交联聚乙烯纳米复合绝缘电缆的制作方法

本发明涉及电工产品技术领域，具体涉及一种交联聚乙烯纳米复合绝缘电缆。

背景技术：

随着近年来特高压电网和输电技术的快速发展，中高压电缆的应用越来越广泛。而聚合物中的空间电荷问题是中高压电缆发展的重要制约因素，解决中高压电缆面临的空间电荷问题就迫切需要对传统绝缘材料进行改性或开发新型高性能绝缘材料，聚合物基无机纳米复合电介质因此逐渐成为电气绝缘领域研究的热点。交联聚乙烯绝缘电线电缆广泛使用在我国的电力能源、电子信息、轨道交通、航空航天等行业，将聚乙烯纳米复合电介质绝缘材料应用于电线电缆的制造中，能有效的提高绝缘材料的绝缘电阻率，提高绝缘材料的击穿场强，以及绝缘材料出现微损伤后限制电痕树枝化，提高电线电缆的技术水平、使用寿命、可靠性具有重要现实意义，更有助于提高企业的经济效益以及社会效益。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供交联聚乙烯纳米复合绝缘电缆，解决以上的技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

交联聚乙烯纳米复合绝缘电缆，包括一电缆主体，所述电缆主体包括一根或多根绝缘线芯，所述绝缘线芯从内到外依次是导体线芯、半导电绕包挤包层、交联聚乙烯纳米复合绝缘层、半导电挤包屏蔽层和金属屏蔽层，所述电缆主体外依次设有压纹型高强度无纺布包带层、隔离内垫层、金属铠装层和无卤低烟外护套。

本发明中，绝缘线芯采用交联聚乙烯纳米复合电介质绝缘，绝缘材料组分中含有聚乙烯基体、抗氧化剂、交联剂、纳米粒子等，构成了复合电介质绝缘材料，其相互之间相容，且起到补强的作用。纳米添加物自身具有大的比表面积、高的表面活性和一些奇异的理化效应，少量的纳米掺杂就可以显著改善聚合物电介质的某些性能，量子效应和颗粒性质对局域电场分布，界面极化层的形成会显著改变微观局域电导，尤其是对界面主导特性的聚合物纳米复合材料的电学性质起重要作用。包括电阻率、介电常数、介电损耗、击穿场强、局部放电、树枝化、空间电荷行为等介电行为，热导率、玻璃化温度、耐热性等热学性能，以及抗张强度、硬度、冲击性能等机械性能。本发明采用的交联聚乙烯纳米复合电介质绝缘位于二层半导电屏蔽层之间，光滑平整的半导体电层，可使电场分布均匀，绝缘层和内、外半导电层紧密接合，排除了气隙，消除或减少了局部放电量，提高了绝缘水平，延长了电缆使用寿命。

所述的一种新型材料交联聚乙烯纳米复合绝缘材料，通过化学交联技术，将聚乙烯分子由线性变成立体网状结构，从而可以显著提高绝缘层耐高温、抗老化、机械性能、低碳环保等各项性能。

所述的金属屏蔽采用铜带绕包或铜丝缠绕铜带复合组成，很好的起到静电屏蔽的作用，还起到了导通故障电流的作用。

所述的铜丝缠绕铜带复合屏蔽层采用往复式sz绞合工艺，制造长度长，接续方便，电缆膨胀时不影响半导电层的厚度变化，生产效率高。

所述绕包带采用设有纤维带的压纹型高强度无纺布包带，以提高线芯成缆后的稳定性和圆整性，且纤维带的设置可提高绕包带的耐热性，增强包带的机械性能。

所述隔离层采用无卤低烟聚烯烃高聚物，所设置的高聚物可提高整体强度和柔韧性，且具有阻燃性，很好的耐腐蚀性，在燃烧时，不会产生有毒有害气体，特别适合于公共场合等人员密集等地使用，有效避免了二次危害。

所述的隔离层外部设置金属铠装层，金属铠装层由镀锌钢带或非磁性金属带组成，所述的金属铠装层设置于外护套内，可提高电缆绝缘线芯遭受外部机械外力损伤的能力，提高电缆的机械性能、抗蠕变性能，又能增强一定的电磁屏蔽性。

所述导体线芯采用电工用软铜导体。

当所述电缆主体设有一个所述电缆线芯时，所述压纹隔离包带层直接包覆在所述电缆线芯的外部；当所述隔离层的内部填充有两个以上所述电缆线芯时，所述电缆线芯之间采用填充层填充。所述外护层采用无卤低烟聚烯烃高聚物，所设置的高聚物具有阻燃性，很好的耐腐蚀性，在燃烧时，不会产生有毒有害气体，特别适合于公共场合等人员密集等地使用，有效避免了二次危害。

有益效果：由于采用上述的技术方案，本发明结构设计合理，易于制造。采用交联聚乙烯纳米复合绝缘，通过各结构层的有机结合，电缆具有良好的导电性、电气性能、机械性能、耐电化学腐蚀性能，适用范围广，电气性能优良，使用寿命长，是一款安全可靠性能得到提升的电缆产品。

附图说明

图1为本发明的单芯结构示意图；

图2为本发明的三芯结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2，交联聚乙烯纳米复合绝缘电缆，包括电缆主体，电缆主体包括电缆线芯，电缆线芯包括导体线芯1、导体线芯1的外部包覆的绝缘层3，导体线芯1采用电工用软铜导体。导体线芯1外绕包和挤包一层半导电屏蔽层2，半导电屏蔽层2外设有绝缘层3。绝缘层3外设有外半导电屏蔽层4、绝缘线芯外依次设有金属屏蔽层5、压纹型高强度无纺布包带7、低烟无卤隔离层8、金属带铠装层9、低烟无卤外护套10，三芯电缆绝缘线芯之间采用非吸湿性材料6填充。

本发明中，导体线芯1外绕包挤包半导电屏蔽层2，通过半导电屏蔽层外表面的圆整增强导体线芯1的电场均匀性。在绝缘层3外设有半导电外屏蔽层4，绝缘层3是交联聚乙烯纳米复合绝缘材料，经过化学交联后具有明显的体型材料特征，耐高温、抗老化、强度高、低碳环保等。少量的纳米掺杂显著改善聚合物电介质的某些性能，量子效应和颗粒性质对局域电场分布，界面极化层的形成显著改变微观局域电导，尤其是对界面主导特性的聚合物纳米复合材料的电学性质起重要作用。包括电阻率、介电常数、介电损耗、击穿场强、局部放电、树枝化、空间电荷行为等介电行为，热导率、玻璃化温度、耐热性等热学性能，以及抗张强度、硬度、冲击性能等机械性能。

本发明采用交联聚乙烯纳米复合绝缘3，可使电缆电击穿场强提高

12％，材料内部空间电荷明显减少，局部放电量和放电次数明显减小，电树枝的引发率、生长速度和分形维数受到抑制，耐电树枝性能提高。使得电缆具有更好的电气绝缘、机械性能和使用寿命。

本发明所述的铜丝缠绕铜带复合屏蔽层5采用往复式sz绞合工艺，制造长度长，接续方便，电缆膨胀时不影响半导电层的厚度变化，生产效率高。

参照图1，电缆主体内设有一个电缆线芯，一个电缆线芯设置在高强度绕包带7内。

参照图2，电缆主体内设有三个电缆线芯，三个电缆线芯呈品字形排列，电缆线芯之间采用填充层填充。填充层6可采用非吸湿性环保型填充料。

本发明采用的金属铠装层9具有良好的，使电缆绝缘线芯遭受机械外力损伤的机械性能，抗蠕变性能，电磁屏蔽性能。金属铠装层可以由金属带绕包重叠铠装，也可以由金属带互扣连锁铠装组成。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。