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石墨烯橡胶电缆

发布时间: 2021-11-02

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 合作开发
成果类型: 实用新型专利
行业领域:
新材料产业,制造业
成果介绍

在6-35KV化学交联乙丙绝缘电缆生产过程中,受制造工艺的限制,在导体表面不可避免地存在尖端或突起,这些尖端或突起的电场很高,易导致尖端或突起向绝缘注入空间电荷并引起绝缘的电树化或水树枝化,最终导致绝缘击穿。为缓和电缆内部电场集中,改善绝缘层内外表面电场应力分布,提高电缆的电强度,必须在导电线芯和绝缘层外面分别加有-层半导电屏蔽层 ,改屏蔽层能减小绞合导体表面和金属屏蔽层内部的电位梯度,从而使电缆绝缘上的电场分布均匀,降低绝缘层内的电应力,而且能保持绝缘内外表面紧密接触,从而防止绞合导体和绝缘表面发生电晕放电,还可防止绝缘和导体之间以及绝缘和外屏蔽层之间的空隙内发生局部放电和因导体过热而引起绝缘的损伤, 半导电屏蔽材料与电缆绝缘形成的界面是影响电缆绝缘的电气性能的主要因素之一-.研究表明,控制半导电屏蔽层性能是改善中高压电缆运行特性、提高电缆运行寿 命的重要技术措施。随着“一带一路”战略的实施,我国及“- -带一路”沿线国家在城市基础设施,风力发电、铁路机车、城市轨道交通、船舶和海洋工程等方面有明显的政策支持,特种电缆需求量逐年增加,而在采矿、移动变电站、风力发电等环境条件严酷,容易引起人身伤害和财产损失的特殊场合, 为了有效防止电缆内部电场集中,使电场均匀分布,避免绝缘层电树化而导致的绝缘层击穿等,在6-35kV中高压电力输配系统中的橡胶电缆都必须使用半导电屏蔽材料,而对供电系统的中高压电缆的安全特性及柔软性要求很高,唯有橡胶型电缆才能担此重任。目前,业内化学交联乙丙绝缘电缆用半导电屏蔽料- -直存在电性能不稳定,加工性不良,耐热老化不佳,导致成品电缆过渡电阻大,长期运行电性能和稳定性下降,局部放电增大,容易形成电树枝和水树枝,最终导致电缆击穿,使用寿命大大减少。存在的缺陷主要表现在以下几个方面:要达到良好导电效果必须填充大量导电炭黑,容易造成炭黑聚集,影响产品均-性;大量填充导电炭黑,加工和挤出工艺困难;剥离时绝缘表面残余物较多,影响电缆使用安全和寿命;受挤出工艺影响,尺寸波动大导致电性能不稳定;产品均存在热老化和电老化不理想的问题,为了提高电缆的安全使用系数,对半导电屏蔽橡胶料的加工、物理、电性能提出了更高的要求。

石墨烯具有非常优异的力学、电学、热学和化学等一系列性能在现有材料体系中添加很少量 ,就能够在某些性能方面获得大幅度的提高,但将石墨烯在橡胶中进行有效分散- -直是行业内的难题。通过填充石墨烯,可以提高半导电屏蔽料物理性能、电性能、热稳定性,从而提高电缆运行使用寿命,将会对橡胶型屏蔽料产生深远的影响。

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