本發(fā)明涉及高壓直流電纜，尤其涉及一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、與交流輸電技術(shù)相比，直流輸電技術(shù)具有容量更大、電壓更高、輸電距離更遠(yuǎn)的優(yōu)勢。隨著高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，高壓直流電纜的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛和成熟。聚丙烯是由丙烯單體通過加聚反應(yīng)制備獲得，因其具有電氣絕緣性能較好，耐熱溫度較高，熱塑性可回收，生產(chǎn)工藝簡單的諸多優(yōu)點，被廣泛用作高壓直流電纜的絕緣材料。

2、然而，由于聚丙烯內(nèi)部存在無序的分子鏈甚至少許雜質(zhì)，會導(dǎo)致其內(nèi)部出現(xiàn)能帶間隙，從而形成電荷的局域中心。當(dāng)局域中心的能級較深時，電荷被捕獲后無法掙脫束縛，積聚量逐漸增加，會導(dǎo)致電場發(fā)生畸變，進(jìn)而對聚丙烯絕緣層的絕緣性能產(chǎn)生重大影響。

3、因此，亟需研發(fā)一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備工藝，以減少聚丙烯絕緣層內(nèi)部空間電荷的集聚。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，以解決背景技術(shù)中提到的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

2、一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，包括以下步驟：

3、步驟s1、通過緊壓絞合制備導(dǎo)電線芯；

4、步驟s2、在導(dǎo)電線芯外擠包內(nèi)屏蔽層；

5、步驟s3、在內(nèi)屏蔽層外涂覆改性石墨烯層；

6、步驟s4、在改性石墨烯層外擠包絕緣層；

7、步驟s5、在絕緣層外擠包外屏蔽層；

8、步驟s6、在外屏蔽層外包覆金屬屏蔽層；

9、步驟s7、在金屬屏蔽層外包覆電纜護(hù)層。

10、進(jìn)一步地，步驟s1具體包括：

11、步驟s11、采用銅絲絞合制得絞合線芯；

12、步驟s12、將絞合線芯預(yù)熱至100±3℃；

13、步驟s13、將絞合線芯緊壓得到導(dǎo)電線芯；

14、其中，絞合線芯自內(nèi)向外分為多層，最外層的銅絲為鍍錫銅絲。

15、進(jìn)一步地，步驟s11中的絞合方式為正規(guī)絞，絞合線芯的節(jié)徑比為15-20。

16、進(jìn)一步地，內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層均為半導(dǎo)電屏蔽料，半導(dǎo)體屏蔽料的制備方法包括：

17、步驟s21、按配比稱取低密度聚乙烯、乙酸醋酸乙烯共聚物、抗氧化劑、交聯(lián)劑和炭黑；

18、步驟s22、將低密度聚乙烯、乙酸醋酸乙烯共聚物、抗氧化劑和炭黑依次加入開煉機混合得混合料；

19、步驟s23、將步驟s22所得混合料加入密煉機，在90-120℃條件下分批次加入交聯(lián)劑，充分混合后得到半導(dǎo)體屏蔽料。

20、進(jìn)一步地，步驟s3具體包括：

21、步驟s31、制備改性石墨烯涂料；

22、步驟s32、將內(nèi)屏蔽層加熱至50-80℃；

23、步驟s33、將改性石墨烯涂料噴涂在內(nèi)屏蔽層外；

24、步驟s34、將改性石墨烯涂料烘干。

25、進(jìn)一步地，改性石墨烯涂料的制備方法包括：

26、步驟s311、稱取石墨烯粉體，將石墨烯粉體置于濃硝酸中，緩緩加入濃硫酸，反應(yīng)1h后離心洗滌；

27、步驟s312、將步驟s311所得石墨烯粉體浸于二甲苯溶液中，在75-85℃溫度下充分分散；

28、步驟s313、向步驟s312所得分散液中加入硅烷偶聯(lián)劑，充分反應(yīng)5-7h，得到改性石墨烯涂料。

29、進(jìn)一步地，絕緣層為接枝改性聚丙烯，接枝改性聚丙烯的制備方法包括：

30、步驟s41、稱取聚丙烯分料加入反應(yīng)釜中，采用氮氣置換出空氣，加入過氧化苯甲酰和苯乙烯后攪拌均勻；

31、步驟s42、將反應(yīng)釜升溫至55-65℃，持續(xù)反應(yīng)1.5-2.5h；

32、步驟s43、將反應(yīng)釜升溫至85-95℃，在攪拌條件下持續(xù)反應(yīng)0.5h；

33、步驟s44、過濾后用氮氣在70-80℃溫度下吹掃干燥，得到接枝改性聚丙烯。

34、進(jìn)一步地，金屬屏蔽層由紅銅絲或鍍錫銅絲編織制得。

35、本申請實施例提供的技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

36、1、通過在內(nèi)屏蔽層外涂覆硅烷偶聯(lián)劑改性的石墨烯，使得內(nèi)半導(dǎo)電層與絕緣層的結(jié)合面更緊密更光滑，減少了結(jié)合面處的氣隙和雜質(zhì)，減少了絕緣層內(nèi)部空間電荷的集聚量，保證了絕緣層的絕緣性能，延長了電纜的使用壽命；

37、2、通過將導(dǎo)電線芯的外層設(shè)計成鍍錫銅絲，使得在緊壓后導(dǎo)電線芯的外壁更加光滑，避免絞制過程產(chǎn)生的毛刺造成尖端放電，同時提高了內(nèi)屏蔽層內(nèi)表面的光滑度，提高內(nèi)屏蔽層的屏蔽性能。

技術(shù)特征：

1.一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，其特征在于，步驟s1具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，其特征在于，步驟s11中的絞合方式為正規(guī)絞，所述絞合線芯的節(jié)徑比為15-20。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，其特征在于，所述內(nèi)屏蔽層、所述外屏蔽層均為半導(dǎo)電屏蔽料，所述半導(dǎo)體屏蔽料的制備方法包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，其特征在于，步驟s3具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，其特征在于，所述改性石墨烯涂料的制備方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，其特征在于，所述絕緣層為接枝改性聚丙烯，所述接枝改性聚丙烯的制備方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，其特征在于，所述金屬屏蔽層由紅銅絲或鍍錫銅絲編織制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種聚丙烯基高壓直流電纜的制備方法，包括以下步驟：通過緊壓絞合制備導(dǎo)電線芯；在導(dǎo)電線芯外擠包內(nèi)屏蔽層；在內(nèi)屏蔽層外涂覆改性石墨烯層；在改性石墨烯層外擠包絕緣層；在絕緣層外擠包外屏蔽層；在外屏蔽層外包覆金屬屏蔽層；在金屬屏蔽層外包覆電纜護(hù)層。通過在內(nèi)屏蔽層外涂覆硅烷偶聯(lián)劑改性的石墨烯，使得內(nèi)半導(dǎo)電層與絕緣層的結(jié)合面更緊密更光滑，減少了結(jié)合面處的氣隙和雜質(zhì)，減少了絕緣層內(nèi)部空間電荷的集聚量，保證了絕緣層的絕緣性能，延長了電纜的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：賀菊香,王德榮,王莉紅,嚴(yán)曉曉,崔健,王玉輝,楊亞京,朱正忠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇洪能電纜有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19