CN108682476A - 石墨烯屏蔽中压电力电缆、导电涂层原料制备方法及涂层设备 - Google Patents
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Abstract
石墨烯屏蔽中压电力电缆、导电涂层原料制备方法及涂层设备，电缆包括电缆芯及包裹在所述电缆芯的护套，在所述护套上涂抹0.5‑0.8毫米导电涂层，导电涂层渗入护套至少0.1毫米；方法包括高温混拌，在100摄氏度以上的混拌设备中，先加入石墨粉再添加环氧树脂粉，混拌设备搅拌速度为50‑65圈/分钟，形成高温料；所述中温定形，高温料输入70‑80摄氏度密封箱内静置40至50分钟；涂层设备包括简体，在所述筒体一端设有电缆进料口、另一端设有电缆出料口，在所述筒体上设有多个进料仓，在所述进料口设有进线旋转轴承，在所述出料口设有出线旋转轴承。本发明的优点是，通过对导电涂层原料及涂层设备的改进，使该电缆表面的导电涂层具有较好的导电性及附着力。
Description
技术领域
本发明属于电缆领域，具体说是石墨烯屏蔽中压电力电缆、导电涂层原料制备方法及涂层设备。
背景技术
为了保障城市电网改造用中压电缆（6KV～35KV）的绝缘护套的安全可靠性，必须通过在护套表面涂覆导电涂层来测试，为了改进目前工程上普遍采取的导电石墨干粉涂抹方法形成检测干膜明显不足。
发明内容
本发明提供一种石墨烯屏蔽中压电力电缆、导电涂层原料制备方法及涂层设备，通过对导电涂层原料及涂层设备的改进，使该电缆表面的导电涂层具有较好的导电性及附着力。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种石墨烯屏蔽中压电力电缆包括电缆芯及包裹在所述电缆芯的护套，在所述护套上涂抹0.5-0.8毫米导电涂层，导电涂层渗入护套至少0.1毫米；
所述导电涂层原料由环氧树脂粉与石墨粉组成。
进一步讲，所述环氧树脂粉为超细环氧树脂粉末，所述石墨粉颗粒直径为0.1-0.2毫米；
环氧树脂粉与石墨粉的重量比为1：55-65。
一种石墨烯屏蔽中压电力电缆的导电涂层原料制备方法包括高温混拌、中温定形；
所述高温混拌，在100摄氏度以上的混拌设备中，先加入石墨粉再添加环氧树脂粉，混拌设备搅拌速度为50-65圈/分钟，形成高温料；
所述中温定形，高温料输入70-80摄氏度密封箱内静置40至50分钟。
进一步讲，所述中温定形过程中还需要抽真空，其静置时真空度为－50 KPa至－60 KPa。
一种石墨烯屏蔽中压电力电缆导电涂层的涂层设备包括简体，在所述筒体一端设有电缆进料口、另一端设有电缆出料口，在所述筒体上设有多个进料仓，在所述进料口设有进线旋转轴承，在所述出料口设有出线旋转轴承；
所述进料仓进料口设有由微型液压设备驱动的压力板；
所述筒体由旋转驱动装置驱动旋转。
优选的，所述涂层设备还包括在所述电缆进料口设有加温环，所述加温环通过支架固定在筒体内部，所述进线旋转轴承、所述出线旋转轴承与所述加温环在同一条直线上。
优选的，所述筒体壁内设有加热电丝。
优选的，每个所述的压力板上各设一个压力感应器，多个所述的压力感应器分别与控制器连通；
所述的控制器与旋转驱动装置连通。
本发明的优点，1、该中压电缆表面导电涂层电阻率仅小于3.9×102Ω，远小于现有技术生产出导电涂层电阻率4.4×102Ω。
2依据GB/T 1720-79（89） 《漆膜附着力测定法（划圈法）》中测试原理：将导电涂层渗入护套形成的样品固定在一个前后可移动的平台上，在平台移动的同 时，做圆圈运动的唱针划透漆膜，并能划出重叠圆滚线的纹路，对漆膜的破坏作用，除垂直的压力外，还有钢针做旋转运动所产生的扭力。用4倍放大镜或目视观察划痕的上侧，依次标出1、2、3、4、5、6、7七个部位，相应分为7个等级。按顺序检查各部位漆膜的完整程度，如某一部位的格子有70％以上完好，则定为该部位是完好的，否则应认为坏损。以漆膜完好的最低等级表示漆膜的附着力，结果以至少两块样板的级别一致为准，1级最好，7级最差。新工艺采用新材料石墨烯干粉涂覆工艺，另外加自制滚筒密封旋转涂覆机，附着力达到1级，而使用传统工艺加工的石墨干粉附着力为2级。
3、旧工艺采用干粉石墨涂覆工艺，即在外护套表面手工或机械涂覆一层石墨干粉，形成石墨检测电极，由于石墨干粉很轻，很容易在生产车间形成悬浮石墨粉尘污染生产环境， 不利于高电压等级的生产而且危害操作人员的健康。
采用本发明的导电涂层原料，在外护套表面涂覆石墨烯粉时采用涂层设备旋转涂覆机，保证石墨烯干粉在密封的环境里，避免粉尘污染生产环境，从而危害操作人员的健康。
附图说明
图1本石墨烯屏蔽中压电力电缆结构示意图。
图2为涂层设备结构示意图。
图3为涂层设备控制示意图。
图4是本涂层设备工作示意图。
图中：电缆芯1、护套2、导电涂层3、筒体4、进料仓5、进线旋转轴承6、出线旋转轴承7、微型液压设备8 、压力板9、旋转驱动装置10、压力感应器11、控制器12 、加温环13。
具体实施
如图1所示，一种石墨烯屏蔽中压电力电缆包括电缆芯及包裹在所述电缆芯1的护套2，在所述护套1上涂抹0.5-0.8毫米导电涂层3，导电涂层渗入护套至少0.1毫米，一般无法保证均匀涂抹，导电涂层3厚度一般为一个变动值，本发明中涂抹厚度通过加压涂抹的方式（后面涂层设备使用方法中将详细说明）及改变导电涂层3原料生产方式和配方，使期厚度能控制在0.5-0.8毫米之间，即可有效保证导电涂层的厚度，也不会太厚而影响导电性能；
导电涂层3原料由环氧树脂粉与石墨粉组成，环氧树脂粉为超细环氧树脂粉末（软化点较高，是性能优良的合成材料，与固化剂混合后形成体型结构的热固性树脂，具有良好的附着力，耐化学腐蚀性，耐热性及优异的电绝缘性，软化点 ℃85～95、无机氯(当量/100g)≤1×10-3、有机氯当量(100/g)≤2×10-2），石墨粉颗粒直径为0.1-0.2毫米；
环氧树脂粉与石墨粉的重量比为1：55-56（用于25～35KV中压电缆），或环氧树脂粉与石墨粉的重量比为1：58-62（用于16～25KV中压电缆），或环氧树脂粉与石墨粉的重量比为1：63-65（用于6～16KV中压电缆），根据不同电缆可采用不同的环氧树脂粉与石墨粉的重量比，其重量比的变化与电缆直径的变化有关，其电缆直径越小环氧树脂粉用量越少。
一种石墨烯屏蔽中压电力电缆的导电涂层原料制备方法包括高温混拌、中温定形；
所述高温混拌，在100-120摄氏度以上的混拌设备中，先加入石墨粉（优选的，直径为0.1-0.2毫米）再添加环氧树脂粉（优选的超细环氧树脂粉末），混拌设备搅拌速度为50-65圈/分钟，其是慢速搅拌，形成高温料，其温度仅为100-120摄氏度，环氧树脂粉软化但没有形成液体状态，可以利用使环氧树脂粉表面粘接石墨粉；
所述中温定形，高温料输入70-80摄氏度密封箱内静置40至50分钟，优选的，中温定形过程中还需要抽真空，其静置时真空度为－50 KPa至－60 KPa，通过直空、中温的静置，使环氧树脂粉与石墨粉之间非接触部分相分离。
如图2中，一种石墨烯屏蔽中压电力电缆导电涂层的涂层设备包括简体4（筒体4的长度一般为1米-2.2米），在所述筒体4一端设有电缆进料口、另一端设有电缆出料口，在所述筒体上下各设有一个进料仓5（进料仓5的个数与筒体4的长度相关，长度越长个数越多，一米左右各设置二个），在所述进料口设有进线旋转轴承6，在所述出料口设有出线旋转轴承7；
进料仓5进料口设有由微型液压设备8驱动的压力板9，微型液压设备8通过连接件连接在筒体4上，相当于增加了筒体4的自重，可以防止，电缆穿过筒体4，筒体4旋转时因自重过轻而发生上下波动，影响该设置的正常运行；
筒体4由旋转驱动装置10驱动旋转，筒体4可以是设置在驱动轮上，或是其它旋转驱动装置10能转动的设置上，即只要能使筒体4沿其中心线旋转即可。
优选的，如图3中，每个所述的压力板9上各设一个压力感应器11，二个所述的压力感应器11分别与控制器12连通；
控制器12与旋转驱动装置10连通，当筒体4中导电涂层原料在压力板9的压力，对经过其内的电缆进行挤压，以提高导电涂层原料附着电缆附着力， 旋转驱动装置10根据压力感应器11测的压力板9的压力值调节筒体4的旋转速度，如果压力值过大，则旋转速度慢，防止在较大挤压力下，旋转速度过快造成电缆护套2的破坏，如果压力值适中，则旋转速度达到中间值，如果压力值偏小（筒体4内导电涂层原料消耗过多），则旋转速度放慢至停止，以及时向筒体4内添加导电涂层原料。
优选的，涂层设备还包括在所述电缆进料口设有加温环13，所述加温环13通过支架固定在筒体4内部，进线旋转轴承、出线旋转轴承与所述加温环13在同一条直线上，使用时，通过加温环13可以对电缆表面进行预热，加温环13内部的温度达到70摄氏度，当电缆经过加温环13时，加温环13使电缆表面护套2局部软化。
优选的，筒体4壁内设有加热电丝，通过加热电丝使筒体4内的温度保持在四十度左右，当筒体4内的温度大于45摄氏度时，加热电丝停止工作。
使用时，如图4中，先将需要涂抹的电缆一端从电缆进料口穿入、另一端从有电缆出料口穿出，然后将一种石墨烯屏蔽中压电力电缆的导电涂层原料制备方法制备的导电涂层原料通过进料仓5放入筒体4中并填满，再启动微型液压设备8对进料仓5内的导电涂层原料给一定的压力，当筒体4在旋转驱动装置10旋转时，电缆在外部作用力，使电缆水移动穿过筒体4，同时受到筒体4内导电涂层原料挤压与摩擦（筒体4旋转及水平移动时产生的摩擦力），从而使电缆表面形成导电涂层，其导电涂层电阻率为3.9×102Ω、附着力达到1级、厚度达到0.5-0.8毫米。
Claims (8)
1.一种石墨烯屏蔽中压电力电缆，其特征是：所述石墨烯屏蔽中压电力电缆包括电缆芯及包裹在所述电缆芯的护套，在所述护套上涂抹0.5-0.8毫米导电涂层，导电涂层渗入护套至少0.1毫米；
所述导电涂层原料由环氧树脂粉与石墨粉组成。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯屏蔽中压电力电缆，其特征是：所述环氧树脂粉为超细环氧树脂粉末，所述石墨粉颗粒直径为0.1-0.2毫米；
环氧树脂粉与石墨粉的重量比为1：55-65。
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯屏蔽中压电力电缆的导电涂层原料制备方法，其特征是：所述方法包括高温混拌、中温定形；
所述高温混拌，在100摄氏度以上的混拌设备中，先加入石墨粉再添加环氧树脂粉，混拌设备搅拌速度为50-65圈/分钟，形成高温料；
所述中温定形，高温料输入70-80摄氏度密封箱内静置40至50分钟。
4.根据权利要求1所述的导电涂层原料制备方法，其特征是：所述中温定形过程中还需要抽真空，其静置时真空度为－50 KPa至－60 KPa。
5.根据权利要求2所述一种石墨烯屏蔽中压电力电缆导电涂层的涂层设备，其特征是：所述涂层设备包括简体，在所述筒体一端设有电缆进料口、另一端设有电缆出料口，在所述筒体上设有多个进料仓，在所述进料口设有进线旋转轴承，在所述出料口设有出线旋转轴承；
所述进料仓进料口设有由微型液压设备驱动的压力板；
所述筒体由旋转驱动装置驱动旋转。
6.根据权利要求5所述电缆导电涂层的涂层设备，其特征是：所述涂层设备还包括在所述电缆进料口设有加温环，所述加温环通过支架固定在筒体内部，所述进线旋转轴承、所述出线旋转轴承与所述加温环在同一条直线上。
7.根据权利要求5所述电缆导电涂层的涂层设备，其特征是：所述筒体壁内设有加热电丝。
8.根据权利要求5所述电缆导电涂层的涂层设备，其特征是：每个所述的压力板上各设一个压力感应器，多个所述的压力感应器分别与控制器连通；
所述的控制器与旋转驱动装置连通。
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