[发明专利]中压或高压电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆。该电缆一般应用于中压(特别是从6到45-60千伏)或高压(特别是大于60千伏，可高达800千伏)电力电缆领域，但是并非仅仅应用于此，而且不管是交流电缆还是直流电缆的情况都成立。

背景技术

中压或高压电力电缆一般包括：中心电导体以及，依次并同轴包裹该电导体的半导体内层、电绝缘中间层和半导体外层，这三层通过本领域技术人员熟知的技术交联。

通常，这三个交联层是由基于聚乙烯聚合物基质的组合物，并混合有机过氧化物例如过氧化二枯基或过氧化叔丁基异丙苯(tert butyl cumyl peroxide)所得到的。在交联所述组合物期间，这类过氧化物分解并生成交联副产物，主要是例如甲烷、苯乙酮、对异丙基苯甲醇、丙酮、叔-丁醇、α-甲基苯乙烯和/或水。上述最后二个副产物是由对异丙基苯甲醇的脱水反应生成的。

如果在交联步骤中生成的甲烷没有从交联层中除去，就不能忽视与甲烷的易爆性和易燃性相关的危险。一旦该电缆开始使用，此气体也可能会造成损坏。当半导体外层被金属防护层包裹时，在中压和高压电缆的结构中通常是这种情形，所述气体只能沿着该电缆纵向扩散直到电力装置(也就是电力配件)的接头和接线端。甲烷可能因此积累并产生对电力配件的压力，这可能导致电击穿。虽然存在于电缆中限制甲烷存在的方法，例如热处理电缆以加速甲烷从电缆中扩散出去，但是当绝缘层厚时，这些方法是耗时并且昂贵的。

文献US 5 252 676介绍了一种用于电力电缆的三层绝缘层。该三层绝缘层是由如下的组合物得到的，所述组合物包括乙烯共聚物、作为交联剂的有机过氧化物，和诸如异丙烯基苯或其衍生物这类的添加剂。为了减少在交联剂分解期间释放的气体量，所述文献建议减少交联剂的用量。

然而，所述文献中使用的可交联组合物，在使组合物交联后提供令人满意的热机械特性的同时，在减少交联副产物的量的方面，并未进行优化。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种包括交联层的中压或高压电缆来克服现有技术的缺陷，在所述交联层制备中显著减少了交联副产物例如甲烷的存在，并同时提供最佳热机械特性，例如热蠕变性，这是所述层恰当交联的特征。

本发明的一个主题是一种电缆，其包括电导体、包裹该电导体的第一半导体层、包裹该第一层的第二电绝缘层、以及包裹该第二层的第三半导体层，上述三层中至少一层是由可交联组合物得到的交联层，所述可交联组合物包括至少一种聚烯烃和作为交联剂的有机过氧化物，其特征在于：所述组合物还包括含有至少两个不饱和键的交联助剂，该两个不饱和键中的一个不饱和键是乙烯基官能团，所述乙烯基官能团优选是CH₂＝CH-型的烯属官能团。

不同于所述交联剂，本发明的交联助剂是多官能型的，因为其含有至少二个不饱和键。

所述至少二个不饱和键更具体是碳-碳双键型的反应性官能团，其首先能够接枝到所述聚烯烃上，其次能够参与所述聚烯烃的交联(也就是，所述交联聚烯烃的三维网络的形成)。

所述交联助剂能有利地显著降低用在所述可交联组合物中的有机过氧化物的比例，从而减少源自所述过氧化物的交联副产物衍生的甲烷的量，同时保持良好的热机械特性例如热蠕变性，以及令人满意的的交联率。根据标准NF EN 60811-2-1，通过在受力状态下的最大热伸长率不超过100％，优选不超过80％，以及更优选为60％-80％，可方便地反映出本发明交联层的热机械特性。

优选，使用沸点足够高的助剂，如此在完成所述可交联组合物的步骤期间，特别是通过挤出完成所述可交联组合物的步骤期间，其不会蒸发掉。