[发明专利]中压或高压电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆。该电缆一般应用于中压(特别是从6到45-60千伏)或高压(特别是大于60千伏，可高达800千伏)电力电缆领域，但是并非仅仅应用于此，而且不管是交流电缆还是直流电缆的情况都成立。

背景技术

中压或高压电力电缆一般包括中心电导体以及，依次并同轴围绕该电导体的半导体内层、电绝缘中间层和半导体外层，这三层通过本领域技术人员熟知的技术交联。

通常，这三个交联层是由基于聚乙烯聚合物基质的组合物，并混合有机过氧化物例如过氧化二枯基或过氧化叔丁基异丙苯(即过氧化异丙苯(cumyl peroxide))所得到的。在交联所述组合物期间，此类过氧化物分解并生成交联副产物，主要是例如甲烷、苯乙酮、对异丙基苯甲醇、丙酮、叔-丁醇、α-甲基苯乙烯和/或水。上述最后二个副产物是由对异丙基苯甲醇的脱水反应产生的。

一旦电缆处于运行的配置中，从对异丙基苯甲醇生成水相对缓慢，可能在几个月或甚至几年以后才出现。这显著地增大了交联层被击穿的危险性。

此外，如果在交联步骤中生成的甲烷没有从交联层中除去，就不能忽视与甲烷的易爆性和易燃性相关的危险。一旦该电缆开始使用，此气体也可能会造成损坏。当半导体外层被金属防护层包裹时，在中压和高压电缆的结构中通常是这种情形，所述气体只能沿着该电缆纵向扩散直到电力装置(也就是电力配件)的接头和接线端。甲烷可能因此积累并对电力配件产生压力，这可能导致电击穿。虽然存在于电缆中限制甲烷存在的方法，例如热处理电缆以加速甲烷从电缆中扩散出去，但是当交联层厚时，这些方法是耗时并且昂贵的。

文献US 5 252 676介绍了一种用于在电力电缆中限制源自交联剂的交联副产物的方法。为此，它建议：在这三个交联层的制备中在继续使用过氧化叔丁基异丙苯(IPC)作为交联剂的同时，为了使交联剂分解期间释放的气体和水的量不是太大，减少交联剂的量。然而，水的量仍然是相当的大，并且过氧化物量的过度减 少会降低交联层的热机械特性。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种包括交联层的中压或高压电缆来克服现有技术的缺陷，在所述交联层制备中显著减少了交联副产物例如甲烷和/或水的存在，并同时提供最佳热机械特性，例如热蠕变性，这是所述层恰当交联的特征。

本发明的一个主题是一种电缆，其包括电导体、包裹该电导体的第一半导体层、包裹该第一层的第二电绝缘层、以及包裹该第二层的第三半导体层，其特征在于上述三层中至少一层是由包括至少一种聚烯烃的可交联组合物得到的交联层，其特征在于：所述组合物还包括脂族过氧化物(aliphatic peroxide)作为交联剂。

本发明的交联剂的优点是：在可交联组合物的交联期间不生成作为交联副产物的对异丙基苯甲醇，从而能够在交联层中显著地减少水的存在，同时保持很好的热机械特性。根据标准NF EN 60811-2-1，通过在受力状态下的最大热伸长率，不超过100％，优选不超过80％，以及更优选为60％-80％，可方便地反映出本发明交联层的热机械特性。

此外，脂族过氧化物的分解期间生成甲烷的量小于过氧化异丙苯分解期间生成甲烷的量：由此有利地减少了交联副产物中甲烷的存在。对于基本上相同的热机械特性，脂族过氧化物的必需量小于过氧化异丙苯的必需量。

本发明的脂族过氧化物是不包含任何芳族基团的过氧化物。所述脂族过氧化物可以是，特别是，包含至少一个叔烷基的脂族过氧化物。

可提及的本发明的脂族过氧化物包括：

-脂族过氧化碳酸酯，例如叔-戊基过氧化碳酸2-乙基己基酯、叔戊基-过氧化碳酸2-乙基己基酯、叔丁基过氧化碳酸异丙基酯；

-二叔烷基的脂族过氧化物，例如1，1-双(叔丁基过氧基)环己烷、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)-3-己炔、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)-3-己烷、二-叔戊基过氧化物、二叔丁基过氧化物，环状过氧化物例如3，6，9-三乙基-3，6，9-三甲基-1，4，7-三过氧壬烷；

-脂族过氧化缩醛(peroxyacetal)，例如4，4-双(叔丁基过氧基)戊酸丁基酯；以及

-脂族过氧化酯，例如过乙酸叔丁基酯、过乙酸叔戊基酯。

在所提及的过氧化物中，优选使用二叔烷基的脂族过氧化物。这类过氧化物能够在实现所述组合物期间，使交联率与焦烧(burn-out)或预交联的危险达到很好 的平衡。

本发明的可交联组合物的过氧化物法交联，可以在热和压力作用下进行，例如在氮气压力下使用硫化管道，此交联技术是本领域技术人员熟知的。