[发明专利]高安全性双金属屏蔽交联聚乙烯绝缘中压电力电缆

说明书

技术领域

本发明涉及电缆领域，具体涉及一种高安全性双金属屏蔽交联聚乙烯绝缘中压电力电缆。

背景技术

目前，交联聚乙烯(XLPE)绝缘中压电力电缆(以下简称交联电缆)在电场和水的作用下会产生树枝状放电通道，这种现象称为水树。水树会随着时间的发展继续生长，最终导致绝缘击穿，成为电力电缆损坏的重要原因。

据统计，国内城网10-35KV系统中，地下使用的普通XLPE绝缘中压电力电缆，普遍在运行8-12年后就会生长出大量水树，致使大量交联聚乙烯绝缘中压电力电缆发生因水树击穿而造成线路事故，降低了电缆的使用寿命，影响电网的安全运行。

交联聚乙烯(XLPE)绝缘中压电力电缆金属屏蔽层结构形式简单，金属屏蔽层电容电流及短路电流传输能力及抗电磁干扰、均化电场的能力相对较差，在电缆长期运行过程中安全性将会不断降低。

水分的侵入往往是电力电缆遭到破坏、使用寿命受到影响的主要原因。水分浸入途径主要是从电缆的护层和电缆的端部侵入电缆，造成导体的氧化、腐蚀，从而影响电缆的电性能，甚至发生异常断线事故；水分渗入绝缘层，在强电场的作用下，绝缘层会产生“水树枝”，加速电缆的电老化，导致电缆击穿事故，降低电缆使用寿命。为了防止水分的侵入，要求电缆各结构之间紧密没有间隙。

交联聚乙烯(XLPE)绝缘中压电力电缆长期安全性能的问题引起电力部门的高度重视，高安全性双金属屏蔽交联聚乙烯绝缘中压电力电缆将迎来巨大的市场。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种使用寿命高、抗电磁干扰、均化电场强、阻水效果好的高安全性双金属屏蔽交联聚乙烯绝缘中压电力电缆。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种高安全性双金属屏蔽交联聚乙烯绝缘中压电力电缆，包括缆芯，所述的缆芯由多根阻水屏蔽绝缘线芯绞合后再在三根绝缘线芯之间的空隙处填充硅酸铝陶瓷纤维层构成；在缆芯外设有内护套，内护套外设有阻水层，组水层外设有铝带屏蔽层，铝带屏蔽层外编织铝合金铠装层，铝合金铠装层外设有铜带屏蔽层，最后，电缆最外层设有外护套；所述的组水层由三层结构，中间为带状基材层，在带状基材层的一表面粘接有高倍率吸水材料层，另一表面粘接有透气阻水膜。

进一步地，所述的阻水屏蔽绝缘线芯由无氧铜导体、依次挤包在无氧铜导体外的交联聚乙烯绝缘层、半导电屏蔽层以及阻水层构成。

进一步地，所述阻水层由三层结构，中间为带状基材层，在带状基材层的一表面粘接有高倍率吸水材料层，另一表面粘接有透气阻水膜。

进一步地，所述的内护套、外护套的外表面粘接有透气阻水膜，具体为PVC阻水膜。

进一步地，所述高倍率吸水材料层为交联羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺材料层。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、在三根阻水屏蔽绝缘线芯之间的空隙处填充硅酸铝陶瓷纤维层，使得电缆的容重轻、耐高温、热稳定性好，热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、将电缆外界的热量阻隔在外，使得缆芯内的绝缘线芯使用寿命更长，可以在高温下作业。

2、半导电屏蔽层设置在线芯的外表面和绝缘层的外表面，半导电屏蔽层是由电阻率很低且厚度较薄的半导电材料构成，半导电屏蔽层是为了均匀线芯外表面电场，避免因导体表面不光滑以及线芯绞合产生的气隙而造成导体和绝缘发生局部放电。

3、设有双层金属屏蔽层，加强限制电场在绝缘层内的作用，使电场方向与绝缘半径方向一致（即径向），金属屏蔽带接地，电场终止在金属带上，金属带外不再有电场。防止轴向表面放电，电缆在没有良好接地的环境中，由于半导电层有一定的电阻系数，在电缆轴向可能引起电位分布不均匀，造成电缆沿面放电。另外，正常情况下流过电容电流，短路时金属带可作为短路故障电流的回路，提高金属屏蔽层电容电流及短路电流传输能力及抗电磁干扰、均化电场的能力。

4、在线芯外以及电缆内设有阻水层，该阻水层特殊的复合结构减少了绝缘体中的水分和空穴，除半导电层和绝缘层之间界面容易引起电场集中的突出部分，减少树枝放电的扩展，即使发生水树枝，也能抑制水树的继续生长和抑制水树枝放电。所述高倍率吸水材料层为交联羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺材料层，一般可以吸收相当于树脂体积100倍以上的水分，最高的吸水率可达1000％以上，使得电缆内不会产生的“水树枝”现象。