本發(fā)明涉及一種電纜，尤其是一種能夠降低導(dǎo)電消耗的節(jié)能電纜。

背景技術(shù)：

在電力輸送過程中，損耗是不可避免的，每年因輸送導(dǎo)致的損耗數(shù)量是巨大的。其中，據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的全國(guó)跨區(qū)跨省輸電線路損耗情況通報(bào)記載，2013年全國(guó)跨區(qū)輸電總計(jì)送端電量2907.2億千瓦時(shí)，受端電量2006.2億千瓦時(shí)，損失電量91億千瓦時(shí)，平均輸電損耗率4.34。如何減少傳輸中的能耗是人們一直致力于解決的技術(shù)問題，而隨著節(jié)能減排和環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，這一問題更加為人們所關(guān)注。

電力輸送中對(duì)損耗的主要影響因素是電纜的電阻大小，而電纜電阻的大小主要取決于導(dǎo)體本身的電阻，同時(shí)還受其他多個(gè)因素的影響。例如，導(dǎo)體的溫升會(huì)導(dǎo)致溫度附加電阻，因此，對(duì)于具有包裹層的電纜而言，其對(duì)導(dǎo)體溫升的影響是需要考慮的重要因素。

具體的，以空氣中敷設(shè)的交流電纜為例，其載流量可按下式計(jì)算：

式中：I為導(dǎo)體中流過的電流(A)，△θ為高于環(huán)境溫度的導(dǎo)體溫升(K)，W_d為導(dǎo)體絕緣單位長(zhǎng)度的介質(zhì)損耗(W/m)，R為最高工作溫度下導(dǎo)體單位長(zhǎng)度的交流電阻(Ω/m)，T₁為一根導(dǎo)體和金屬護(hù)套之間單位長(zhǎng)度的熱阻(K·m/W)，T₂為金屬套與鎧裝之間襯墊層單位長(zhǎng)度的熱阻(K·m/W)，T₃為電纜外護(hù)層單位長(zhǎng)度的熱阻(K·m/W)，T₄為電纜表面與周圍媒質(zhì)之間單位長(zhǎng)度的熱阻(K·m/W)，n為電纜中載有負(fù)荷的導(dǎo)體數(shù)(導(dǎo)體截面相同、負(fù)荷相同)，λ₁為電纜金屬套損耗相對(duì)于該電纜所有導(dǎo)體總損耗的比率，λ₂為電纜鎧裝損耗相對(duì)于該電纜所有導(dǎo)體總損耗的比率。

由此可知，電能傳輸中的能量損耗不僅與其導(dǎo)體電阻有關(guān)，還與包覆層的性能例如熱阻等有關(guān)聯(lián)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提供一種電纜，其包覆層具有改進(jìn)的熱阻性能，可以降低電纜在輸送電力過程中的能量損耗。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

一種電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU(Thermoplastic polyurethanes，熱塑性聚氨酯彈性體橡膠)135～178，SEBS(氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)67～103，聚丙烯19～45，增容劑SEBS-g-MAH17～32，硅橡膠7～16，石墨3～8，混合稀土元素0.62～0.85，紫外線吸收劑1.5～3.6，橡膠級(jí)硬脂酸1.8～4.1，二氧化鈦12～23，鈦酸正丁酯0.8～1.1，二堿式亞磷酸鉛1.3～3.4，氫氧化鋁8.7～16.5，氧化鎂36～57，納米氧化鋅3.2～5.4，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅18～34，獨(dú)居石28～43，以及不可避免的雜質(zhì)，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成：鏑17～23，鈧13～16，镥15～20，鑭7～11，鉺1.8～2.3，釤3.7～8.3，鈥9～17。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的電纜，其絕緣層中下列各成分的重量份為：TPU142～165，SEBS76.7～92.3，聚丙烯21.9～34.5，增容劑SEBS-g-MAH21.7～23.2，硅橡膠9.7～13.6，石墨4.3～6.8，混合稀土元素0.68～0.79，紫外線吸收劑1.85～2.46，橡膠級(jí)硬脂酸2.18～3.41，二氧化鈦15.2～21.3，鈦酸正丁酯0.87～1.01，二堿式亞磷酸鉛1.83～2.67，氫氧化鋁10.7～13.6，氧化鎂39.6～53.7，納米氧化鋅3.82～4.95，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅21.8～29.7，獨(dú)居石32.8～41.3，借以獲得更佳的熱阻性能。

其中，為了獲得更佳的熱阻性能，更進(jìn)一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分組成：鏑18.7～21.3，鈧14.3～15.6，镥16.5～18.7，鑭8.7～9.1，鉺1.98～2.13，釤4.37～6.81，鈥10.9～15.7。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的電纜，其絕緣層包含如下重量份的成分：TPU157，SEBS83.4，聚丙烯30.1，增容劑SEBS-g-MAH22.3，硅橡膠11.7，石墨5.82，混合稀土元素0.78，紫外線吸收劑2.31，橡膠級(jí)硬脂酸2.93，二氧化鈦17.34，鈦酸正丁酯0.98，二堿式亞磷酸鉛2.34，氫氧化鋁12.75，氧化鎂46.57，納米氧化鋅4.34，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅25.7，獨(dú)居石36.5，借以獲得更佳的熱阻性能。

其中，為了獲得更佳的熱阻性能，更進(jìn)一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分組成：鏑20，鈧15.4，镥17，鑭8.9，鉺2.03，釤5.74，鈥12.3。

本發(fā)明還提供一種用于電纜的包裹層，其包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：TPU135～178，SEBS67～103，聚丙烯19～45，增容劑SEBS-g-MAH17～32，硅橡膠7～16，石墨3～8，混合稀土元素0.62～0.85，紫外線吸收劑1.5～3.6，橡膠級(jí)硬脂酸1.8～4.1，二氧化鈦12～23，鈦酸正丁酯0.8～1.1，二堿式亞磷酸鉛1.3～3.4，氫氧化鋁8.7～16.5，氧化鎂36～57，納米氧化鋅3.2～5.4，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅18～34，獨(dú)居石28～43，以及不可避免的雜質(zhì)，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成：鏑17～23，鈧13～16，镥15～20，鑭7～11，鉺1.8～2.3，釤3.7～8.3，鈥9～17。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的包裹層，其絕緣層中下列各成分的重量份為：TPU142～165，SEBS76.7～92.3，聚丙烯21.9～34.5，增容劑SEBS-g-MAH21.7～23.2，硅橡膠9.7～13.6，石墨4.3～6.8，混合稀土元素0.68～0.79，紫外線吸收劑1.85～2.46，橡膠級(jí)硬脂酸2.18～3.41，二氧化鈦15.2～21.3，鈦酸正丁酯0.87～1.01，二堿式亞磷酸鉛1.83～2.67，氫氧化鋁10.7～13.6，氧化鎂39.6～53.7，納米氧化鋅3.82～4.95，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅21.8～29.7，獨(dú)居石32.8～41.3，借以獲得更佳的熱阻性能。

其中，為了獲得更佳的熱阻性能，更進(jìn)一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分組成：鏑18.7～21.3，鈧14.3～15.6，镥16.5～18.7，鑭8.7～9.1，鉺1.98～2.13，釤4.37～6.81，鈥10.9～15.7。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的用于電纜的包裹層，其絕緣層包含如下重量份的成分：TPU157，SEBS83.4，聚丙烯30.1，增容劑SEBS-g-MAH22.3，硅橡膠11.7，石墨5.82，混合稀土元素0.78，紫外線吸收劑2.31，橡膠級(jí)硬脂酸2.93，二氧化鈦17.34，鈦酸正丁酯0.98，二堿式亞磷酸鉛2.34，氫氧化鋁12.75，氧化鎂46.57，納米氧化鋅4.34，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅25.7，獨(dú)居石36.5，借以獲得更佳的熱阻性能。

其中，為了獲得更佳的熱阻性能，更進(jìn)一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分組成：鏑20，鈧15.4，镥17，鑭8.9，鉺2.03，釤5.74，鈥12.3。

(三)有益效果

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的電纜，通過對(duì)其中的絕緣層的改進(jìn)，在保證良好絕緣性能和優(yōu)良機(jī)械性能的同時(shí)，獲得了更佳的熱阻性能，降低了電力輸送過程中的能耗，且具有更佳的耐候性、耐磨性能、耐老化性能和耐火阻燃性能，尤其是耐氧化性能，另外，其屏蔽性能也有一定的改良。

具體實(shí)施方式

為了更好的解釋本發(fā)明，以便于理解，下面通過具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

本發(fā)明第一實(shí)施例的電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU135，SEBS67，聚丙烯19，增容劑SEBS-g-MAH17，硅橡膠7，石墨3，混合稀土元素0.62，紫外線吸收劑1.5，橡膠級(jí)硬脂酸1.8，二氧化鈦12，鈦酸正丁酯0.8，二堿式亞磷酸鉛1.3，氫氧化鋁8.7，氧化鎂36，納米氧化鋅3.2，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅18，獨(dú)居石28，以及不可避免的雜質(zhì)。

實(shí)施例2

本發(fā)明第二實(shí)施例的電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU178，SEBS103，聚丙烯45，增容劑SEBS-g-MAH32，硅橡膠16，石墨8，混合稀土元素0.85，紫外線吸收劑3.6，橡膠級(jí)硬脂酸4.1，二氧化鈦23，鈦酸正丁酯1.1，二堿式亞磷酸鉛3.4，氫氧化鋁16.5，氧化鎂57，納米氧化鋅5.4，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅34，獨(dú)居石43，以及不可避免的雜質(zhì)。

實(shí)施例3

本發(fā)明第三實(shí)施例的電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU142，SEBS76.7，聚丙烯21.9，增容劑SEBS-g-MAH21.7，硅橡膠9.7，石墨4.3，混合稀土元素0.68，紫外線吸收劑1.85，橡膠級(jí)硬脂酸2.18，二氧化鈦15.2，鈦酸正丁酯0.87，二堿式亞磷酸鉛1.83，氫氧化鋁10.7，氧化鎂39.6，納米氧化鋅3.82。

實(shí)施例4

本發(fā)明第四實(shí)施例的電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU165，SEBS92.3，聚丙烯34.5，增容劑SEBS-g-MAH23.2，硅橡膠13.6，石墨6.8，混合稀土元素0.79，紫外線吸收劑2.46，橡膠級(jí)硬脂酸3.41，二氧化鈦21.3，鈦酸正丁酯1.01，二堿式亞磷酸鉛2.67，氫氧化鋁13.6，氧化鎂53.7，納米氧化鋅4.95。

實(shí)施例5

本發(fā)明第五實(shí)施例的電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU157，SEBS83.4，聚丙烯30.1，增容劑SEBS-g-MAH22.3，硅橡膠11.7，石墨5.82，混合稀土元素0.78，紫外線吸收劑2.31，橡膠級(jí)硬脂酸2.93，二氧化鈦17.34，鈦酸正丁酯0.98，二堿式亞磷酸鉛2.34，氫氧化鋁12.75，氧化鎂46.57，納米氧化鋅4.34，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅25.7，獨(dú)居石36.5。

實(shí)施例6

本發(fā)明第六實(shí)施例的電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU135，SEBS103，聚丙烯34.5，增容劑SEBS-g-MAH22.3，硅橡膠9.7，石墨3，混合稀土元素0.85，紫外線吸收劑1.5，橡膠級(jí)硬脂酸2.18，二氧化鈦17.34，鈦酸正丁酯1.01，二堿式亞磷酸鉛1.83，氫氧化鋁10.7，氧化鎂57，納米氧化鋅3.82，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅18，獨(dú)居石36.5。

實(shí)施例7

本發(fā)明第七實(shí)施例的電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU142，SEBS67，聚丙烯45，增容劑SEBS-g-MAH23.2，硅橡膠11.7，石墨5.82，混合稀土元素0.79，紫外線吸收劑3.6，橡膠級(jí)硬脂酸1.8，二氧化鈦15.2，鈦酸正丁酯0.98，二堿式亞磷酸鉛2.67，氫氧化鋁8.7，氧化鎂46.57，納米氧化鋅5.4，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅25.7，獨(dú)居石41.3。

實(shí)施例8

本發(fā)明第八實(shí)施例的電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU157，SEBS76.7，聚丙烯19，增容劑SEBS-g-MAH32，硅橡膠13.6，石墨8，混合稀土元素0.78，紫外線吸收劑2.46，橡膠級(jí)硬脂酸4.1，二氧化鈦12，鈦酸正丁酯0.87，二堿式亞磷酸鉛1.3，氫氧化鋁13.6，氧化鎂36，納米氧化鋅3.2，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅29.4，獨(dú)居石43。

實(shí)施例9

本發(fā)明第九實(shí)施例的電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU165，SEBS83.4，聚丙烯21.9，增容劑SEBS-g-MAH17，硅橡膠16，石墨4.3，混合稀土元素0.68，紫外線吸收劑2.31，橡膠級(jí)硬脂酸3.41，二氧化鈦23，鈦酸正丁酯0.8，二堿式亞磷酸鉛2.34，氫氧化鋁16.5，氧化鎂53.7，納米氧化鋅4.95，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅21.8，獨(dú)居石28。

實(shí)施例10

本發(fā)明第十實(shí)施例的電纜，其包括：

導(dǎo)電芯體和其外部的包裹層，其外部的包裹層包括絕緣層，絕緣層由如下重量份的成分組成：

TPU178，SEBS92.3，聚丙烯30.1，增容劑SEBS-g-MAH21.7，硅橡膠7，石墨6.8，混合稀土元素0.62，紫外線吸收劑1.85，橡膠級(jí)硬脂酸2.31，二氧化鈦21.3，鈦酸正丁酯1.1，二堿式亞磷酸鉛3.4，氫氧化鋁12.75，氧化鎂39.6，納米氧化鋅4.34，硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅34，獨(dú)居石32.8。

實(shí)施例1至實(shí)施例10中的任一實(shí)施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成(配方A)：鏑17，鈧13，镥15，鑭7，鉺1.8，釤3.7，鈥9。

實(shí)施例1至實(shí)施例10中的任一實(shí)施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成(配方B)：鏑23，鈧16，镥20，鑭11，鉺2.3，釤8.3，鈥17。

實(shí)施例1至實(shí)施例10中的任一實(shí)施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成(配方C)：鏑18.7，鈧14.3，镥16.5，鑭8.7，鉺1.98，釤4.37，鈥10.9。

實(shí)施例1至實(shí)施例10中的任一實(shí)施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成(配方D)：鏑21.3，鈧15.6，镥18.7，鑭9.1，鉺2.13，釤6.81，鈥15.7。

實(shí)施例1至實(shí)施例10中的任一實(shí)施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成(配方E)：鏑20，鈧15.4，镥17，鑭8.9，鉺2.03，釤5.74，鈥12.3。

實(shí)施例1至實(shí)施例10中的任一實(shí)施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成(配方F)：鏑18.7，鈧15.6，镥15，鑭8.9，鉺2.3，釤4.37，鈥15.7。

實(shí)施例1至實(shí)施例10中的任一實(shí)施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成(配方G)：鏑17，鈧16，镥20，鑭11，鉺2.03，釤3.7，鈥10.9。

實(shí)施例1至實(shí)施例10中的任一實(shí)施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成(配方H)：鏑21.3，鈧13，镥17，鑭8.7，鉺2.13，釤5.74，鈥9。

實(shí)施例1至實(shí)施例10中的任一實(shí)施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成(配方I)：鏑20，鈧14.3，镥18.7，鑭7，鉺1.98，釤8.3，鈥12.3。

實(shí)施例1至實(shí)施例10中的任一實(shí)施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分組成(配方J)：鏑23，鈧15.4，镥16.5，鑭9.1，鉺1.8，釤6.81，鈥17。

前述實(shí)施例中的絕緣層可以按如下方法制得：

S1、按預(yù)定比例準(zhǔn)備上述各組分原料；

S2、將步驟S1中的聚丙烯和46％的SEBS加入混合機(jī)中，在176℃～264℃下以850rpm～980rpm的速度攪拌13～25min，然后在128～157℃下將混合稀土元素和硅橡膠分別加入，以420～570rpm的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌11～15分鐘；

S3、將步驟S1中的TPU和余量的SEBS混合，在208～235℃下加入步驟S1中38％的鈦酸正丁酯，并以800～1000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌20～30min；

S4、將步驟S2中的混合物料與步驟S3中的混合物料，以及橡膠級(jí)硬脂酸、納米氧化鋅、余量鈦酸正丁酯和步驟S1中19％的獨(dú)居石，投入密煉機(jī)中，在108～116℃、轉(zhuǎn)速250～350的條件下，混煉3.5～5min后加入硅橡膠級(jí)沉淀二氧化硅、氫氧化鋁、氧化鎂、石墨和余量獨(dú)居石，繼續(xù)混煉2～3.5分鐘，加入紫外線吸收劑、二氧化鈦和二堿式亞磷酸鉛，繼續(xù)混煉7～12min；

S5、以步驟S4密煉后的混合物料為原料，硫化后制得絕緣層。

前述實(shí)施例中的絕緣層的性能測(cè)試如下：

綜上所述，本發(fā)明的電纜，通過對(duì)其中的絕緣層的改進(jìn)，在保證良好絕緣性能和優(yōu)良機(jī)械性能的同時(shí)，獲得了更佳的熱阻性能，降低了電力輸送過程中的能耗，且具有更佳的耐候性、耐磨性能、耐老化性能和耐火阻燃性能，尤其是耐氧化性能，另外，其屏蔽性能也有一定的改良。