一種高壓電力電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓電力電纜，屬于電纜技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電纜用以傳輸電(磁)能，信息和實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品，它可定義為:由下列部分組成的集合體;一根或多根絕緣線芯，以及它們各自可能具有的包覆層，總保護(hù)層及外護(hù)層，電纜亦可有附加的沒有絕緣的導(dǎo)體。用以傳輸電(磁)能，信息和實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品。
[0003]電力電纜的主要特征是:在導(dǎo)體外擠(繞)包絕緣層，如架空絕緣電纜，或幾芯絞合(對應(yīng)電力系統(tǒng)的相線、零線和地線)，如二芯以上架空絕緣電纜，或再增加護(hù)套層，如塑料/橡套電線電纜。主要的工藝技術(shù)有拉制、絞合、絕緣擠出(繞包)、成纜、鎧裝和護(hù)層擠出等，各種產(chǎn)品的不同工序組合有一定區(qū)別。
[0004]電力電纜主要用在發(fā)、配、輸、變、供電線路中的強(qiáng)電電能傳輸，通過的電流大(幾十安至幾千安)、電壓高(220V至35kV及以上)。
[0005]現(xiàn)有的一些高壓電力電纜經(jīng)常明敷在環(huán)境溫度長期高于25°C的高溫惡劣區(qū)域工作，而高壓電力電纜由于要達(dá)到耐高壓的需求，因此電纜的絕緣部分以及外保護(hù)部分的導(dǎo)熱性有限，達(dá)不到快速散熱的目的，線芯在90°C下長期工作時(shí)，交聯(lián)電纜負(fù)荷升高，線芯溫度升高，電纜受熱膨脹，在電纜轉(zhuǎn)彎處長期大負(fù)荷運(yùn)行電纜蠕動力量很大，電纜絕緣部分與外保護(hù)部分之間容易老化分層，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生電纜擊穿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種高壓電力電纜，具體技術(shù)方案如下:一種高壓電力電纜，包括電纜芯、內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層、由交聯(lián)聚乙烯和石墨烯導(dǎo)熱粉體組成的絕緣導(dǎo)熱層、外交聯(lián)聚乙烯絕緣層、金屬保護(hù)套、外保護(hù)套，其中電纜芯的截面呈圓形結(jié)構(gòu);所述內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層包覆于電纜芯的表面，內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層的厚度與電纜芯的截面直徑之間的比值為1:3.88;所述絕緣導(dǎo)熱層包覆于內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層的表面，絕緣導(dǎo)熱層的厚度與內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層的厚度直徑的比值為1:2.65;所述外交聯(lián)聚乙烯絕緣層包覆于絕緣導(dǎo)熱層的表面，外交聯(lián)聚乙烯絕緣層的厚度等于內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層的厚度;所述金屬保護(hù)套包覆于外交聯(lián)聚乙烯絕緣層的表面，所述外保護(hù)套包覆于金屬保護(hù)套的表面，外保護(hù)套的厚度與外交聯(lián)聚乙烯絕緣層的厚度之間的比值為1.25:1。
[0007]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述包括電纜芯與內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層之間還設(shè)置有半導(dǎo)電尼龍帶層和半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽層，半導(dǎo)電尼龍帶層由半導(dǎo)電尼龍帶在電纜芯上重疊繞包形成，半導(dǎo)電導(dǎo)體屏蔽層包覆于半導(dǎo)電尼龍帶層的表面。
[0008]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述絕緣導(dǎo)熱層由1000重量份的交聯(lián)聚乙烯和65重量份的石墨烯導(dǎo)熱粉體經(jīng)過混合均勻后再通過擠出成型制成;所述石墨烯導(dǎo)熱粉體的粒徑小于等于0.05毫米。
[0009]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述石墨烯導(dǎo)熱粉體由石墨烯薄膜和環(huán)氧樹脂膠水經(jīng)過涂覆、烘干、粉碎制成;具體方法如下，在石墨烯薄膜的表面上涂覆一層環(huán)氧樹脂膠水，然后在120°C下烘烤5分鐘，冷卻后放入粉碎機(jī)中制成粉體即得所述石墨烯導(dǎo)熱粉體，其中石墨烯薄膜和環(huán)氧樹脂膠水的用量按照重量比的比值為10: (25?28)。
[0010]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述環(huán)氧樹脂膠水由70重量份的雙酚A型環(huán)氧樹脂、52?55重量份的E44型環(huán)氧樹脂、85?95重量份的腰果酚改性胺固化劑、5?7重量份的雙氰胺、6?8重量份的硅烷偶聯(lián)劑混合均勻制成。
[0011]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述金屬保護(hù)套的外表面設(shè)置有多個(gè)斜槽，斜槽在金屬保護(hù)套的內(nèi)部凸起部分為凸條。
[0012]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述外保護(hù)套內(nèi)嵌入一圈散熱保護(hù)層，散熱保護(hù)層的截面面積與外保護(hù)套的截面面積之間的比值為1:4，散熱保護(hù)層包括多根相互絞合的金屬繩，金屬繩的截面為“8”字形。
[0013]本發(fā)明所述高壓電力電纜的絕緣結(jié)構(gòu)由內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層、絕緣導(dǎo)熱層和外交聯(lián)聚乙烯絕緣層組成的三層結(jié)構(gòu)，其中位于中間的絕緣導(dǎo)熱層將整個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性能提升了 1.8?2.6倍;絕緣導(dǎo)熱層與內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層或外交聯(lián)聚乙烯絕緣層之間結(jié)合牢固，避免出現(xiàn)分層以及絕緣導(dǎo)熱層被擊穿；金屬保護(hù)套和散熱保護(hù)層進(jìn)一步改善電纜的散熱性。本發(fā)明所述高壓電力電纜耐熱性能優(yōu)良，散熱效果佳，可以長期在95?120°C的高溫環(huán)境中工作應(yīng)用。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述高壓電力電纜結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述金屬保護(hù)套結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2中A處局部放大圖；
圖4為本發(fā)明所述金屬保護(hù)套結(jié)構(gòu)示意圖(俯視狀態(tài))；
圖5為本發(fā)明所述金屬繩截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]如圖1所示，圖1為本發(fā)明所述高壓電力電纜結(jié)構(gòu)示意圖。所述高壓電力電纜，包括電纜芯10、內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40、由交聯(lián)聚乙烯和石墨烯導(dǎo)熱粉體組成的絕緣導(dǎo)熱層50、外交聯(lián)聚乙烯絕緣層60、金屬保護(hù)套70、外保護(hù)套80，其中電纜芯10的截面呈圓形結(jié)構(gòu);所述內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40包覆于電纜芯10的表面，為保證整個(gè)電纜的絕緣性，內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40的厚度與電纜芯10的截面直徑之間的比值為1:3.88，例如直徑為40毫米的電纜，電纜芯10的截面面積為400平方毫米，電纜芯10的直徑22.6毫米，內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40的厚度為5.8毫米，誤差為±0.1毫米，內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40由交聯(lián)聚乙烯材料制成，主要起到絕緣作用。
[0017]所述絕緣導(dǎo)熱層50包覆于內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40的表面，在保證絕緣導(dǎo)熱層50的導(dǎo)熱性以及避免其在高壓下被擊穿，絕緣導(dǎo)熱層50需要有足夠的厚度;但是絕緣導(dǎo)熱層50夠厚會導(dǎo)致絕緣導(dǎo)熱層50與內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40或外交聯(lián)聚乙烯絕緣層60之間的結(jié)合變差，同時(shí)成本也會上升，因此，絕緣導(dǎo)熱層50的厚度與內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40的厚度直徑的比值為1:2.65，例如內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40的厚度為5.8毫米，絕緣導(dǎo)熱層50的厚度為
2.2毫米，誤差為±0.1毫米。所述外交聯(lián)聚乙烯絕緣層60包覆于絕緣導(dǎo)熱層50的表面，外交聯(lián)聚乙烯絕緣層60的厚度等于內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40的厚度，例如內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40的厚度為5.8毫米，外交聯(lián)聚乙烯絕緣層60的厚度為5.8毫米，誤差為±0.1毫米，外交聯(lián)聚乙烯絕緣層60的材質(zhì)和內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40相同，都是由交聯(lián)聚乙烯材料制成，主要起到絕緣作用，因此內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40、絕緣導(dǎo)熱層50和外交聯(lián)聚乙烯絕緣層60構(gòu)成了一層絕緣結(jié)構(gòu)；其中，絕緣導(dǎo)熱層50的位置由于是居于外交聯(lián)聚乙烯絕緣層60和內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40之間的中間位置，其作用是一方面需要粘合外交聯(lián)聚乙烯絕緣層60和內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40，避免高壓擊穿，還需要具有優(yōu)良的導(dǎo)熱能力將電纜芯10內(nèi)產(chǎn)生的大量熱量迅速傳遞出去，避免由于絕緣結(jié)構(gòu)過厚導(dǎo)熱的散熱不良。
[0018]為保證絕緣導(dǎo)熱層50與外交聯(lián)聚乙烯絕緣層60或內(nèi)交聯(lián)聚乙烯絕緣層40之間的結(jié)合力達(dá)到最優(yōu)，避免后續(xù)由于高溫、老化導(dǎo)致分層，絕緣導(dǎo)熱層50的主體材料也選擇交聯(lián)聚乙烯，添加導(dǎo)熱性能優(yōu)異的石墨烯導(dǎo)熱粉體來改善絕緣導(dǎo)熱層50的散熱性。絕緣導(dǎo)熱層50制作方法的一個(gè)具體實(shí)施例如下:
1)、稱取70Kg的雙酚A型環(huán)氧樹脂、53Kg的E44型環(huán)氧樹脂、88Kg的腰果酚改性胺固化劑、6.5Kg的雙氰胺、7.2Kg的硅烷偶聯(lián)劑混合均勻制成環(huán)氧樹脂膠水;其中需要注意的是環(huán)氧樹脂膠水需即配即用，配置完成后在30分鐘內(nèi)使用完畢，不然就會因?yàn)槌醪焦袒瘜?dǎo)致報(bào)廢；
2)、裁取一卷50Kg的石墨烯薄膜，在其的表面上涂覆一層環(huán)氧樹脂膠水，環(huán)氧樹脂膠水的用量為134Kg，誤差在± 0.5Kg，然后在120 °C下烘烤5分鐘，冷卻后放入粉碎機(jī)中制成粒徑小于等于