CN110459361B - 一种防止电缆水树老化的修复材料及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止电缆水树老化的修复材料及其制备方法和应用，利用复合交联剂中甲基、苯基、甲氧基官能团之间的氢键效应和共轭效应，使得复配硅交联剂更容易渗透进交联聚乙烯电缆，并且在纳米颗粒和电缆之间形成化学键，填充水树微孔，干燥电力绝缘层的湿气，从而修复电缆老化缺陷。纳米氧化铝具有高硬度、易迁移、良好的催化活性和表面包覆能力，良好的机械和热力学强度，抗磨损，抗腐蚀、抗破裂，化学稳定性好，能更好地填充水树微孔，比表面积更大，覆盖得也更均匀。二茂铁吸收紫外线，阻止局部放电，稳定电压，提高电缆绝缘的电气击穿电位。十二烷硫酸钠把纳米氧化铝颗粒均匀地分散在溶液和聚合物表面，阻止其在聚合物表面团聚。
Description
技术领域
本发明属于电缆修复技术领域，尤其是涉及一种防止电缆水树老化的修复材料及制备方法和应用。
背景技术
在潮气和电场的共同作用下，电缆绝缘水树老化是诱发中高压电力电缆破坏的主要原因。由于在绝缘中存在水分、电应力和某些诱发因素，如杂质、突起、空间电荷或离子时发展形成一些微通道，引起聚合物绝缘材料发生降解。水树老化现象导致电缆绝缘质量下降，电击穿强度降低，介质损耗因数增大，直流泄露电流增加。
自1967年发现交联聚乙烯电缆(XLPE)绝缘水树老化后，目前已确认水树是交联电缆绝缘老化的主要原因。水树会造成局部应力增大。高温下水树会发生明显的氧化，导致吸水性增大，导电性升高，最终会出现热击穿；低温下，水树经较长时间氧化或转化为电树，破坏性就更严重。在理论研究过程中，一般假设电缆水树存在区域为典型的圆柱形电场。交联电缆在运行中产生较高的电场，使绝缘层在相对较低的电场强度下就会遭到破坏而出现树枝状空隙。
预防水树的方法有(1)采用可靠的密封金属护套径向防水构造,设法确保电缆金属护套的完整性,避免水汽和环境水进入电缆内部，该方法效果较好，但是成本很高，维护检修也不方便；(2)改进电缆结构和生产工艺，消除电缆绝缘结构中局部应力集中的缺陷，该方法从电缆生产环节消除电缆缺陷，但是电缆施工造成的缺陷无法避免；(3)在交联绝缘线芯生产和电缆敷设过程中尽量减少内部应力，但是内部应力只是水树形成的一个因素，还有其它水树形成的因素如缺陷、高温等没有考虑；(4)绝缘采用抗水树交联绝缘料，该方法从电缆材料选择环节来消除电缆缺陷，但是电缆生产和施工造成的缺陷无法避免。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止电缆水树老化的修复材料及制备方法和应用，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种防止电缆水树老化的修复材料，按照质量百分比计，包括复配硅烷交联剂：98％-99.1％，填料：0.2％-0.5％，添加剂：0.2％-0.5％和分散剂：0.5％-1.0％。
进一步地，所述复配硅烷交联剂按照质量百分比计，包括甲基苯基二甲氧基硅烷：50％-70％，二苯基二甲氧基硅烷：5％-10％，三甲基甲氧基硅烷：20％-40％。
进一步地，复配硅烷交联剂中甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和三甲基甲氧基硅烷质量比为6:1:3。
进一步地，填料采用γ-氧化铝纳米颗粒或二氧化硅纳米颗粒，填料粒径为10-50nm。
进一步地，添加剂采用二茂铁或二茂铁衍生物。
进一步地，二茂铁衍生物为二茂铁羧酸衍生物或二茂铁氮杂环类配合物。
进一步地，分散剂采用十二烷硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
一种防止电缆水树老化的修复材料制备方法，按照质量百分比计取复配硅烷交联剂：98％-99.1％，填料：0.2％-0.5％、添加剂：0.2％-0.5％、分散剂：0.5％-1.0％，将交联剂、填料、添加剂和分散剂混合均匀即得到防止电缆水树老化的修复材料。
进一步地，将交联剂、填料、添加剂和分散剂按比例混合后，以3000-5000r/min的速度搅拌20-40min，即得到防止电缆水树老化的修复材料。
上述修复材料在防止电缆水树老化中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种防止电缆水树老化的修复材料及其制备方法，采用特定比例将复配硅烷交联剂、填料、添加剂和分散剂混合均匀得到修复材料，利用复合交联剂中甲基、苯基、甲氧基官能团之间的氢键效应和共轭效应，使得复配硅交联剂更容易渗透进交联聚乙烯电缆，并且在纳米颗粒和电缆之间形成化学键，填充水树微孔，干燥电力绝缘层的湿气，从而修复电缆老化缺陷。
纳米氧化铝具有高硬度、易迁移、良好的催化活性和表面包覆能力，良好的机械和热力学强度，抗磨损，抗腐蚀、抗破裂，化学稳定性好，而且γ相氧化铝颗粒粒径更小，它能更好地填充水树微孔，比表面积更大，覆盖得也更均匀。二茂铁能快速溶解在修复液中，在聚乙烯中溶解性也很好。二茂铁吸收紫外线，阻止局部放电，稳定电压，提高电缆绝缘的电气击穿电位。十二烷硫酸钠把纳米氧化铝颗粒均匀地分散在溶液和聚合物表面，阻止其在聚合物表面团聚。通过以上原料复合制备，将其注入到有水树老化的电力电缆中。缺陷得到修复后的电缆介电损耗因子(Tanδ)大幅降低。
附图说明
图1为实施例一注入老化电缆后其Tanδ与修复时间的关系图；
图2为实施例二注入老化电缆后其Tanδ与修复时间的关系图；
图3为实施例三注入老化电缆后其Tanδ与修复时间的关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
一种防止电缆水树老化的修复材料，包括复配硅烷交联剂：98％-99.1％，填料：0.2％-0.5％、添加剂：0.2％-0.5％、分散剂：0.5％-1.0％。
所述复配硅烷交联剂按照质量百分比计，包括甲基苯基二甲氧基硅烷(PMDMS)：50％-70％，二苯基二甲氧基硅烷(DPDMS)：5％-10％，三甲基甲氧基硅烷(TMMS)：20％-40％。
具体的，本申请中复配硅烷交联剂最佳配比：甲基苯基二甲氧基硅烷(PMDMS)：二苯基二甲氧基硅烷(DPDMS)：三甲基甲氧基硅烷(TMMS)
为6:1:3；
填料采用γ-氧化铝纳米颗粒或二氧化硅纳米颗粒，填料粒径为10-50nm；
添加剂采用二茂铁或二茂铁衍生物，二茂铁衍生物为二茂铁羧酸衍生物或二茂铁氮杂环类配合物；
分散剂采用十二烷硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠；
一种防止电缆水树老化的修复材料制备方法，包括以下步骤：
按照质量百分比计取复配硅烷交联剂：98％-99.1％，填料：0.2％-0.5％、添加剂：0.2％-0.5％、分散剂：0.5％-1.0％，将交联剂、填料、添加剂和分散剂混合均匀即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的修复材料。
具体的，将交联剂、填料、添加剂和分散剂按比例添加到一起，使用搅拌机以3000-5000r/min的速度搅拌20-40min，使填料和添加剂分散均匀；搅拌均匀后，即制备得到修复电力电缆水树老化缺陷的修复材料。
实施例一
步骤1)、按质量百分比取：99％复配硅烷交联剂、0.2％γ-氧化铝纳米颗粒、0.3％二茂铁和0.5％十二烷硫酸钠；
其中复配硅烷交联剂按质量百分比包括60％甲基苯基二甲氧基硅烷、10％二苯基二甲氧基硅烷、30％三甲基甲氧基硅烷；
步骤2)、将上述原料混合均匀，具体以4000r/min的速度搅拌30min，即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的电缆水树老化修复材料。
实施例二
步骤1)、按质量百分比取：99％复配硅烷交联剂、0.3％γ-氧化铝纳米颗粒、0.2％二茂铁和0.5％十二烷硫酸钠；
其中复配硅烷交联剂按质量百分比包括60％甲基苯基二甲氧基硅烷、10％二苯基二甲氧基硅烷、30％三甲基甲氧基硅烷；
步骤2)、将上述原料混合均匀，具体以4000r/min的速度搅拌30min，即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的电缆水树老化修复材料。
实施例三
步骤1)、按质量百分比取：99％复配硅烷交联剂、0.2％γ-氧化铝纳米颗粒、0.2％二茂铁和0.6％十二烷硫酸钠；
其中复配硅烷交联剂按质量百分比包括60％甲基苯基二甲氧基硅烷、10％二苯基二甲氧基硅烷、30％三甲基甲氧基硅烷；
步骤2)、将上述原料混合均匀，具体以4000r/min的速度搅拌30min，即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的电缆水树老化修复材料。
实施例四
步骤1)、按质量百分比取：98.7％复配硅烷交联剂、0.4％二氧化硅纳米颗粒、0.3％二茂铁和0.6％十二烷硫酸钠；
其中复配硅烷交联剂按质量百分比包括50％甲基苯基二甲氧基硅烷、10％二苯基二甲氧基硅烷、40％三甲基甲氧基硅烷；
步骤2)、将上述原料混合均匀，具体以3000r/min的速度搅拌40min，即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的电缆水树老化修复材料。
实施例五
步骤1)、按质量百分比取：98.3％复配硅烷交联剂、0.5％γ-氧化铝纳米颗粒、0.3％二茂铁羧酸衍生物和0.9％十二烷硫酸钠；
其中复配硅烷交联剂按质量百分比包括55％甲基苯基二甲氧基硅烷、5％二苯基二甲氧基硅烷、40％三甲基甲氧基硅烷；
步骤2)、将上述原料混合均匀，具体以3500r/min的速度搅拌35min，即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的电缆水树老化修复材料。
实施例六
步骤1)、按质量百分比取：98.6％复配硅烷交联剂、0.2％γ-氧化铝纳米颗粒、0.4％二茂铁氮杂环类配合物和0.8％十二烷硫酸钠；
其中复配硅烷交联剂按质量百分比包括60％甲基苯基二甲氧基硅烷、6％二苯基二甲氧基硅烷、34％三甲基甲氧基硅烷；
步骤2)、将上述原料混合均匀，具体以4500r/min的速度搅拌25min，即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的电缆水树老化修复材料。
实施例七
步骤1)、按质量百分比取：98.6％复配硅烷交联剂、0.3％γ-氧化铝纳米颗粒、0.4％二茂铁和0.7％十二烷基苯磺酸钠；
其中复配硅烷交联剂按质量百分比包括70％甲基苯基二甲氧基硅烷、10％二苯基二甲氧基硅烷、20％三甲基甲氧基硅烷；
步骤2)、将上述原料混合均匀，具体以5000r/min的速度搅拌20min，即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的电缆水树老化修复材料。
实施例八
步骤1)、按质量百分比取：98.3％复配硅烷交联剂、0.4％二氧化硅纳米颗粒、0.5％二茂铁羧酸衍生物和0.8％十二烷基苯磺酸钠；
其中复配硅烷交联剂按质量百分比包括65％甲基苯基二甲氧基硅烷、8％二苯基二甲氧基硅烷、27％三甲基甲氧基硅烷；
步骤2)、将上述原料混合均匀，具体以4500r/min的速度搅拌30min，即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的电缆水树老化修复材料。
实施例九
步骤1)、按质量百分比取：98％复配硅烷交联剂、0.5％γ-氧化铝纳米颗粒、0.5％二茂铁氮杂环类配合物和1％十二烷基苯磺酸钠；
其中复配硅烷交联剂按质量百分比包括68％甲基苯基二甲氧基硅烷、7％二苯基二甲氧基硅烷、25％三甲基甲氧基硅烷；
步骤2)、将上述原料混合均匀，具体以3500r/min的速度搅拌30min，即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的电缆水树老化修复材料。
实施例十
步骤1)、按质量百分比取：99.1％复配硅烷交联剂、0.2％γ-氧化铝纳米颗粒、0.2％二茂铁氮杂环类配合物和0.5％十二烷基苯磺酸钠；
其中复配硅烷交联剂按质量百分比包括56％甲基苯基二甲氧基硅烷、9％二苯基二甲氧基硅烷、35％三甲基甲氧基硅烷；
步骤2)、将上述原料混合均匀，具体以4000r/min的速度搅拌30min，即可得到修复电力电缆水树老化缺陷的电缆水树老化修复材料。
将得到的电缆水树老化修复材料在室温下通过一个注射装置以0.15-0.3MPa的压力连续至少4h注入到老化电缆样品中。注射装置包括注射液箱、吸入阀、注射软管、注射泵、气压计、流量控制和注射管。在注射液箱后安装有一个阀门，再通过一个直径为8mm的软管接入注射泵。直径为6mm的软管依次把注射泵、流量控制器、气压计、注射管连接起来。注射管是特氟龙接头，均匀且完全地把修复液导入电缆线股中。所有接头采用特氟龙胶带密封。
电缆介电损耗因子(Tanδ)可以用来表征水树尺寸；水树尺寸增加，Tanδ增大，电缆绝缘电阻降低，通过西林电桥法测试修复材料注入老化电缆前后电缆介电损耗因子(Tanδ)的变化，从而判断修复材料在修复电缆水树老化缺陷方面的性能。
按照实施例一得到的修复材料注入老化电缆后其Tanδ与修复时间的关系图见图1。从图1可以看出，修复前老化电缆的Tanδ值为0.54％，注入配方一后经过30d修复Tanδ值下降到0.12％。
按照实施例二得到的修复材料注入老化电缆后其Tanδ与修复时间的关系图见图2。从图2可以看出，修复前老化电缆的Tanδ值为0.50％，注入配方二后经过30d修复Tanδ值下降到0.11％。
按照实施例三得到的修复材料注入老化电缆后其Tanδ与修复时间的关系图见图3。从图3可以看出，修复前老化电缆的Tanδ值为0.48％，注入配方三后经过30d修复Tanδ值下降到0.12％。
通过不同配方修复材料注入老化电缆后，发现电缆介电损耗因子有了大幅度的下降，说明该修复液有很好的修复电缆水树老化缺陷能力。
本发明以复合交联剂为主，利用复合交联剂中甲基、苯基、甲氧基官能团之间的氢键效应和共轭效应，使得复配硅交联剂更容易渗透进交联聚乙烯电缆，并且在纳米颗粒和电缆之间形成化学键，填充水树微孔，干燥电力绝缘层的湿气，从而修复电缆老化缺陷。纳米氧化铝具有高硬度、易迁移、良好的催化活性和表面包覆能力，良好的机械和热力学强度，抗磨损，抗腐蚀、抗破裂，化学稳定性好，而且γ相氧化铝颗粒粒径更小，它能更好地填充水树微孔，比表面积更大，覆盖得也更均匀。二茂铁能快速溶解在修复液中，在聚乙烯中溶解性也很好。二茂铁吸收紫外线，阻止局部放电，稳定电压，提高电缆绝缘的电气击穿电位。十二烷硫酸钠把纳米氧化铝颗粒均匀地分散在溶液和聚合物表面，阻止其在聚合物表面团聚。通过以上原料复合制备，将其注入到有水树老化的电力电缆中。缺陷得到修复后的电缆介电损耗因子(Tanδ)大幅降低。
Claims (7)
1.一种防止电缆水树老化的修复材料，其特征在于，按照质量百分比计，包括复配硅烷交联剂：98％-99.1％，填料：0.2％-0.5％，添加剂：0.2％-0.5％和分散剂：0.5％-1.0％；所述复配硅烷交联剂按照质量百分比计，包括甲基苯基二甲氧基硅烷：50％-70％，二苯基二甲氧基硅烷：5％-10％，三甲基甲氧基硅烷：20％-40％；填料采用γ-氧化铝纳米颗粒或二氧化硅纳米颗粒；添加剂采用二茂铁或二茂铁衍生物。
2.根据权利要求1所述的一种防止电缆水树老化的修复材料，其特征在于，复配硅烷交联剂中甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和三甲基甲氧基硅烷质量比为6:1:3。
3.根据权利要求1所述的一种防止电缆水树老化的修复材料，其特征在于，二茂铁衍生物为二茂铁羧酸衍生物或二茂铁氮杂环类配合物。
4.根据权利要求1所述的一种防止电缆水树老化的修复材料，其特征在于，分散剂采用十二烷基 硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
5.一种防止电缆水树老化的修复材料制备方法，其特征在于，按照质量百分比计取复配硅烷交联剂：98％-99.1％，填料：0.2％-0.5％、添加剂：0.2％-0.5％、分散剂：0.5％-1.0％，所述复配硅烷交联剂按照质量百分比计，包括甲基苯基二甲氧基硅烷：50％-70％，二苯基二甲氧基硅烷：5％-10％，三甲基甲氧基硅烷：20％-40％；填料采用γ-氧化铝纳米颗粒或二氧化硅纳米颗粒；添加剂采用二茂铁或二茂铁衍生物，将交联剂、填料、添加剂和分散剂混合均匀即得到防止电缆水树老化的修复材料。
6.根据权利要求5所述一种防止电缆水树老化的修复材料制备方法，其特征在于，将交联剂、填料、添加剂和分散剂按比例混合后，以3000-5000r/min的速度搅拌20-40min，即得到防止电缆水树老化的修复材料。
7.权利要求1所述修复材料在防止电缆水树老化中的应用。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0080704A1 (en) * | 1981-11-27 | 1983-06-08 | Dow Corning Corporation | Silicone compositions for buried electrical splice closures |
| CN101866706A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-10-20 | 四川大学 | 交联聚乙烯电力电缆纳米修复液及其修复方法 |
| CN103001155A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-03-27 | 西南交通大学 | 一种交联聚乙烯电力电缆绝缘水树的智能修复方法 |
| CN107011613A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-08-04 | 安徽春辉仪表线缆集团有限公司 | 一种无机纳米粒子复合硅氧烷的交联聚乙烯电缆修复液及其制备方法 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0080704A1 (en) * | 1981-11-27 | 1983-06-08 | Dow Corning Corporation | Silicone compositions for buried electrical splice closures |
| CN101866706A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-10-20 | 四川大学 | 交联聚乙烯电力电缆纳米修复液及其修复方法 |
| CN103001155A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-03-27 | 西南交通大学 | 一种交联聚乙烯电力电缆绝缘水树的智能修复方法 |
| CN107011613A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-08-04 | 安徽春辉仪表线缆集团有限公司 | 一种无机纳米粒子复合硅氧烷的交联聚乙烯电缆修复液及其制备方法 |
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