[发明专利]一种高压直流聚乙烯电缆绝缘材料的制备方法

说明书

本发明涉及电缆技术领域，公开了一种高压直流聚乙烯电缆绝缘材料的制备方法。包括以下步骤：1）取聚乙烯颗粒、改性纳米蒙脱石和海泡石粉放入密炼机中进行密炼，得密炼料；2）将密炼料、过氧化二异丙苯交联剂和受阻酚类抗氧剂混合均匀，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得共混料；3）将共混料放入平板硫化机中在进行初步熔融，然后升温进行交联处理，再进行开合脱气处理；4）将步骤3）中开合脱气处理后的材料置于烘箱中干燥处理，即得。本发明制备得到的高压直流聚乙烯电缆绝缘材料在35kv/mm电场下电导率变化较小。

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其是涉及一种高压直流聚乙烯电缆绝缘材料的制备方法。

背景技术

HVDC(高压直流输电)输电线路与交流电相相比具有载流量大、绝缘厚底薄、安装简易等特点，在远距离、大容量输电情况下具有明显优势。高压直流电缆是HVDC输电的主要形式之一。随着VSC-HVDC(柔性高压直流输电)技术的进步，直流电缆的电压等级和输送容量不断升高，直流电缆的绝缘状态监控问题越来越突出。高压直流电缆具有损耗小、传输容量大、输电距离不受限制、运行稳定性高、可联接异步电网等优点，其应用日益受到重视。在一些特定领域，例如长距离跨海输电，高压直流电缆线路几乎是唯一选择。高压直流电缆按照绝缘介质的不同可分为充油电缆、黏性浸渍纸式电缆和塑料绝缘电缆等。塑料绝缘电缆具有重量轻、运行维护简单、绝缘性能好等优点，被广泛应用于低、中、高压电缆绝缘。目前，高压直流塑料电缆以交联聚乙烯作为电缆主绝缘，交联聚乙烯绝缘材料具有电阻高、耐电性能好、介电常数和介质损耗小的优点，并且具有较聚乙烯更优的热性能和机械性能，综合性能得到明显改善，然而随着交联聚乙烯作为绝缘材料的大规模应用，交联聚乙烯电缆在生产、运行和回收等方面的诸多问题和技术难题也逐渐显现。如如何最大限度地提高交联聚乙烯电缆性能以确保电缆运行的安全性和稳定性，始终是学术和工程领域最受关注和亟待解决的关键问题。

在电缆运行使用过程中聚乙烯绝缘材料的直流电导率的变化对电缆的性能具有较大的影响。绝缘聚乙烯材料的直流电导率与温度和电场强度相关，高压直流电缆运行过程中自然产生的温度梯度将导致电缆的电导率发生变化，电缆绝缘层容易出现电场“反转”，另一方面，直流场下绝缘材料容易注入和积聚空间电荷，导致电场强度发生变化，导致局部电场畸变，绝缘材料电导率出现变化，使直流电缆的内部结构发生变化，加速材料的老化，使电气性能降低，最终导致电缆失效。所以降低绝缘聚乙烯材料的电导率变化对保持绝缘材料的性能具有重要意义。

发明内容

本发明是为了克服电缆聚乙烯材料在运行过程中电导率变化大的技术问题，提供一种高压直流聚乙烯电缆绝缘材料的制备方法，本发明制备得到的高压直流聚乙烯电缆绝缘材料在35kv/mm电场下电导率变化较小。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高压直流聚乙烯电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：

1)取聚乙烯颗粒、改性纳米蒙脱石和海泡石粉放入密炼机中在85-90℃下进行密炼1-3h，得密炼料；

2)将密炼料、过氧化二异丙苯交联剂和受阻酚类抗氧剂混合均匀，加入双螺杆挤出机中在 120-123℃下进行挤出造粒，得共混料；

3)将共混料放入平板硫化机中在进行初步熔融10-20min，然后升温进行交联处理20-30min，再进行开合脱气处理5-10min；

4)将步骤3)中开合脱气处理后的材料置于烘箱中在40-50℃下干燥处理2-4h，即得。