙烯：5～10份；

四氧化三钴：1～3份；

氢氧化镁：10～15份；

抗氧剂1010：3～5份；

二氧化硅：10～20份；

锆酸钙：5～8份；

二氧化锆：5～10份；

锆酸钡：5～8份；

聚乙烯蜡：6～8份；

二氧化锰：1～3份；

三氧化二铁：1～3份；

炭黑：3～6份。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述导体的材料是铜或铝或合金。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述屏蔽层的材料是可挤塑形成的半导体屏蔽层。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述护套层的材料是聚氯乙烯或高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低烟无卤聚乙烯或交联聚乙烯或者是与耐高压层相同的材料。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述第一铠装层的材料是钢带或钢丝，所述钢带或钢丝是以单方向螺旋的方式包覆在耐高压层外的。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述外护套的材料是聚氯乙烯或高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低烟无卤聚乙烯或交联聚乙烯或者是与耐高压层相同的材料。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述第二铠装层的材料是钢带或铝带，是以纵向或螺旋的方式包覆的。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述隔离骨架是非金属、高介电强度的材料。

本发明具有更能耐高压、高压运行性能稳定，易于批量规模生产、易于挤塑、生产的电缆成本更低等等有益技术效果。

附图说明

图1为本发明实施实例1的横截面结构示意图。

图2为本发明实施实例2的横截面结构示意图。

图3为本发明实施实例3的横截面结构示意图。

图4为本发明实施实例4的横截面结构示意图。

具体实施方式

实施实例1

请见图1，一种电力系统用高压电缆，具有位于中央的导体1、位于导体外的屏蔽层3、位于屏蔽层外的护套层4；其特征在于所述导体与屏蔽层之间具有耐高压层2，所述耐高压层是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：50～70份；

线性低密度聚乙烯：15～30份；

氧化镝：1～3份；

聚四氟乙烯：5～10份；

四氧化三钴：1～3份；

氢氧化镁：10～15份；

抗氧剂1010：3～5份；

二氧化硅：10～20份；

锆酸钙：5～8份；

二氧化锆：5～10份；

锆酸钡：5～8份；

聚乙烯蜡：6～8份；

二氧化锰：1～3份；

三氧化二铁：1～3份；

炭黑：3～6份。

实施实例2

请见图2，一种电力系统用高压电缆，具有位于中央的导体1、位于导体外的屏蔽层3、位于屏蔽层外的护套层4；其特征在于所述屏蔽层与护套层之间具有耐高压层2，所述耐高压层是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：50～70份；

线性低密度聚乙烯：15～30份；

氧化镝：1～3份；

聚四氟乙烯：5～10份；

四氧化三钴：1～3份；

氢氧化镁：10～15份；

抗氧剂1010：3～5份；

二氧化硅：10～20份；

锆酸钙：5～8份；

二氧化锆：5～10份；

锆酸钡：5～8份；

聚乙烯蜡：6～8份；

二氧化锰：1～3份；

三氧化二铁：1～3份；

炭黑：3～6份。

实施实例3

请见图3，一种电力系统用高压电缆，具有位于中央的导体1、位于导体外的屏蔽层3、位于屏蔽层外的内护套21、位于内护套外的第一铠装层22、位于第一铠装层外的护套层4；其特征在于所述内护套与第一铠装层之间具有耐高压层2，所述耐高压层是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：50～70份；

线性低密度聚乙烯：15～30份；

氧化镝：1～3份；

聚四氟乙烯：5～10份；

四氧化三钴：1～3份；

氢氧化镁：10～15份；

抗氧剂1010：3～5份；

二氧化硅：10～20份；

锆酸钙：5～8份；

二氧化锆：5～10份；

锆酸钡：5～8份；

聚乙烯蜡：6～8份；

二氧化锰：1～3份；

三氧化二铁：1～3份；

炭黑：3～6份。

实施实例4

请见图4，一种电力系统用高压电缆，它具有隔离骨架5、四根高压电线单元，将隔离骨架及所有高压电线单元包覆住的第二铠装层7、挤塑包覆在第二铠装层上的外护套8，所述隔离骨架外边缘具有四根隔离条6，每根隔离条将相邻的高压电线单元隔离开；每个高压电线单元具有位于中央的导体1、位于导体外的屏蔽层3、位于屏蔽层外的内护套21、位于内护套外的铠装层22、位于铠装层外的护套层4；其特征在于所述内护套与铠装层之间具有耐高压层2，所述耐高压层是由以下重量份的原料构成的：

高密度聚乙烯：50～70份；

线性低密度聚乙烯：15～30份；

氧化镝：1～3份；

聚四氟乙烯：5～10份；

四氧化三钴：1～3份；

氢氧化镁：10～15份；

抗氧剂1010：3～5份；

二氧化硅：10～20份；

锆酸钙：5～8份；

二氧化锆：5～10份；

锆酸钡：5～8份；

聚乙烯蜡：6～8份；

二氧化锰：1～3份；

三氧化二铁：1～3份；

炭黑：3～6份。

上述任一实施实例所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述导体的材料是铜或铝或合金。

上述任一实施实例所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述屏蔽层的材料是可挤塑形成的半导体屏蔽层。

上述任一实施实例所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述护套层的材料是聚氯乙烯或高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低烟无卤聚乙烯或交联聚乙烯或者是与耐高压层相同的材料。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述第一铠装层的材料是钢带或钢丝，所述钢带或钢丝是以单方向螺旋的方式包覆在耐高压层外的。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述外护套的材料是聚氯乙烯或高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或低烟无卤聚乙烯或交联聚乙烯或者是与耐高压层相同的材料。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述第二铠装层的材料是钢带或铝带，是以纵向或螺旋的方式包覆的。

上述所述的一种电力系统用高压电缆，其特征在于所述隔离骨架是非金属、高介电强度的材料。

本发明中的耐高压层，若是采用以下重量份的配方，则能达到最优的综合性能：

高密度聚乙烯：60份；

线性低密度聚乙烯：22.5份；

氧化镝：2份；

聚四氟乙烯：7.5份；

四氧化三钴：2份；

氢氧化镁：7.5份；

抗氧剂1010：4份；

二氧化硅：15份；

锆酸钙：6.5份；

二氧化锆：7.5份；

锆酸钡：6.5份；

聚乙烯蜡：7份；

二氧化锰：2份；

三氧化二铁：2份；

炭黑：4.5份。

本发明中的耐高压层，若是采用以下重量份的配方，则能达到较优的综合性能：

高密度聚乙烯：50份；

线性低密度聚乙烯：15份；

氧化镝：1份；

聚四氟乙烯：5份；

四氧化三钴：1份；

氢氧化镁：10份；

抗氧剂1010：3份；

二氧化硅：10份；

锆酸钙：5份；

二氧化锆：5份；

锆酸钡：5份；

聚乙烯蜡：6份；

二氧化锰：1份；

三氧化二铁：1份；

炭黑：3份。

本发明中的耐高压层，若是采用以下重量份的配方，则能达到较好的综合性能：

高密度聚乙烯：70份；

线性低密度聚乙烯：30份；

氧化镝：3份；

聚四氟乙烯：10份；

四氧化三钴：3份；

氢氧化镁：15份；

抗氧剂1010：5份；

二氧化硅：20份；

锆酸钙：8份；

二氧化锆：10份；

锆酸钡：8份；

聚乙烯蜡：8份；

二氧化锰：3份；

三氧化二铁：3份；

炭黑：6份。

采用本发明中的耐高压层材料生产实施实例2的高压电缆，按最优、较优、较好、大范围配方各生产一根2km长度的电缆；导体截面为35mm²，相同的铜丝导体；屏蔽层采用相同的半导体屏蔽材料挤制，厚度为0.8mm；护套层采用相同的高密度聚乙烯，厚度为1.8mm；耐高压层的厚度都为2.0mm；通过检测，试验条件是170A负载，连续工作24小时×10天的数据；环境温度为26±3℃；得到以下主要的试验数据。

因此，本发明中的耐高压层具有优良的耐高压性能；而且经过综合测算，成本比市售的高压电缆专用聚氯乙烯护套料低30%；且加工速度快25～45%；经过生产，本发明中的耐高压层在45～65m/min的生产速度时，生产直径为60mm的电缆，耐高压层2.0mm时，连续生产8公里，未见护套出现脱料的现象，外径稳定在60±0.1mm范围内，且护套光滑、圆整。上述电缆在用户试用1年的时间内，未见任何异常，得到了用户的好评。

本发明实施实例中隔离骨架的存在，其中的隔离条起到了隔离的作用，使得护套层的厚度可以减薄，同时又可以增加相邻的高压电线单元之间的耐压性能；使电缆成本更低。

因此，本发明具有更能耐高压、高压运行性能稳定，易于批量规模生产、易于挤塑、生产的电缆成本更低等等有益技术效果。

本发明不局限于上述最佳实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。