[发明专利]一种电缆绝缘层

说明书

技术领域

本发明涉及电缆材料领域，具体涉及一种电缆绝缘层。

背景技术

电缆是用一根或多根导线经过绞合制作成导体线芯，再在导体上施以相应的绝缘层，外面包上密封护套而形成的导线，主要由线芯、绝缘层、屏蔽层和护套层构成。电缆具有占用地面和空间少；供电安全可靠，触电可能性小；有利于提高电力系统的功率因数；运行、维护工作简单方便；有利于美化城市，具有保密性等诸多优点，被广泛应用于生活和生产中的各个领域。

电缆中绝缘层的作用是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，从而保证在输送电能时不发生相对地或相间击穿短路。使用过程中发现，绝缘层与线芯之间容易发生电晕和电树枝化现象，从而导致绝缘层快速老化或被击穿，进而导致电缆出现故障。为此，人们在线芯表面和绝缘表面均有半导电屏蔽层，以此来避免线芯与绝缘层直接接触，也避免两者之间出现大量电晕和电树枝化现象。现有的半导电屏蔽层多为半导电纸和半导电塑料，虽然能减少电晕与电树枝化现象的产生，但机械强度低，对增加电缆的机械性能没有帮助。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电缆绝缘层存在的机械强度差的缺陷，提供一种电缆绝缘层；本发明将玄武岩纤维布作为电缆绝缘层中的其中一层材料，既能增加绝缘层的机械性能，又能增加绝缘性；能显著提高电缆绝缘层的性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种电缆绝缘层，包括半导体材料层、绝缘材料层和玄武岩纤维布；所述半导体材料层包绕在线芯外，所述绝缘材料层在所述半导体材料层与所述玄武岩纤维布之间；所述半导体材料层为半导电塑料层；所述绝缘材料层为热塑性绝缘塑料层。

本发明一种电缆绝缘层，将具有优异绝缘性和机械性能的玄武岩纤维布作为电缆绝缘层的其中一层材料，并与半导电材料层和绝缘材料层结合形成电缆绝缘层；该电缆绝缘层不仅具有防电晕和电树枝化的功能，还具有优异的绝缘性和机械性能，对提高电缆的整体性能具有积极作用。

上述一种电缆绝缘层，其中，优选的，所述的玄武岩纤维布经纬密度为20-60根/cm；玄武岩纤维布的经纬密度限制了纤维布的孔隙大小，经纬密度越大，孔隙越小，击穿通道越小，击穿电压越大，力学性能越好；但经纬密度过大，加工性变差，不利于与绝缘材料层的结合；最优选的，所述的玄武岩纤维布经纬密度为30-50根/cm；优选条件下，玄武岩纤维布的机械性能和电性能最好。

其中，所述的玄武岩纤维布由玄武岩纤维原纱线编织而成；优选的，所述的玄武岩纤维原纱线密度为50-180Tex；所述的玄武岩纤维原纱线密度影响纤维布的厚度，而纤维布厚度对其加工性和对高频电场的电性能具有影响，密度越大，纤维布厚度越大，对高频电场的绝缘性越差，加工性也越差，也不利于与绝缘材料层的结合；最优选的，所述的玄武岩纤维原纱线密度为60-100Tex。

上述一种电缆绝缘层，所述玄武岩纤维原纱线由玄武岩纤维并捻而成；其中，优选的，所述的玄武岩纤维中包括有重量百分数为0.1-1.5%的纳米氧化铝，纳米氧化铝可以阻挡击穿通道的发展，提高玄武岩纤维的击穿强度；所述的纳米氧化铝的含量必须控制在规定范围内，其用量过大，会导致纳米氧化铝在电场作用中起主导作用，反而降低了玄武岩纤维的击穿强度，用量过少，所起的作用小，对玄武岩纤维的击穿强度增加作用小；优选的，所述的纳米氧化铝的重量百分比为0.5-1.2%。其中，优选的，所述的纳米氧化铝的直径为2-10nm；直径过大，相容性降低，对击穿通道的阻挡作用降低，直径过小，不利于分散。

其中，优选的，所述的纳米氧化铝为长径比为1.5-3︰1的氧化铝晶须；晶须能嵌入不同的晶相结构中，对击穿通道的阻挡作用更好；长径比太小，对击穿通道的阻挡作用差，长径比过大，容易发生缠绕或断裂，不利于对玄武岩纤维的改性。

其中，所述的玄武岩纤维中还包括0.6-2.8%的纳米二氧化硅，纳米二氧化硅能影响玄武岩纤维中晶相分布和大小，使玄武岩纤维中晶相分布更均匀，大小差异更小，使玄武岩纤维的耐电晕和电树枝化的性能更好；所述的纳米二氧化硅的含量必须控制在规定范围内，含量过大，纳米二氧化硅容易积聚，反而对玄武岩纤维中晶相的分布造成影响，使其耐电晕和电树枝化的性能降低，含量过小，对玄武岩纤维均匀性影响作用小；优选的，所述的纳米二氧化硅的重量百分比为1.2-2.1%。

其中，优选的，所述的纳米二氧化硅的粒径为5-20nm；粒径过大，玄武岩纤维中晶相直径大，对耐电晕和电树枝化增强作用降低；粒径过小，不利于分散。