一种新型的电力电缆用半导电屏蔽阻水带.pdf

2 0 0 8 第 3期 NO 3 2 00 8 电 线 电 缆 El e c t r i e W i r e Ca bl e 2 0 0 8年 6月 j u n， 2 00 8 一 种新型的电力 电缆用半导电屏蔽阻水带 张 侠 ( 沈阳夫荣电缆材料有 限公 司 ， 沈 阳 1 1 0 0 2 7 ) 摘 要 ： 叙 述 了一 种 新 型 的 半 导 电 屏 蔽 阻水 带 ， 适 用 于 电力 电缆 的 绝缘 屏 蔽 它 集 均 匀 电场 、 缓 冲 机 械 应 力 及 阻 水 功 能 于一 体 ， 可 延 长 电缆 使 用 寿命 产 品 结 构 简单 ， 技 术 性 能 稳 定 ， 实用 性 强 、 关 键 词 ： 电力 电缆 ； 半 导 电 屏 蔽 ； 热 塑 性 弹 性 体 ； 缓 冲 ； 阻 水 中 图分 类 号 ： F M21 5； F M2 4 7 文 献 标 识 码 ： A 文章 编 号 ： 1 6 7 2 6 9 01 ( 2 0 0 8 ) 0 3 0 0 3 3 - 0 3 A Ne w Ty pe of Se m i - Co ndu c t i v e W a t e r Bl o c ki n g Ta pe ZHANG Xi a ( S h e n y a n g T I ANRON G C a b l e Ma t e r i a l s C o ，L t d ，S h e n y a n g 1 l 0 0 2 7，Ch i n a ) A bs t r a c t： 1 1 h i s pa p ( r p r e s e nt s a ne w t y pe o f s e m i c o n du c t i v e wa t e r bl o c ki n g t ap e u s ed f o r t he i ns u a t i o n s hi e l d i n p o we l c a bl e s W i t h t h e a dv a n t a g e s o i ev e nl y di s t r i bu t i n g e l e c t r i c fi e l d，b uf f e r i n g me c h a ni c a l s t r e s s a n d bl o c k i n g wa t e 1 t h i s t a p e n l a y l e n g t he n t h e s e i v i c e I i f e o f t he c ab l e Be s i d e si t t ea t u r e s s i mp l e c o n s t r u t 、 l i o n，s t a b l e p e rfo r ma nc e a n d g o o ( 1 a p pl i c a bi l i t y K e y wor ds： p o we r c a b l e： s e m i c u n du e t i v e s hi e l d；t h inm o p l a s t i c e l a s t o me l ； b u f f e r e；wa t e r b l o c ki ng 0 引 言 1 产 品 的 结 构 中高压 电力 电缆 在运 行 中承受 高 和 高 电场作 用 ， 如果 电缆 绝缘 表 面 存 在 缺 陷 将 会 产 生 电场 应 力 集 中 ， 如 加 卜 水 分存 在 F 将 会产 生水 树 和 电树 ， 导致 电 力电缆 击穿 。因此 ， 通 常 在 电 缆绝 缘 外绕 包 半 导 电带 或挤 包半 导 电聚合 物 ， 作 为电缆 的 绝缘 屏蔽 ， 以 均匀 电场 。另外 由 于运 行 中 的 电缆 因 负荷 的变 化 导 致 电缆 的温度 变 化 并 产 生 热 胀 冷缩 ， 如 果 绝 缘 与 金属 护 套之 问产 生 问隙 ， 再 加 上 水分 的侵 入 ， 则会 产 生 放 电击 穿 ， 严重 影 响 电缆 的安 全运行 ， 降低 电缆 的 使 用寿 命 。 目前 已有 专利 ( 9 8 2 3 5 2 3 0 1 ) 公 开 了 一 种 电缆用 半导 电单 层 膨 胀 阻 水 带 ， 它是 由半 导 电基 带和 半导 电膨胀 微 粒 复合组 成 。该 阻水 带具 有 良好 的阻水 功 能和半 导 电屏 蔽 功 能 ， 但 不具 有 缓 冲机 械 应 力 的衬鹅 功能 。 本 产 品 为 了 克服 上 述 技术 不 足 ， 设计 _一种 电 缆用 橡胶 、 热 塑 弹性体 为 主体 的半 导 电屏 蔽阻 水带 ， 集缓 冲 、 阻水 和屏 蔽 等功 能 于一 体 。使用 本 产 品 不 仅起 半导 电屏 蔽作 用 ， 均匀 电场 ， 而 且 还能 在绝 缘 与 金属 护套之 间起 缓 冲机 械应 力 以及 阻水 的 目的。 收稿 日期 ： 2 0 0 7 1 1 1 6 作者简介 ： 张侠 ( 1 9 6 1 一) ， 女 ， 高级工程师 作者地址 ： 辽 宁沈 阳市 经 济技 术 开 发 区昆 明湖 街 9号 1 1 0 0 2 7 产 品 的结构 如 图 1所示 ， 具 体 说明如 下 ： ( 1 )用 轧 染方 式对 无纺 布 或涤纶 布 进行半 导 电 胶 的均 匀涂 覆 ， 完成 基 材结构 层 ； ( 2)制备用橡胶 、 热塑性弹性体为主体 ， 加入其 它 助剂 ， 如 炭黑 、 阻 水材 料等 ， 完 成材料 结构 层 ； ( 3 )将 和 进 行 压 延 ， 形 成 半 导 电屏 蔽 缓 冲 阻水 带 ： ( 4 )压延 厚度 为 1 2 13 1 l I l 的 带材 ， 带宽 可 根 据 需 要 而定 。 本 产 品绕 包在 电 缆绝 缘上 ， 作 为绝 缘屏 蔽 。 图 1 半 导 电屏 蔽 阻 水 带 的 结 构 2配 方 的 选 择 本 节 主要 是 对 结 构 层 的配 方 组 成 ( 重 量 份 ) 做详 细 说 明 ， 具体 共有 7个方 案 ( 见表 1 ) 。 3结果与讨论 方 案 1和 方 案 2是基 本 配 方 ， 选 择方 案 2的橡 胶 与 弹性 体 的相 容性 较 好 ； 方 案 3和方 案 4加 入 炭 维普资讯 2 0 0 8年第 3期 No 3 2 0 08 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e & Ca bl e 2 0 0 8年 6月 J un， 2 0 08 黑 和阻水 粉 ， 解决其 导 电性 和阻 水性 ； 方 案 5加入 发 泡 剂等起 缓 冲垫层 的作 用 ； 方 案 6是 在 方 案 5的基 础上 ， 对体 系 的粘合 性作 了探 讨 ； 方案 7是 比较理 性 的 配方 ， 下面对 这几 方 面的 问题 ， 分别进 行讨 论 ： 表 1结 构 层 配 方 组 成 的 方案 配 比 配 比 序号 材料名称 序号 材料 名称 份 份 聚 苯 乙 烯 3 0 炭 黑 5 0 方案 】 乙丙橡胶 4 0 发 泡剂 5 ； 2 0 聚 乙 烯 3 0 聚 乙烯 3 0 方 案 2 丁腈橡 胶 4 0 丁腈橡胶 4 0 聚乙烯 3 0 顺 丁烯二酸酐 7 丁腈橡 胶 4 0 硫磺 3 方案 3 炭黑 1 0 8 0 方案 6 氧化锌 3 阻水 粉 2 0 硬脂酸 3 顺 丁烯二 酸酐 7 阻水粉 2 0 聚 乙烯 3 0 炭 黑 5 0 丁腈橡胶 4 0 发泡剂 1 O 方案 4 炭黑 5 0 聚乙烯 3 0 阻水粉 1 0 6 0 丁腈橡 胶 4 0 顺 丁烯二酸酐 7 顺丁烯 二酸酐 7 聚 乙烯 3 0 阻水粉 2 0 丁腈橡胶 4 0 方案 7 炭黑 5 0 顺丁烯二酸酐 7 发泡剂 1 0 方案 5 酚醛树脂 1 0 酚醛 树脂 1 0 二氯化硒 5 二氯化硒 5 阻水粉 2 0 3 1 导 电性 从 方案 3选择 炭 黑 的含 量从 1 0 8 0份 ， 分 别 对 体系的表面电阻和机械性能进行考察 ， 见图2、 图 3 。 从 图 2、 图 3可 知 ， 炭黑含 量 低 ， 表 面 电阻大 ； 炭 黑 含 量 高 ， 机械 性能 受影 响 ， 最 后 得 出 5 0份 是 比较 合 理 的选择 。 图 2炭黑与表面 电阻的关 系 5O 4 O 窨 z 3O 鹱 2 O 援 1 ( j 0 0 1 0 20 30 4 0 50 60 70 80 90 炭 黑 份 图 3 炭 黑 与 抗 张 强 度 的 关 系 3 2阻水 功能 从 方案 4选 择阻 水粉 的含 量 ， 从 l 0 6 0份分 别 对体系的阻水情况进行考核 ( 见图 4 、 图 5 ) ， 在体 系 阻水 粉 为 2 0份 的情 况 下 ， 膨 胀 效 果 好 ， 能 保 障 电缆 自身的 阻水 功能 。阻 水粉 份额 小 ， 阻水 效果 不好 ， 阻 水份额大， 体系抗张强度下降。 图 4 阻水粉与膨胀高度 的关系 图 5 阻 水 粉 与 抗 张 强 度 的关 系 3 3 发泡 性 从 方 案 5发 泡 剂 的 含 量 5 2 0份 ( 见 图 6 ) ， 可 以看 到随 着发 泡剂 的含 量 的增 加 ， 达 到 1 0份 以后 体 系 的发 泡 量不再 变 化 。 3 4温度 对发 泡性 能 的影 响 在发 泡 剂 的含 量 确 定 后 ， 可 进 一 步确 定 在 一 定 的时 间条 件 下 温 度 对 发 泡 性 能 的影 响 ， 见 表 2 。从 表 2可知 ， 2 0 0 。 C的发泡量 、 发泡孔径和分布最佳。 维普资讯 2 0 0 8年第 3期 NO 3 20 0 8 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e & Ca b l e 2 0 0 8年 6月 J u n， 2 00 8 图 6 发 泡剂和发泡前后体积变 化倍 率的关 系 表 2温 度 对 发 泡 性 能 的 影 晌 温 度 。 C l 3 0 l 5 0 l 7 0 l 9 0 2 0 O 2 2 0 2 3 0 泡直径 小 小 适中 适中 适 中 大 大 泡分布 均 匀 均匀 不均 均 匀 均 匀 不均 均 匀 发 泡 量 0 1 2 1 8 2 3 2 6 3 2 8 2 6 注 ： 发泡量为发泡 前后的体积变化倍率 ， 以下相 同。 3 5 时 间对发 泡 性能 的影 响 在 选 择 2 0 0 。 C的 相 同条 件 下 ， 选 择 不 同 的 发 泡 时 问进行 试验 ， 可 获得 发泡 时 间和 发泡 量 的关 系 ， 见 表 3 。从 表 3可 以看 出 ， 3 m i n的发 泡效 果 最好 。 表 3发泡时 间和发 泡量 的变化情况 发泡时 间 rai n l 2 2 5 3 3 5 4 发 泡 量 1 8 2 4 2 8 3 3 3 3 6粘 合 性 的影 响 为使本 体系能很好地同基材层压延复合 ， 本 配 方 中加入 了两类 增 加 粘 性 的材 料 和助 剂 ( 见 方 案 6和 方案 7 ) 。通 过实 验 ， 后者 的粘 合 性好 。 4 结 论 通 过 以上 实 验 ， 得 到 了一 种 新 型 的半 导 电屏 蔽 阻 水带 ： 在纤 维 布基 材 上覆 盖半 导 电胶后 ， 再 压延 半 导 电橡 胶 ， 这个 半 导 电 橡胶 的混 合 物 可 以使 产 品 既 有 阻水 功能 又有 缓 冲机 械应 力 、 均匀 电场 等作 用 ， 而 按方 案 7压 延这 种橡 胶 混合 物是 最佳 选择 。 参 考 文 献 ： 1 宋长发 ， 张建生 复合 型遇水单 向膨胀橡胶 止水带 的研 制 J 新型建筑材料 ， 2 0 0 5， ( 7 ) ： 3 8 40 2 肖建斌 ， 王永祥 NR S B R吸水膨胀橡 胶的性 能研 究 J 青 岛 科技大学学报 ， 2 0 0 4， ( 1 2 ) ： 5 0 7 - 5 0 9 mmmml mmmmmmlmmmmmmmmm ( 上接第 2 4页 ) 但 是 ， 横 、 竖 压 辊 的方 形 孔 尺 寸 精 度 、 压 辊 架 的 定位精度 、 压辊与压辊架 的配合精度等都会影响方 形 导线最 后 的 尺 寸 的加 工 精 度 。因 此 ， 用 方 形 压 辊 对方 形导 线进 行 加工 时 ， 必 须 对 压 辊 及 相 关 工 装 加 工 制 造时 ， 提 出严 格 的精度 要求 ， 否 则 会影 响 方形 导 线 加 工后 的尺 寸精 度 。 ( 3 )用 方形 压 辊和 方形 拉拔 模 组合 加工 。在 方 形 导线 尺寸 精度 要 求 很 高 的 情 况 下 ， 可 以考 虑 选 用 方形 压辊 从 横 、 竖两 个方 向对 导线 进 行滚 压 ， 然后 用 方形 拉拔 模进 行 尺寸校 准 、 定径 ， 这样 既可 以减小 缆 线 的轴 向加工 应力 ， 也 可 以 避 免 方 形 压 辊 的 加 工误 差 对缆 线 的加 工精 度 的影 响 。 方 形 缆线 的 紧压 加 工 方式 的选 择 ， 还 需视 方 形 导 线 的结 构 、 精度 要求 而 定 ， 如遇 到特 殊结 构 的方 形 导线 ， 还需 设 计 与之 相 匹配 的紧压 加 工方 式 ， 从而 满 足方 形导 线 的加工 要 求 。 4方形缆线的收盘成 圈 通 常 情 况 下 ， 在 加工 方形 导 线 时 应 尽 量 选择 储 线 凹槽较 平 的牵 引 轮 牵 引 装 置 ， 以及 盘 径 较 大 且平 整的收线盘作收盘成 圈。但有时用户要求提供柔软 度较 高 的方 形 导线 ， 以 便 于后 道工 序缠 绕 加 工 。 以 铜 单 线为 原材 料 的 方 形 导线 ， 可 以 对 铜单 线 热 处 理 后 进行 加 工 ， 但 是 以铝 单线 为 原材 料 的方形 导线 ， 若 对 铝单 线进 行 热处 理后 加 工 ， 因 软 态 的铝 单 线 抗 拉 强度 低 ， 则极 易 变形 、 拉 细 、 拉断 ， 无法 实 现连续 有 效 生产 。在加 工铝 单 线 时 可 暂 不 考 虑 热 处 理 ， 等 加工 完毕后 ， 再对 整 盘铝 芯 方形 导线进 行 热处 理 ， 这 样 既 便 于 加工 ， 又 可 以满 足用 户要 求 。 5 结束语 随 着科 技 领 域 的不 断 发展 更 新 ， 方形 导 线 的使 用场合 、 结构要求也会越来越多 ， 我们 电缆制造企业 还需 不 断研究 新 工艺 、 新 方法 ， 设计 出更好 更新 的方 形导线的加工工艺， 制造出具有高精度 尺寸的各类 方 形 导线 ， 来满 足 市场 的需 求 。 维普资讯