本發(fā)明屬于電力電纜制備，具體涉及一種抗電樹(shù)中壓電力電纜。
背景技術(shù)：
1、電樹(shù)枝俗稱(chēng)電樹(shù)，是在電力電纜絕緣層中的氣隙、雜質(zhì)或水分以及屏蔽層和絕緣層之間表面不均勻等樹(shù)枝狀缺陷。電樹(shù)枝引起的電老化是電力電纜的常見(jiàn)老化形式。電樹(shù)枝形成原因如下：
2、1、在電力電纜制備過(guò)程中，絕緣層中引入氣泡和雜質(zhì)等形式缺陷，這些缺陷會(huì)導(dǎo)致電力電纜運(yùn)行時(shí)局部電場(chǎng)集中，引起局部放電和電荷注入，形成電樹(shù)枝通道。
3、2、在電力電纜的運(yùn)行過(guò)程中，絕緣材料老化破壞，內(nèi)部放電產(chǎn)生細(xì)微開(kāi)裂，形成細(xì)小的通道，其通道內(nèi)空，管壁上有放電產(chǎn)生的碳粒痕跡，呈冬天樹(shù)枝狀，分支數(shù)少而清晰。
4、中壓電力電纜被廣泛用于城市建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)以及能源輸送等領(lǐng)域，是連接輸電設(shè)備的關(guān)鍵部件?，F(xiàn)有的中壓電力電纜抗壓能力較弱，當(dāng)電力電纜內(nèi)的導(dǎo)體受到外界壓力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，大大縮短了電樹(shù)枝引發(fā)時(shí)間，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，電樹(shù)枝快速發(fā)展，最終導(dǎo)致絕緣擊穿，嚴(yán)重影響中壓電力電纜的使用壽命，使用安全性和穩(wěn)定性也無(wú)法得到保障。
5、專(zhuān)利cn115985566b公開(kāi)了一種抗電樹(shù)中壓交聯(lián)阻燃電力電纜，其設(shè)置抗壓組件，通過(guò)支撐架加強(qiáng)電纜自身強(qiáng)度，將外界壓力與導(dǎo)體進(jìn)行阻隔，施加在電纜上的外界壓力，先經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱硅膠片進(jìn)行初步緩沖，剩余的外界壓力擠壓彈簧片，彈簧片彎折，配合彈性橡膠對(duì)剩余的外界壓力進(jìn)行吸收緩沖，使外界壓力無(wú)法作用在導(dǎo)體上，使導(dǎo)體不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，避免機(jī)械應(yīng)力對(duì)電樹(shù)枝生長(zhǎng)的促進(jìn)作用。該專(zhuān)利技術(shù)只能減少外界壓力影響導(dǎo)致的電樹(shù)枝生長(zhǎng)，并不能從根本上減少電樹(shù)枝的產(chǎn)生。
6、針對(duì)前述電樹(shù)枝的形成原因，可以針對(duì)性提高電纜制造工藝或在電纜料中添加電壓穩(wěn)定劑等方法來(lái)提高電力電纜的抗電樹(shù)性能。氣泡和雜質(zhì)等形式缺陷的控制已經(jīng)比較成熟，進(jìn)一步減少缺陷的改善程度有限，生產(chǎn)成本也高，故在電纜料中添加電壓穩(wěn)定劑是進(jìn)一步提高電力電纜抗電樹(shù)性能的最方便直接的方法。
7、不同類(lèi)型的電壓穩(wěn)定劑對(duì)電樹(shù)枝產(chǎn)生的作用階段不同，有的電壓穩(wěn)定劑具有較高電子親合能，可以捕獲熱電子，削弱熱電子的能量，減少其對(duì)絕緣層聚合物分子鏈的破壞，抑制電樹(shù)枝的產(chǎn)生；有的電壓穩(wěn)定劑可以清除聚合物中的自由基，抑制自動(dòng)氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)從而抑制電樹(shù)枝的產(chǎn)生，比如抗氧劑或光穩(wěn)定劑。電壓穩(wěn)定劑的研究開(kāi)發(fā)對(duì)于提高中壓電力電纜的抗電樹(shù)性能是非常重要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種抗電樹(shù)中壓電力電纜。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
3、一種抗電樹(shù)中壓電力電纜的制備方法，先在導(dǎo)電線芯外擠包絕緣材料形成絕緣層，得到絕緣線芯，然后將多個(gè)絕緣線芯沿圓周方向緊靠絞合，得到導(dǎo)電纜芯，再在導(dǎo)電纜芯表面包覆鎧裝層，最后將護(hù)套料擠出并繞包在鎧裝層外形成外護(hù)套即可；其中，所述絕緣材料是由以下重量份的原料制成的：聚乙烯10份，聚異丁烯1～2份，三元乙丙橡膠1～2份，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽改性氧化鋁-多孔硼碳氮納米材料0.8～1份，過(guò)氧化二異丙苯0.1～0.2份，硬脂酸鋅0.08～0.1份，聚乙烯蠟0.08～0.1份，抗氧劑1010?0.03～0.04份。
4、優(yōu)選的，所述導(dǎo)電線芯是以鋁合金或銅為原料，經(jīng)熔煉、連鑄連軋、拉絲、退火和絞合而得。
5、優(yōu)選的，所述鎧裝層為鋼帶或退火銅波紋管。
6、優(yōu)選的，所述護(hù)套料是由以下重量份的組分混合制成的：聚氯乙烯40～50份，硅橡膠15～20份，丁腈橡膠8～10份，n,n’-間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺3～5份，硫化促進(jìn)劑na-22?1～2份，硬脂酸鋅2～3份，鄰苯二甲酸二辛酯5～7份，抗氧劑1010?0.5～0.7份。
7、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述護(hù)套料是通過(guò)以下方法制備得到的：將除丁腈橡膠的各組分按照配方量混合，300～500r/min攪拌5～6分鐘，800～1000r/min攪拌升溫至110～120℃，保溫?cái)嚢?0～30分鐘，再加入配方量的丁腈橡膠，繼續(xù)保溫?cái)嚢?～3分鐘，倒在平板硫化機(jī)上，加熱至200～220℃，在8～10mpa條件下加壓硫化2～3分鐘，冷卻，即得。
8、優(yōu)選的，外護(hù)套的制備方法為：190～195℃擠出護(hù)套料，在18～20mpa條件下保溫?zé)釅?0～12s，成型后繞包在鎧裝層外形成外護(hù)套。
9、優(yōu)選的，所述外護(hù)套的厚度為1～1.2mm。
10、優(yōu)選的，所述絕緣材料是通過(guò)以下方法制備得到的：先將配方量的聚乙烯、聚異丁烯、三元乙丙橡膠以300～400r/min混合20～30分鐘，接著加入配方量的氧化鋁-多孔硼碳氮納米材料、過(guò)氧化二異丙苯、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟、抗氧劑1010，以800～1000r/min混合10～20分鐘，雙螺桿擠出，即得。
11、進(jìn)一步優(yōu)選的，雙螺桿擠出轉(zhuǎn)速為200～300r/min，各區(qū)溫度為：一區(qū)140～150℃，二區(qū)155～165℃，三區(qū)170～180℃，四區(qū)185～195℃，五區(qū)200～210℃。
12、優(yōu)選的，擠包絕緣材料時(shí)擠出機(jī)各區(qū)溫度為：一區(qū)120～130℃，二區(qū)140～145℃，三區(qū)150～155℃，四區(qū)150～155℃，五區(qū)155～160℃。
13、優(yōu)選的，所述絕緣層的厚度為0.2～0.3mm。
14、優(yōu)選的，所述1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽改性氧化鋁-多孔硼碳氮納米材料是通過(guò)以下方法制備得到的：
15、（a）先將硼酸攪拌分散于其7～9倍重量的蒸餾水中，60～70℃攪拌加熱至完全溶解，加入三聚氰胺，密閉反應(yīng)容器，保溫?cái)嚢?～3小時(shí)，攪拌加熱至85～95℃，保溫?cái)嚢?～10小時(shí)，打開(kāi)反應(yīng)容器，保溫?cái)嚢柚粮稍?，研磨，轉(zhuǎn)移至管式爐中，在氬氣氣氛下以2～3℃/min升溫至700～800℃，保溫5～6小時(shí)，在氬氣氣氛下自然冷卻至室溫，在氨氣氣氛下以2～3℃/min升溫至700～800℃，保溫5～6小時(shí)，在氬氣氣氛下自然冷卻至室溫，得到多孔硼碳氮納米材料；
16、（b）然后將多孔硼碳氮納米材料超聲分散于無(wú)水乙醇中，加入聚乙烯吡咯烷酮，攪拌處理20～30分鐘，加入蒸餾水，攪拌混勻；接著加入硝酸鋁溶液，400～500w超聲振蕩處理30～40分鐘，利用乙酸-乙酸鈉緩沖液控制ph=4，攪拌加熱至60～70℃，利用質(zhì)量濃度10～12%稀氨水調(diào)節(jié)ph=7，保溫30～40分鐘，室溫靜置8～10小時(shí)，離心取沉淀，無(wú)水乙醇清洗，真空干燥，在氮?dú)鈿夥障拢?000～1050℃煅燒2～3小時(shí)，得到氧化鋁-多孔硼碳氮納米材料；
17、（c）再將γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷與無(wú)水乙醇按照質(zhì)量比1：120～130混合均勻，接著加入氧化鋁-多孔硼碳氮納米材料，攪拌混勻，加入1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽，攪拌加熱至回流，保溫回流3～4小時(shí)，自然冷卻至室溫，離心取沉淀，即得。
18、進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟（a）中，硼酸、三聚氰胺的摩爾比為6：1。
19、進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟（b）中，多孔硼碳氮納米材料、無(wú)水乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、蒸餾水、硝酸鋁溶液的用量比為1g：500～700ml：2～3g：100～200ml：10～12ml，其中，硝酸鋁溶液的濃度為10～12g/l。
20、進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟（c）中，γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氧化鋁-多孔硼碳氮納米材料、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽的質(zhì)量比為0.1：4.5～5：15～20。
21、一種抗電樹(shù)中壓電力電纜，是通過(guò)前述制備方法得到的。
22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
23、本發(fā)明提供了一種抗電樹(shù)中壓電力電纜，先在導(dǎo)電線芯外擠包絕緣材料形成絕緣層，得到絕緣線芯，然后將多個(gè)絕緣線芯沿圓周方向緊靠絞合，得到導(dǎo)電纜芯，再在導(dǎo)電纜芯表面包覆鎧裝層，最后將護(hù)套料擠出并繞包在鎧裝層外形成外護(hù)套即得。其中，絕緣材料是由聚乙烯、聚異丁烯、三元乙丙橡膠、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽改性氧化鋁-多孔硼碳氮納米材料等原料制成。
24、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽改性氧化鋁-多孔硼碳氮納米材料是本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵所在，其作為電壓穩(wěn)定劑，是提高中壓電力電纜抗電樹(shù)性能的關(guān)鍵所在。
25、在制備時(shí)，先以硼酸、三聚氰胺等為原料制得多孔硼碳氮納米材料，然后對(duì)多孔硼碳氮納米材料進(jìn)行納米氧化鋁修飾，最后利用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽進(jìn)行改性處理。該電壓穩(wěn)定劑為多孔隙結(jié)構(gòu)，有助于改善原料之間的相容性，緩解應(yīng)力，減緩電樹(shù)生長(zhǎng)，提高中壓電力電纜抗電樹(shù)性能。生成的納米氧化鋁修飾于多孔硼碳氮納米材料的表面或孔隙內(nèi)，增大比表面積，強(qiáng)化前述抗電樹(shù)性能。γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽的表面改性處理，改善在體系中的相容性，進(jìn)一步改善產(chǎn)品的抗電樹(shù)性能。