[发明专利]介电凝胶组合物、这种介电凝胶组合物的制造方法以及包含用这种介电凝胶组合物浸渍过的绝缘体系的DC－电缆

说明书

浸渍过的绝缘体系的DC-电缆

技术领域

本发明涉及一种介电凝胶组合物，它包含一种电绝缘油，并添加一种含有聚合物化合物的凝胶剂。所谓凝胶剂，在本申请中是指一种化合物、一种混合物或多种化合物或混合物的体系，当加入到油中时这种凝胶剂发生相互作用，使油从液态转变成凝胶态，包含凝胶态，其中该凝胶态包含一个三维结构，赋予该凝胶化油以高粘度和高弹性。具体说，本发明涉及这样的一种油基凝胶组合物，它在自由流动的液态与凝胶态之间显示出热可逆转变，即热可逆液体-凝胶转变。

另一方面，本发明涉及一种绝缘的电气设备，例如一种DC-电缆，它包含有一个包含了具有热可逆液体-凝胶转变性能的这样的一种介电凝胶组合物的绝缘体系。

技术背景

电绝缘油和其它介电流体用在变压器、电容器、电抗器、电缆之类装置的电绝缘体系中。介电流体一般与多孔纤维状和/或层压固体部分一起使用，后者用介电流体即电绝缘油进行浸渍，一个浸渍过的绝缘体的有效部分是固体部分。介电油保护绝缘体不吸收水份并充满所有的孔隙、孔洞或其它间隙，从而使绝缘体中所有介电性弱的空气都被这种油所取代。浸渍一般是在绝缘体的固体部分施用之后进行的一种费时而棘手的工艺并需仔细监控。例如，浸渍拟用于远程传输电力的DC-电缆，这时要处理数千公里的电缆，工艺周期一般要延续数天、数周甚至数月。此外，这种费时的浸渍工艺要按照仔细制订和严格控制的工艺周期进行，在加热、保温和冷却期间，所用浸渍容器中的温度和压力条件要作特定的梯度变化，以确保纤维基绝缘体的完全且均匀浸渍。包含介电流体的其它绝缘体系如变压器、电容器之类的浸渍，虽不象浸渍DC-电缆那样费时，但对于浸渍剂，即要被浸渍的介质，及浸渍所用的工艺变量，也要制定灵敏的工艺与特定的要求。

为确保良好的浸渍结果，希望流体具有低粘度。这种流体较好在电气设备操作条件下也是粘性的，以免液体在多孔绝缘体内发生迁移。Darcy定律(1)常用来描述流体在多孔或毛细介质中的流动。 ( 1 ) : v = kΔP μL ]]>在该定律中，ν是所谓流体的Darcy速度，定义为体积流率除以试样面积，к是多孔介质的渗透率，△P是试样两端的压力差，μ是流体的动态粘度以及L是试样的厚度。流体在多孔介质中的流速基本上反比于粘度。在操作温度下表现为粘度低或粘度对温度的依赖性高的流体，在电气设备操作期间自然出现的温度波动的影响下，也由于操作期间导体绝缘体沿厚度形成的温度梯度，会有迁移的倾向，并可能导致在绝缘体中形成未充满的空洞。在高压DC-电缆中，温度波动和温度梯度是存在的，因此必须仔细考虑一切与介电流体的迁移有关的问题。在高压直流电场下操作的绝缘体中，未充满的孔洞或其它未充满的间隙或孔隙，构成空间电荷趋向于积聚的缺陷。积聚的空间电荷在不利条件下可能通过放电而引发介电击穿，从而降低绝缘体等级并最终导致其击穿。理想的介电流体应该在浸渍时具有低粘度，而在操作条件下具有高粘度。