[发明专利]一种矿物绝缘电缆

说明书

本发明涉及电力电缆技术领域，提出了一种矿物绝缘电缆，包括由内至外依次包覆的电缆芯、内屏蔽层、云母带层、内绝缘层、外屏蔽层、石英网层、外绝缘层、护套层，其中，内屏蔽层采用改性膨胀石墨纤维，外屏蔽层采用改性膨胀石墨纤维/导电炭黑的复合物，内绝缘层采用陶瓷化硅橡胶、陶瓷化聚烯烃中的一种或两种组合物，外绝缘层采用陶瓷化硅橡胶、云母带中的一种或两种组合物，本发明通过合理设计电缆层间结构以及优化配料，大大提高了电缆的绝缘性、阻燃性、强韧性和耐磨性，综合力学性能和电学安全性能显著提高。

技术领域

本发明涉及电力电缆技术领域，具体涉及一种矿物绝缘电缆。

背景技术

电缆通常是由几根或几组导线[每组至少两根]绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。多架设在空中或装在地下、水底，用于电讯或电力输送。

电缆主要由以下4部分组成。①导电线芯：用高电导率材料(铜或铝)制成。根据敷设使用条件对电缆柔软程度的要求，每根线心可能由单根导线或多根导线绞合而成。②绝缘层：用作电缆的绝缘材料应当具有高的绝缘电阻，高的击穿电场强度，低的介质损耗和低的介电常数。电缆中常用的绝缘材料有油浸纸、聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、橡皮等。电缆常以绝缘材料分类，例如油浸纸绝缘电缆、聚氯乙烯电缆、交联聚乙烯电缆等。③密封护套：保护绝缘线心免受机械、水分、潮气、化学物品、光等的损伤。对于易受潮的绝缘，一般采用铅或铝挤压密封护套。④保护覆盖层：用以保护密封护套免受机械损伤。一般采用镀锌钢带、钢丝或铜带、铜丝等作为铠甲包绕在护套外(称铠装电缆)，铠装层同时起电场屏蔽和防止外界电磁波干扰的作用。为了避免钢带、钢丝受周围媒质的腐蚀，一般在它们外面涂以沥青或包绕浸渍黄麻层或挤压聚乙烯、聚氯乙烯套。

随着人们生活水平的提高，电力供应越来越紧张，高压电气领域用绝缘胶料成为研究的热点。传统电缆附件用的绝缘材料为三元乙丙橡胶，但随着硅橡胶、聚烯烃等材料研究的不断深入，人们发现更耐高温、抗紫外线和抗氧化，憎水性更强，耐电弧性和对人体的亲和性更好，但仍然存在一些需要改进的补足，如强韧性不够、硬度耐磨性不够等，需要进一步的改进。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种矿物绝缘电缆，通过合理设计电缆层间结构以及优化配料，大大提高了电缆的绝缘性、阻燃性和耐磨性，且柔韧度高，综合力学性能和电学安全性能显著提高。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种矿物绝缘电缆，包括由内至外依次包覆的电缆芯、内屏蔽层、云母带层、内绝缘层、外屏蔽层、石英网层、外绝缘层、护套层，其中，内屏蔽层采用改性膨胀石墨纤维，外屏蔽层采用改性膨胀石墨纤维/导电炭黑的复合物，内绝缘层采用陶瓷化硅橡胶、陶瓷化聚烯烃中的一种或两种组合物，外绝缘层采用陶瓷化硅橡胶、云母带中的一种或两种组合物。

作为本发明的进一步优化，电缆芯采用铜导体或铝导体。

作为本发明的进一步优化，内屏蔽层的改性膨胀石墨纤维为负载纳米氮化铝的膨胀石墨纤维，纳米氮化铝负载率为7.3-9.2wt％。

作为本发明的进一步优化，外屏蔽层中改性膨胀石墨纤维、导电炭黑的质量百分比为45-60wt％:40-55wt％；其中，改性膨胀石墨纤维为负载纳米氮化铝的膨胀石墨纤维，纳米氮化铝负载率为7.3-9.2wt％；导电炭黑为以煅烧陶土、聚乙烯蜡为粘合剂的导电炭黑粉，三者质量比为1：2-4:12-15。

作为本发明的进一步优化，石英网层采用石英丝编织而成，编织密度为80-85％。

作为本发明的进一步优化，内绝缘层或外绝缘层中的陶瓷化硅橡胶由质量比1:0.5-0.8硅胶料与陶瓷料组成，其中，硅胶料包括纳米二氧化硅、硼硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、羟基硅油、分散剂；陶瓷料选自硼砂、低熔点玻璃粉、滑石粉、煅烧陶土、轻质氧化镁、膨润土、氧化铝中的一种或多种组合物。