[发明专利]一种自生成纳米颗粒的电力电缆修复液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种自生成纳米颗粒的电力电缆修复液及其制备方法和应用，属于电缆修复领域。

背景技术

我国自90年代初开始进行大规模城网改造，大量10kV架空线改为入地电缆。交联聚乙烯(XLPE)电力电缆因其可靠的电气及机械性能，在我国城市电网中得到了广泛的应用。由于早期电缆的防水性不佳，且在制造、施工和运行过程中不可避免的产生一些微观缺陷，水分会在电场的作用下聚集在微观缺陷处，形成多分叉水树区，最终将诱发电树，导致电缆绝缘本体的击穿。

普通的XLPE电力电缆在运行15年后，其击穿电压值下降到50％左右，进入故障高发期(S.Boggs，J.Xu.Water Treeing-Filled versus Unfilled Cable Insulation.IEEE Electrical Insulation Magazine，2001，17(1)：23-29)。针对大量的早期埋入的地下XLPE电力电缆，全部更换这些老化电缆所产生的工程量和巨额费用令供电企业难以承受，并且繁华路段破路施工也十分棘手。因此，如能对目前大量的水树老化的运行电缆进行修复，从而延长其运行寿命，将具有十分重要的现实意义。

美国Utilx公司及欧洲Novinium公司的电缆修复液注入技术已有20年的使用经验，经过了20年左右的发展，电缆修复技术已历经了两代技术。最早的841技术属第一代技术，主要是通过硅氧烷、催化剂与XLPE电力电缆里面的微水进行水解和缩合反应，该反应消耗了水分，并且反应后残留的硅树脂填充物可将微空隙填充，从而延长电缆寿命。该技术经历了10年左右的时间，实践证明，该技术能有效延长老化电缆寿命10～15年时间(Glen J.Bertini and Gary A.Vincent.Cable Rejuvenation Mechanisms.ICC Subcommittee A，March 14，2006.)。

Novinium公司在第一代技术的基础上，提出了另一项新的修复技术即732技术，该技术更注重电缆的中长期修复效果，而且在修复液成分中考虑了局部放电抑制、电场均匀和紫外光屏蔽等问题，其反应时间也大为缩短(Glen J.Bertini.New Developments in Solid Dielectric Life Extension Technology.IEEE ISEI，Sept.2004.)。但迄今为止，该技术仅限于商业性研究，其具体成分和修复方法并没公开，更没有详细的机理和理论研究。电缆修复技术在我国尚处于起步阶段。国内研究同样表明，该技术对水树老化电缆的修复效果良好，但研究成果主要还是以第一代修复技术为主(朱晓辉，郭象吉，一种延长XLPE中压电缆运行寿命的新方法-电缆修复液注入技术，《天津电力技术》，2003，1：25-26，39)。

检索国内外文献库，以往的电缆修复技术主要以硅氧烷修复液为主，也有在修复液里添加无机纳米颗粒的专利文献和非专利文献报道。但未见通过改良修复液配方，使其直接在缺陷处直接生成纳米级金属氧化物颗粒，通过其与硅氧烷的混合，共同提高电缆的绝缘性能的技术。同时也未见针对该修复液配方的绝缘增强性能的报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种自生成纳米颗粒的电力电缆修复液及其制备方法和应用，其特点是在硅氧烷修复液的基础上，选用具有水解生成纳米金属氧化物能力的金属醇盐作为偶联反应的催化剂。同时为了保证有效生成金属纳米氧化物，在修复液中适当加入添加剂。通过金属醇盐遇水水解生成金属氧化物颗粒，并由于受到主反应硅氧烷的偶联影响，限制了氧化物颗粒的团聚，使得在缺陷填充的硅氧烷溶胶中有纳米级金属氧化物颗粒存在。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所属原料份数除特殊说明外均为质量份数。

自生成纳米颗粒的电力电缆修复液的起始原料由以下组分组成：

硅氧烷修复液      70-90份

催化剂            10-20份

添加剂            0-10份。

其中，催化剂为钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、异丙基三钛酸酯、异丙基二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基钛酸酯、异丙基二辛基磷酸酰氧基钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯、植物酸型单烷氧基类钛酸酯、二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸、硫酸和硝酸中的至少一种。