[发明专利]一种内含石墨烯屏蔽层的电力电缆及其制备方法

说明书

本申请提供了一种内含石墨烯屏蔽层的电力电缆，包括从内到外依次布置的铜导体、内石墨烯胶涂层带屏蔽层、绝缘层、外石墨烯胶涂层带屏蔽层、铜带屏蔽层、内护套、钢带铠装层以及外护套；本申请还提供了一种上述内含石墨烯屏蔽层的电力电缆的制备方法；内石墨烯胶涂层带屏蔽层与外石墨烯胶涂层带屏蔽层均为由石墨烯胶涂层带绕包形成的绕包结构层，二者均为半导电屏蔽层，石墨烯胶涂层带包括绝缘带与涂覆于绝缘带两个表面上的石墨烯胶涂层；上述石墨烯胶包括石墨烯粉，粘合剂，脂肪醇聚氧乙烯醚以及水；该石墨烯胶涂层带的体积电阻率在1×10^‑5Ω·cm以下，表面电阻在100Ω以下，提高了均化电场的效果，从而大大提高了电缆的运行安全。

技术领域

本发明涉及电力电缆技术领域，尤其是涉及一种内含石墨烯屏蔽层的电力电缆及其制备方法。

背景技术

随着我国城市化与现代化的加速进行，国内的电力系统也得到了飞速的发展，电缆的需求量及要求标准也不断提高，国家行业标准规定：超过5KV的电缆必须使用屏蔽层，屏蔽层的主要作用是将电场限制在电缆中使其与外部电场隔离，并在绝缘层内得到均匀的电场分布，同时屏蔽层也为绝缘层与导体提供了一层光滑、连续、导电、等电位的界面。电缆屏蔽层是电阻率很低且较薄的半导电层，能改善电缆绝缘层内的电力线分布，提高电缆的绝缘水平。半导电屏蔽层在中高压电缆中既可以缓和电缆因为较大电流产生的磁场，又可以起到接地保护的作用。

为了达到良好的导电性能，传统的半导电屏蔽层的制备工艺采用在聚合物基体中添加大量的炭黑(添加量为20wt％～50wt％)，以达到半导电效果的导电率。但是，添加过多的炭黑不利于屏蔽料的加工性能，挤出成型后的表面缺陷较多；如果炭黑的添加量达不到要求，则会影响屏蔽层的导电性能。具备优良的电学性能和表面高度光滑性是半导电屏蔽层缺一不可的条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内含石墨烯屏蔽层的电力电缆。本发明的另一目的在于提供一种内含石墨烯屏蔽层的电力电缆的制备方法。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种内含石墨烯屏蔽层的电力电缆，包括铜导体、内石墨烯胶涂层带屏蔽层、绝缘层、外石墨烯胶涂层带屏蔽层、铜带屏蔽层、内护套、钢带铠装层以及外护套；

所述铜导体、内石墨烯胶涂层带屏蔽层、绝缘层、外石墨烯胶涂层带屏蔽层、铜带屏蔽层、内护套、钢带铠装层以及外护套在电缆中从内到外依次布置；

所述内石墨烯胶涂层带屏蔽层绕包包覆着所述铜导体，所述绝缘层包覆着所述内石墨烯胶涂层带屏蔽层，所述外石墨烯胶涂层带屏蔽层绕包包覆着所述绝缘层，所述铜带屏蔽层绕包包覆着所述外石墨烯胶涂层带屏蔽层，所述内护套挤包包覆着所述铜带屏蔽层，所述钢带铠装层绕包包覆着所述内护套，所述外护套挤包包覆着所述钢带铠装层；

所述内石墨烯胶涂层带屏蔽层与外石墨烯胶涂层带屏蔽层均为由石墨烯胶涂层带绕包形成的绕包结构层；

所述石墨烯胶涂层带包括绝缘带与涂覆于所述绝缘带的外表面上的石墨烯胶涂层。

优选的，所述绝缘带为玻璃纤维带，用于编织成玻璃纤维带的每一束经向的玻璃纤维丝束中包含有1～3根的用于将所述绝缘带转变为半导电带的碳纤维丝，玻璃纤维带中的每一束纬向的玻璃纤维丝束中包含有1～3根的用于将所述绝缘带转变为半导电带的碳纤维丝。

优选的，所述钢带铠装层中的钢带的内表面上镀有若干条呈条纹状间隔布置的镜面银膜，每条所述镜面银膜的长度方向与所述钢带的长度方向平行。

优选的，所述铜导体为绞合退火软铜导体。

优选的，所述绝缘层为紫外光交联聚乙烯绝缘层，所述紫外光交联聚乙烯绝缘层中预埋内嵌有具有三维网格的玻璃纤维立体带状织物；