[发明专利]包括交联层的电气设备

说明书

本发明涉及一种诸如电缆或电缆配件的电气设备，其包括至少一个交联层。

本发明通常但并非局限地涉及低压(特别是低于6kV)、中压(特别是6至45-60kV)或高压(特别是大于60kV，可能是高达800kV)电缆领域，这些电缆可以是直流电缆或者是交流电缆。

中压和高压电缆通常包括由顺序的三个交联层包围的中心电导体，例如第一半导体层、电绝缘层和第二半导体层。

这种类型的交联层通常包含保护剂，其用于控制和减少吸水性，并用于确保电缆随时间推移的电绝缘性。

通常，这些保护剂可以是铅基化合物，例如氧化铅。然而，铅基化合物不是环境友好的化合物。

本发明的目的是通过提出包括环境友好的交联层的电气设备来克服现有技术的缺点，同时在电气设备的整个寿命期间确保良好的电性能和机械性能。

本发明的主题是一种电气设备，其包括由包含聚合物材料和保护剂的可交联聚合物组合物得到的交联层，其特征在于所述保护剂是硅氧烷低聚物。

本发明有利地提供了一种环境友好的电气设备，其中保护系统不包含任何铅基化合物。更具体地说，本发明的交联层不包含任何铅基化合物。

此外，本发明的交联层具有非常好的机械性能和电性能，特别是由于这种新颖的保护剂，吸水性和介电损耗得到显著控制。

因此，本发明的电气设备的交联层具有随时间推移稳定的电绝缘性能。

更具体地说，本发明的交联层具有如下的介电损耗，其根据标准ASTM D150的正切δ(tanδ)值测量：

-浸渍在90℃水中两周后，在130℃下不大于0.020，和/或

-浸渍在90℃水中四周后，在130℃下不大于0.020。

硅氧烷低聚物

本发明的硅氧烷低聚物旨在控制和减少电气设备的吸水性。有利地，可以通过替换现有技术中使用的铅氧化物来确保电气设备随时间推移的良好的电绝缘性。

在本发明中，术语“硅氧烷低聚物”是指衍生自少量相同或不同的硅氧烷单体单元的共价序列的化合物，更特别地衍生自至少两个相同或不同的硅氧烷单体单元的共价序列的化合物。优选地，硅氧烷低聚物中单体单元的数量可以为2至40，优选为2至20，特别优选为2至10。

硅氧烷低聚物通常包含至少两个“Si-O”基团，这些基团特别地构成其主链。此外，硅氧烷低聚物可以包含至少一个烷氧基。

优选地，硅氧烷低聚物是烷基低聚物，或者换句话说，硅氧烷低聚物是包含至少一个烷基的低聚物。烷基低聚物可以任选地包含至少一个烯基。

根据第一变体，烷基硅氧烷低聚物可以包含至少一个烷基和至少一个烯基。烯基可以是乙烯基类型，例如CH₂＝CH-基团。由此将其称为烷基乙烯基硅氧烷低聚物。

根据第二变体，烷基硅氧烷低聚物可以仅包含烷基。

硅氧烷低聚物可以是直链、环状和/或支链的。

在第一实施方案中，硅氧烷低聚物可以是均低聚物型。在这方面，硅氧烷均低聚物是衍生自少量相同单体单元的共价序列的化合物。

所述单体单元，或者换言之，均低聚物的构成单体单元中各自可以包含至少一个烷氧基。

所述烷氧基可以是如下式I中所述的基团–OR₂，或者其中烷基不是R₂的烷氧基。

更具体而言，均低聚物类型的硅氧烷低聚物可以根据下式I定义：

其中：

-R₁选自以下基团：C₁-C₆烷基(直链或支链烷基)、卤素、乙烯基、甲基丙烯酰氧基烷基、丙烯酰氧基烷基、缩水甘油氧基烷基、双烷氧基甲硅烷基烷基；

-R₂是相同或不同的基团，它们可以各自独立地选自以下基团：C₁-C₆烷基(直链或支链烷基)，优选C₁-C₃(直链或支链烷基)；并且

-n是表示低聚度的整数，并且可以为2至40，优选为2至20，优选为2至10，特别优选为2至5。