[发明专利]一种均匀稳定耐击穿的高压屏蔽电缆

说明书

本发明涉及电力能源技术领域，具体涉及一种均匀稳定耐击穿的高压屏蔽电缆。电缆由内层到外层包括导线芯、云母带、内半导电屏蔽层、聚烯烃绝缘层、外半导电屏蔽层、金属网屏蔽层、防水阻燃层和外绝缘护套，内半导电屏蔽层材料的组分包括：线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、半导电屏蔽料、强化剂、偶联剂、交联剂、增塑剂、聚乙烯蜡。其中，半导电屏蔽料由金属微球和球化石墨烯微粉经特殊工艺制备而成，该型电缆中内半导电屏蔽层的性能突出，显著提高了电缆的耐高压性能，材料的稳定性极好，使用寿命较长。

技术领域

本发明涉及电力能源技术领域，具体涉及一种均匀稳定耐击穿的高压屏蔽电缆。

背景技术

电力是以电能作为动力的能源。发明于19世纪70年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。成为人类历史18世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。即使当今的互联网时代，我们仍然对电力有着持续增长的需求，因为我们发明了电脑、家电等更多使用电力的产品。不可否认新技术的不断出现使得电力成为人们的必需品。常规电力能源的生产方式包括：火力发电、太阳能发电、大容量风力发电技术、核能发电、氢能发电、水利发电和垃圾焚烧发电等。无论是哪种发电方式，为了降低成本发电厂一般都位于资源富集地，这导致电力生产地和电力市场的分离，因此发电厂产生的电力需要通过电网进行运输，达到主要的电力用户端。

电力运输过程中必然会产生损耗，通过升高输电电压可以降低电力在线网上的损耗，因此电力运输通常采用高压输电线路，我国世界上高压输电技术水平最高的国家之一，也是500KV-1000KV超高压输电技术应用最广泛的国家之一。高压和超高压输电技术对输电设备的性能要求极高，各种输电设备和材料的性能指标也非常高，这需要材料技术的同步发展。

电力电缆中一般都存在屏蔽层，屏蔽层为了均匀导电线芯和绝缘电场，6kV及以上的中高压电力电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，部分低压电缆不设置屏蔽层。屏蔽层有半导电屏蔽和金属屏蔽两种。半导电屏蔽层通常设置在导电线芯的外表面和绝缘层的外表面，分别称为内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层。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。内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。外半导电屏蔽层与绝缘层外表面接触很好，且与金属护套等电位，避免因电缆绝缘表面裂纹等缺陷而与金属护套发生局部放电。

对于内半导电屏蔽层来说，屏蔽料的电学性能和机械性能稳定性、纯净度等方面的要求极高，如果半导电屏蔽层材料存在体积电阻波动、材料不够均匀平整、毛刺或凸出物等情况，容易导致局部电场的异常变化；严重时甚至出现材料被击穿和燃烧等状况，这种风险在高压电缆中尤其严重。中国发明专利授权公告号CN103739929B和CN103665533B分别公开了两种电缆用半导电屏蔽料，这两者分别采用石墨烯粉和导电炭黑作为导电性材料，填充于聚烯烃护套料中。但是这种导电材料在护套料中混合，均存在分散性和均匀度不足的缺陷，容易对线缆中电场分布造成影响，造成前述的一些问题；而且这种导电性材料的填充比例也会对屏蔽料的性能产生影响，填充量过大容易造成屏蔽料的机械强度和耐候性能降低，出现表面裂纹或隐性裂纹，造成电缆局部放电；填充量过低又会影响屏蔽料的电磁屏蔽效果。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种均匀稳定耐击穿的高压屏蔽电缆，该型电缆中内半导电屏蔽层的性能突出，显著提高了电缆的耐高压性能，材料的稳定性极好，使用寿命较长。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：