直流电力电缆制造技术

本发明专利技术涉及一种直流电力电缆。具体而言，本发明专利技术涉及一种直流电力电缆，能够同时防止因空间电荷(space charge)积累而导致的直流绝缘强度的降低和脉冲破坏强度的降低，能够减少制造费用而不会使绝缘层等的挤出性降低。

DC power cable

The invention relates to a DC power cable. In particular, the invention relates to a DC power cable, which can simultaneously prevent the reduction of DC insulation strength and pulse breaking strength caused by the accumulation of space charge, and can reduce the manufacturing cost without reducing the extrudability of the insulation layer and the like.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直流电力电缆
本专利技术涉及一种直流电力电缆。具体而言，本专利技术涉及一种直流电力电缆，能够同时防止因空间电荷(spacecharge)积累而导致的直流绝缘强度的降低和脉冲破坏强度的降低，能够降低制造费用而不会使绝缘层等的挤出性降低。
技术介绍
通常，在需要大容量和长距离输电的大型电力系统中，从减少电力损失、建设用地问题和增加输电容量等方面来看，需要提高输电电压的高压输电。输电方式大体可以分为交流输电方式和直流输电方式，其中，直流输电方式是指以直流方式传输电能。具体而言，在所述直流输电方式中，首先将输电侧的交流电力变更为适当的电压并通过整流装置来转换为直流，然后当通过输电线路传输到受电侧时，在受电侧通过逆变装置再次将直流电力转换为交流电力。尤其，所述直流传输方式不仅具有有利于长距离输送大容量电力和异步电力系统可以互连的优点，而且在长距离输电中，直流与交流相比电力损失少、稳定性高，因此其现状为被较多使用。然而，在利用高压直流输电电缆来进行输电的情况下，存在当电缆绝缘体的温度上升或者当执行负极性脉冲或极性反转时出现所述绝缘体的绝缘特性明显退化的现象的问题，认为这是因为绝缘体内一端的电荷被捕获或没有放电而积累寿命长的空间电荷(spacecharge)。所述空间电荷可能会使高压直流输电电缆绝缘体内的电场畸变，从而在低于最初设计的绝缘击穿电压的电压下引起绝缘击穿。因此，其现状为迫切地需要一种直流电力电缆，能够同时防止因空间电荷(spacecharge)积累而导致的直流绝缘强度的降低和脉冲破坏强度的降低，能够降低制造费用而不会使绝缘层等的挤出性降低。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的目的在于，提供一种直流电力电缆，能够同时防止因空间电荷(spacecharge)积累而导致的直流绝缘强度的降低和脉冲破坏强度的降低。并且，本专利技术的目的在于，提供一种直流电力电缆，能够降低制造费用而不会使绝缘层等的挤出性降低。解决问题的技术方案为了解决所述问题，本专利技术提供一种直流电力电缆，其特征在于，包括：导体；内部半导电层，包覆所述导体；绝缘层，包覆所述内部半导电层；外部半导电层，包覆所述绝缘层；以及外皮，包覆所述外部半导电层，所述内部半导电层或所述外部半导电层由半导电组合物形成，所述半导电组合物包含：烯烃和极性单体的共聚物树脂，作为基体树脂；以及导电粒子，分散在所述树脂内，以所述共聚物树脂的总重量为基准，所述极性单体的含量为18重量％以下，由以下数学式1定义的所述绝缘层的电场畸变度(FieldEnhancementFactor；FEF)为100％至150％。[数学式1]FEF＝(在试样增加最大的电场/施加到试样的电场)×100在所述数学式1中，所述试样为包括绝缘膜和半导电膜的试样，所述绝缘膜的厚度为120μm并由形成所述绝缘层的绝缘组合物形成，所述半导电膜分别粘附在所述绝缘膜的顶面和底面，所述半导电膜的厚度分别为50μm并由所述半导电组合物形成，所述施加到试样的电场为在所述绝缘膜施加1小时的50kV/mm直流电场，所述在试样增加最大的电场为在所述绝缘膜施加直流电场的1小时内增加的电场值中的最大值。在此，提供一种直流电力电缆，其特征在于，所述半导电组合物还包含交联剂，以所述基体树脂100重量份为基准，所述交联剂的含量为0.1重量份至5重量份。并且，提供一种直流电力电缆，其特征在于，所述极性单体的含量为1重量％至12重量％。此外，提供一种直流电力电缆，其特征在于，所述极性单体包含丙烯酸酯单体。在此，提供一种直流电力电缆，其特征在于，所述共聚物树脂包含选自由乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯甲基丙烯酸甲酯(EMMA)、乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯甲基丙烯酸乙酯(EEMA)、乙烯丙烯酸(异)丙酯(EPA)、乙烯甲基丙烯酸(异)丙酯(EPMA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)以及乙烯甲基丙烯酸丁酯(EBMA)构成的组中的一种以上。另外，提供一种直流电力电缆，其特征在于，所述交联剂的含量为0.1重量份至1.5重量份。此外，提供一种直流电力电缆，其特征在于，所述交联剂为过氧化物系交联剂。在此，提供一种直流电力电缆，其特征在于，所述过氧化物系交联剂包含选自由过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化异丙苯、二(叔丁基过氧化异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷以及二叔丁基过氧化物构成的组中的一种以上。另外，提供一种直流电力电缆，其特征在于，以所述基体树脂100重量份为基准，所述导电粒子的含量为45重量份至70重量份。并且，提供一种直流电力电缆，其特征在于，所述绝缘层由绝缘组合物形成，所述绝缘组合物包含聚烯烃树脂作为基体树脂。在此，提供一种直流电力电缆，其特征在于，所述绝缘层由交联聚乙烯(XLPE)树脂形成。专利技术效果本专利技术所涉及的直流电力电缆精确地控制半导电层的基体树脂和交联度，从而表现出能够同时防止绝缘层内部的空间电荷积累以及因该空间电荷积累而导致的直流绝缘强度的降低和脉冲破坏强度的降低的优异效果。并且，本专利技术表现出如下所述的优异效果：通过包括绝缘层来减少了抑制空间电荷积累的无机粒子的添加量，从而抑制因所述无机粒子引起的绝缘层等的挤出性降低，并且，能够通过抑制所述绝缘层的厚度增加来降低电缆的制造费用。附图说明图1示意性地示出了与本专利技术所涉及的电力电缆的实施例相关的断面结构。图2示意性地示出了与本专利技术所涉及的电力电缆的另一实施例相关的断面结构。图3示出了实施例中的FT-IR评价结果。图4示出了实施例中的PEA评价结果。具体实施方式以下，对本专利技术的优选实施例进行详细说明。然而，本专利技术不限于在此说明的实施例，而是可以以其他方式具体实现。相反，在此介绍的实施例是，为了使公开的内容透彻和完整，并且为了可以将本专利技术的思想充分传递给本专利技术所属
的普通技术人员而提供的。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。图1示意性地示出了与本专利技术所涉及的直流电力电缆的实施例相关的断面结构。如图1所示，本专利技术所涉及的直流电力电缆100可以包括：中心导体10；内部半导电层12，包覆所述导体10；绝缘层14，包覆所述内部半导电层12；外部半导电层16，包覆所述绝缘层14；屏蔽层18，包覆所述外部半导电层16，由金属护套或中性线构成以用于电屏蔽和短路电流的回流路径；以及外皮20，包覆所述屏蔽层18；等。图2示意性地示出了与本专利技术所涉及的直流电力电缆的另一实施例相关的断面结构，并且示意性地示出了海底电缆的断面结构。如图2所示，在本专利技术所涉及的直流电力电缆200中，导体10、内部半导电层12、绝缘层14以及外部半导电层16与前述图1的实施例相似，因此省略重复的说明。如果外部的诸如水的杂质浸入则绝缘层14的绝缘性能会降低，因此为了防止绝缘层14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电力电缆，其特征在于，包括：/n导体；/n内部半导电层，包覆所述导体；/n绝缘层，包覆所述内部半导电层；/n外部半导电层，包覆所述绝缘层；以及/n外皮，包覆所述外部半导电层，/n所述内部半导电层或所述外部半导电层由半导电组合物形成，所述半导电组合物包含：烯烃和极性单体的共聚物树脂，作为基体树脂；以及导电粒子，分散在所述树脂内，/n以所述共聚物树脂的总重量为基准，所述极性单体的含量为18重量％以下，/n由以下数学式1定义的所述绝缘层的电场畸变度FEF为100％至150％，/n数学式1/nFEF＝(在试样增加最大的电场/施加到试样的电场)×100/n在所述数学式1中，/n所述试样为包括绝缘膜和半导电膜的试样，所述绝缘膜的厚度为120μm并由形成所述绝缘层的绝缘组合物形成，所述半导电膜分别粘附在所述绝缘膜的顶面和底面，所述半导电膜的厚度分别为50μm并由所述半导电组合物形成，/n所述施加到试样的电场为在所述绝缘膜施加1小时的50kV/mm直流电场，/n所述在试样增加最大的电场为在所述绝缘膜施加直流电场的1小时内增加的电场值中的最大值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170412 KR 10-2017-00475551.一种直流电力电缆，其特征在于，包括：
导体；
内部半导电层，包覆所述导体；
绝缘层，包覆所述内部半导电层；
外部半导电层，包覆所述绝缘层；以及
外皮，包覆所述外部半导电层，
所述内部半导电层或所述外部半导电层由半导电组合物形成，所述半导电组合物包含：烯烃和极性单体的共聚物树脂，作为基体树脂；以及导电粒子，分散在所述树脂内，
以所述共聚物树脂的总重量为基准，所述极性单体的含量为18重量％以下，
由以下数学式1定义的所述绝缘层的电场畸变度FEF为100％至150％，
数学式1
FEF＝(在试样增加最大的电场/施加到试样的电场)×100
在所述数学式1中，
所述试样为包括绝缘膜和半导电膜的试样，所述绝缘膜的厚度为120μm并由形成所述绝缘层的绝缘组合物形成，所述半导电膜分别粘附在所述绝缘膜的顶面和底面，所述半导电膜的厚度分别为50μm并由所述半导电组合物形成，
所述施加到试样的电场为在所述绝缘膜施加1小时的50kV/mm直流电场，
所述在试样增加最大的电场为在所述绝缘膜施加直流电场的1小时内增加的电场值中的最大值。


2.根据权利要求1所述的直流电力电缆，其特征在于，
所述半导电组合物还包含交联剂，
以所述基体树脂100重量份为基准，所述交联剂的含量为0.1重量份至5重量份。


3.根据权利要求1或2所述的直流电力电缆，其特征在于，
所述极性单体的含量为1重量％至12重量％。
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵荣银，南振镐，南基准，
申请(专利权)人：LS电线有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR