[发明专利]±525kV及以下直流电缆屏蔽材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种±525 kV及以下直流电缆屏蔽材料及其制备方法，其中电缆屏蔽材料按照质量份数包括以下组份：聚烯烃类基础树脂70‑87份，超导炭黑9‑20份，交联剂1.0‑2.0份，润滑剂1‑5份，抗氧剂1‑10份；本发明提供的±525 kV及以下直流电缆屏蔽材料符合GB/T 22078.2标准中关于500kV交联聚乙烯绝缘电缆半导电屏蔽料的性能要求，而且对进口商用±525kV直流电缆绝缘料空间电荷的注入与积累具有较好的抑制作用。此外，由于超净超导炭黑的加入，较常规交流电缆屏蔽料的炭黑结构高，表观粒子尺寸小，添加比例低，断裂伸长率和热延伸数值较大，屏蔽材料中离子含量更低，减少离子迁移进入绝缘材料的几率，可靠性更高。

技术领域

本发明属于电缆屏蔽材料技术领域，特别涉及一种±525 kV及以下直流电缆屏蔽材料及其制备方法。

背景技术

目前，国内外对交流电缆的屏蔽料的研究比较多，而尚未有公开的直流电缆屏蔽料相关配方研究，申请的相关配方专利无直流电缆屏蔽料特征性能——与直流绝缘料配合的空间电荷抑制性能。现有技术主要通过在乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）和乙烯-丙烯酸丁酯（EBA）内，加入一定量的常规导电炭黑、交联剂、抗氧剂和润滑剂等，与常规制备方法主要是通过密炼机、连续密炼机或往复式单螺杆挤出机制备造粒而成，与常规交流电缆屏蔽料无明显差异。

在直流电场作用下，绝缘材料内部会注入和积累空间电荷，因此直流电缆屏蔽料有别于交流电缆屏蔽料，在满足交流电缆屏蔽料的机械和电性能要求外，还需要具备抑制直流电缆绝缘料空间电荷的注入和积累的特性，降低直流电缆运行风险，提高直流电缆运行可靠性。有理论认为，屏蔽材料与绝缘材料接触面的场强极大地影响空间电荷的注入。采用高纯度、高结构的超导炭黑，可以在相同或者更低电阻率的条件下，采用高结构超导炭黑，炭黑粒子表观尺寸更小，同时降低炭黑使用量，减少屏蔽材料中杂质含量，特别是离子含量，较交流屏蔽料可以较好地抑制直流绝缘材料在直流电场下空间电荷的注入和积累。

对于制备方法，由于添加的高纯度超导炭黑，堆积密度较小，添加相对体积比例较大，不易分散于聚烯烃类基础树脂中，而且分散过程中材料发热明显，温度不易控制。此外，由于该屏蔽料用于±525kV及以下，对洁净度要求非常高，需要在整个过程中控制杂质的引入。

因此我们提出一套可以解决上述问题的±525 kV及以下直流电缆屏蔽材料及其制备方法。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种±525 kV及以下直流电缆屏蔽材料及其制备方法，该屏蔽材料抑制了绝缘材料在直流电场下空间电荷的注入和积累。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种±525 kV及以下直流电缆屏蔽材料，其特征在于，按照质量份数包括以下组份：聚烯烃类基础树脂70-87份，超导炭黑9-20份，交联剂1.0-2.0份，润滑剂1-5份，抗氧剂1-10份。

进一步的，所述聚烯烃类基础树脂为乙烯-丙烯酸丁酯EBA或乙烯-丙烯酸乙酯EEA，所述聚烯烃类基础树脂的熔融指数为5-10g/min。

进一步的，所述乙烯-丙烯酸丁酯EBA中丙烯酸丁酯BA的质量占乙烯-丙烯酸丁酯EBA总质量的10-20%，所述乙烯-丙烯酸乙酯EEA中丙烯酸乙酯EA的质量占乙烯-丙烯酸乙酯EEA总质量的12-18%。

进一步的，所述超导炭黑的DPB吸收值为160-550 ml/100g,原始粒径为20-40nm，总离子含量＜60ppm，水分≤100ppm。

进一步的，所述交联剂为过氧化二异丙苯或双丁基过氧基类交联剂，其纯度＞99%。

进一步的，所述润滑剂为固态烷烃蜡混合物，其碳原子数为15-90，其中正链烷含量为60-70%，密度为0.90-0.93g/cm³。