專利名稱：一種絕緣材料及其用于輻射交聯中電力電纜的用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種絕緣材料，具體地，涉及一種抑制或降低電力電纜局部放電的絕緣材料，用于輻射交聯中低壓(< 15kv, 6-200mm2)電力電纜絕緣層。
背景技術：
IOkV以上的電力電纜結構通常是由導體線芯、導體屏蔽層(半導電聚合物P V彡100 Ω m. cm)、絕緣層(P ν彡IO14Qm. cm)、絕緣屏蔽層(外半導電聚合物 Pv^ ΙΟΟΩπι. cm)、金屬屏蔽層及護套組成。導體線芯是電力電纜的導電部分，用來輸送電能，是電力電纜的主要部分。絕緣層是將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣上彼此隔離，保證電能輸送，是電力電纜結構中不可缺少的組成部分。護套作為保護層，是保護電力電纜免受外界雜質和水分的侵入，以及防止外力直接損壞電力電纜。
電力電纜的一個關鍵性能指標就是局部放電問題，它是影響電纜應用和使用壽命的關鍵因素。IEC502對1⑴30kV絕緣電力電纜，規定作為聚乙烯、交聯聚乙烯不高于20PC (PC=10_12庫倫)，，新版IEC將指標降到< 5PC。電纜截面越小電場強度越高，局部放電指標越難以控制，因此，對25mm2截面以下電纜不做要求。電子加速器電子束(EB)輻射交聯制作小截面(6mm2)6/6kV電纜，局部放電往往大大超過通常指標的幾個數量級，但在特殊使用環境中，仍然需要按IEC標準要求，這是很難實現的。發明內容
本發明的目的是提供一種抑制或降低電力電纜局部放電的絕緣材料，該絕緣材料用于中小型電力電纜的絕緣層，可顯著降低電纜的局部放電值，使截面< 25mm2的電纜，亦可保證達到IEC要求的< 5PC的指標要求，以延長電纜的使用壽命和安全。
為實現以上目的，本發明提供一種絕緣材料，該絕緣材料用作電力電纜結構的絕緣層材料，該絕緣材料包含占常規絕緣材料(聚烯烴絕緣材料)重量按重量百分數計為 0. 5-1. 0%的酰胺類化合物；該酰胺類化合物是指油酰胺、乙撐雙油酰胺(ΕΒ0)、硬質酰胺、 N，N’ -甲撐雙硬質酰胺、N，N’ -乙撐雙硬質酰胺(EBS)中的任意一種以上；優選N，N’ -乙撐雙硬質酰胺。
上述的絕緣材料，其中，所述的絕緣材料是采用所述酰胺類化合物與常規絕緣材料(聚烯烴絕緣材料)通過共混加工，制造的可交聯材料。
上述的絕緣材料，其中，所述的常規絕緣材料是指聚氯乙烯、聚乙烯、交聯聚乙烯。
本發明還提供了一種上述絕緣材料用于輻射交聯中電力電纜的絕緣層的用途，能抑制或降低電力電纜局部放電。
要降低局部放電問題，要考慮局部放電與電纜結構的關系，主要影響因素是導體屏蔽層、絕緣屏蔽層材料與絕緣層材料間的界面結構、性(能)質。為了降低或抑制局部放電發生，絕緣層材料配方設置中調整絕緣材料的界面的結構和性能，通過添加酰胺類化合物，不僅具有界面潤滑作用，形成光滑表面(界面)，改變絕緣聚合物材料與半導電屏蔽層間的界面結構，而且保證絕緣材料體積電阻不變的情況下，降低其表面電阻，從而降低絕緣層與導體屏蔽層和絕緣屏蔽層間電阻梯度，達到降低局部放電，改善、提高電纜的耐局部放電性能的目的。
本發明提供的抑制或降低電力電纜局部放電的絕緣材料，作為電力電纜的絕緣層，可顯著降低電纜的局部放電值，使截面< 25mm2的電纜，亦可保證達到IEC要求的< 5PC 的指標要求，以延長電纜的使用壽命和安全。
圖1為本發明的實施例中EBS的添加濃度與絕緣材料體積電阻率和表面電阻的線性關系圖。
圖2為本發明的實施例中EBS的添加濃度對(6mm2，6/6kV)電纜局部放電的關系曲線圖。
圖3為本發明的實施例中EBS添加量在不同電壓下對電纜局部放電的影響的曲線圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例詳細說明本發明的具體實施方式
。 實施例
在絕緣材料設計配方中，以聚烯烴(優選交聯聚乙烯)為主體的可輻射交聯的絕緣材料，包含敏化劑、防老劑、加工助劑，然后引進按重量百分數計占絕緣材料交聯聚乙烯的0.5-1. 0%的雙硬質酰胺(EBS)，通過共混加工，制造的可交聯的絕緣材料。
對比例1及實施例廣4EBS添加量分別選擇0 (不添力卩，作為對比例)、0. 25%,0. 5%、0. 75%、1. 0%，與交聯聚乙烯通過共混加工，制得可交聯的絕緣材料。
EBS添加量與其體積電阻和表面電阻的關系，如圖1所示隨添加量從0到1. 0%， 其體積電阻率(P V)幾乎沒有改變，而表面電阻率(P s)隨EBS添加量(0、0. 25,0. 5,0. 75、1.0%)增大而降低，可見，雙硬質酰胺EBS的添加明顯地改變了絕緣層的表面結構，EBS外潤滑和趨膚效應導致表面電阻的降低。
實施例所得的改性絕緣材料在輻射交聯小截面6mm2，6/6kV電纜中應用，如圖2和圖3所示。圖2為本發明的實施例中EBS的添加濃度對(6mm2，6/6kV)電纜局部放電的曲線圖。隨著雙硬質酰胺添加量的增大和絕緣表面電阻的降低，未添加EBS(即EBS的添加量為 0%)的曲線，加電壓5kV時，其局部放電已超出20PC，遠遠超過IEC標準5PC。當EBS添加量增加到0. 75%,加電壓9kV時，電纜的局部放電還不到5PC，局部放電明顯減弱，當EBS添加量達1. 0%時，電纜的局部放電已降到2PC以下。
圖3為本發明的實施例中EBS添加量在不同電壓下對電纜局部放電的影響的曲線圖，結果顯示，進一步說明添加EBS可顯著降低電力電纜的局部放電，在小截面電力電纜獲得成功，對大截面電力電纜制造也應該沒問題。進一步地，將改性絕緣材料在輻射交聯 240mm2電力電纜中應用，在標準測試條件下測試，其局部放電只有0. 2PC。
本發明通過在輻射交聯電力電纜絕緣材料中引進硬質酰胺類化合物，可改變絕緣聚合物材料與半導電屏蔽層間的界面結構和絕緣表面電阻率的降低，改善絕緣層與半導電屏蔽層電阻間的梯度，而體積電阻率穩定，從而改善、提高電纜的耐局部放電性能，實現了 (1) < 25mm2 6/6kV的電纜的局部放電降到2pc； (2) 240mm2的IOkV電力電纜的局部放電達到0. 2pc。
盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種絕緣材料，其特征在于，該絕緣材料包含占聚烯烴絕緣材料重量按重量百分數計為0. 5-1. 0%的酰胺類化合物；該酰胺類化合物是指油酰胺、乙撐雙油酰胺、硬質酰胺、 N，N’ -甲撐雙硬質酰胺、N，N’ -乙撐雙硬質酰胺中的任意一種以上。
2.如權利要求1所述的絕緣材料，其特征在于，所述的絕緣材料是采用所述酰胺類化合物與聚烯烴絕緣材料通過共混加工，制造的可交聯材料。
3.如權利要求2所述的絕緣材料，其特征在于，所述的聚烯烴絕緣材料是指聚氯乙烯、 聚乙烯、交聯聚乙烯。
4.如權利要求廣3中任意一項所述的絕緣材料，其特征在于，所述的酰胺類化合物是指N，N’-乙撐雙硬質酰胺。
5.一種根據權利要求1所述的絕緣材料用于輻射交聯中電力電纜的絕緣層的用途。
全文摘要
本發明公開了一種絕緣材料及其用于輻射交聯中電力電纜的用途，該絕緣材料可用作電力電纜結構的絕緣層材料，該絕緣材料包含占常規絕緣材料重量按重量百分數計為0.5-1.0%的酰胺類化合物；該酰胺類化合物是指油酰胺、乙撐雙油酰胺、硬質酰胺、N,N’-甲撐雙硬質酰胺、N,N’-乙撐雙硬質酰胺中的任意一種以上。本發明提供的絕緣材料作為絕緣層改善了電力電纜絕緣層與導體屏蔽層、絕緣屏蔽層的界面關系，降低了絕緣層與半導電界面的電阻梯度，解決了中低壓電力電纜的局部放電的抑制問題。
文檔編號H01B9/02GK102522143SQ20121001693
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者宣文武, 張利華 申請人:寧波核力線纜有限公司