CN111048242A - 电传输线的连接密封结构及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电传输线的连接密封结构，涉及电力工程领域，其技术方案要点是，包括电传输线上带有的由交联聚乙烯材质制成的结构层、包覆在结构层外侧的由硅橡胶材质制成的保护层，所述结构层和保护层之间设有自制胶黏层，胶黏层于结构层和保护层的内壁上溶解复合，使得结构层和保护层形成一体融合式界面。采用的自制胶黏层，胶黏层将交联聚乙烯材料和硅橡胶材料利用化学的方式将两者融合成一体结构，从根本上消除气隙的存在和产生的可能性，从而提高耐电压性能，避免气隙放电；由于胶黏层的存在，具有一定的修补能力，可以消除施工过程中产生的施工缺陷，又能防止水气从线芯及外部沿压紧界面渗透，导致的击穿事故。

Description

电传输线的连接密封结构及应用
技术领域
本发明涉及电力工程领域，特别涉及一种电传输线的连接密封结构及应用。
背景技术
交联聚乙烯电缆凭借其结构合理以及电气性能优良等优点，在配电网中得到了广泛使用，已经逐步取代传统的油纸绝缘结构电缆。但电缆制作技术粗糙、施工工艺不良、人为破坏以及恶劣的运行环境等因素均会造成交联聚乙烯电缆的绝缘缺陷，影响其绝缘性能。国家电网公司系统曾统计电力电缆设备运行故障和缺陷，统计数据表明：95％以上的电力电缆线路运行故障是由电缆附件安装人员在安装时的质量不达标造成的。
类似交联聚乙烯电缆的这类电传输线，通常被生产为500米一轴，当现场所需电缆长度大于500米时，通过制作中间连接件连接。在安装过程中，电传输线的剥离施工做的不好，表面未处理光滑，很大程度上影响了中间连接头的密封效果，这些不规则部位由于电场集中而产生尖端放电，导致击穿事故。
发明内容
本发明的一目的是提供一种电传输线的连接密封结构，其具有密封产品与电传输线的界面完美复合，改变了原来的界面特性，不仅大幅度提高界面的耐雷电冲击强度，同时具有不易产生气隙、尖端，避免局部放电以及防止水气从两端及线芯处渗透至压紧界面的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种电传输线的连接密封结构，包括电传输线上带有的由交联聚乙烯材质制成的结构层、包覆在结构层外侧的由硅橡胶材质制成的保护层，所述结构层和保护层之间设有自制胶黏层，胶黏层于结构层和保护层的内壁上溶解复合，使得结构层和保护层形成一体融合式界面。
通过采用上述技术方案，采用的自制胶黏层，胶黏层将交联聚乙烯材料和硅橡胶材料利用化学的方式将两者融合成一体结构，从根本上消除气隙的存在和产生的可能性，从而提高耐电压性能，避免气隙放电；由于胶黏层的存在，具有一定的修补能力，可以消除施工过程中产生的施工缺陷，胶黏层在固化后具有一定的厚度，并利用该厚度，修补在施工时对主绝缘产生的刀痕、凹坑，避免微小气隙和尖端的产生，又能防止水气从电传输线的线芯及外部沿压紧界面渗透，导致的击穿事故。
进一步设置：所述结构层上具有表面处理层，表面处理层为电晕层。
通过采用上述技术方案，结构层具有电晕层，空气在电离后产生的各种等离子在强电场的作用下，加速冲击结构层，等离子粒子的能量一般在几至几十电子伏特，与结构层的聚乙烯材料的化学键能相接近，因此，能够诱发结构层表面分子的化学键断裂降解，增大表面粗糙度。同时，能够去除油污、水汽和尘垢等，再进行胶黏剂层的涂覆时，能够大大增加胶黏剂层与结构层的结合强度。
进一步设置：所述结构层上具有表面处理层，表面处理层设置在结构层上的底涂层，底涂层所用材料与自制胶黏层所用材料一致。
通过采用上述技术方案，底涂层补充了在密封状态下的氧化水分，使得胶水充分带氧固化，增强界面结合力。
进一步设置：所述自制胶黏层包括A和B，其特征在于：A包括以下重量份的组分：100份的基础聚合物、10-25份的基础交联剂、10-30份的附加交联剂和5-15份的填料；
基础交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷的其中一种或几种；
B包括以下重量份的组分：100份的基础聚合物、5-15份填料和0.2-0.5份的催化剂；
其中，A和B中的基础聚合物为羟基硅油。
通过采用上述技术方案，交联聚乙烯含有部分改性硅烷基团，胶黏剂与交联聚乙烯相接触。在催化剂的作用下，改性硅烷基团可以与羟基硅油、基础交联剂及附加交联剂发生一定的交联反应，羟基硅油的端羟基有反应活性与烷氧基化合物产生缩合反应以共价键结合成大分子，因而胶黏剂在凝固后能够与交联聚乙烯彻底连接为一体。
中间接头采用硅橡胶制成，硅橡胶与胶黏剂整体成分上整体为同类物质，因而由相似相溶原理，可与硅橡胶融为一体。硅橡胶虽然是高聚物，但仍然包含一定未反应基团，因而也可与胶黏剂发生一定的交联。
因而在交联反应与缩合反应的双重作用下，胶黏剂能够将交联聚乙烯和中间接头完好的粘合为一体，提高了电缆结构的稳定性和可靠性。同时，也由于交联反应与缩合反应的发生，胶黏剂能够与交联聚乙烯及中间接头的表面产生相互渗透，从而胶黏剂对交联聚乙烯及中间接头表面的微小划痕或孔隙进行填充修复，避免了气隙缺陷，提高了电缆使用稳定性。
同时，胶黏剂具有良好的防水性能，涂覆后使电缆具有优良的防污闪性。因而无需再进行其他的防水处理，使用方便，工艺简单，提高了电缆的安装效率。
进一步设置：A中的附加交联剂为异氰酸丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、甲基三异丙烯氧基硅烷、苯基三异丙烯氧基硅烷、四甲基胍基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷的其中一种或几种。
通过采用上述技术方案，附加交联剂提供了足量的烷氧基化合物，便于与端羟基发生缩合反应。
进一步设置：A和B中的填料为气相白炭黑。
通过采用上述技术方案，气相白炭黑是重要的纳米级无机原材料，粒径小，比表面积大，具有良好的分散性能、稳定性及补强性，能够有效的提升胶黏剂固化后的强度，同时可以作为催化剂的载体并利用自身优良的分散性使催化剂均匀的分散到其他组分中，提高了反应效率。
进一步设置：上述的电传输线的连接密封结构，应用至电缆或光线或量子传送线上。
通过采用上述技术方案，可实现多种电力传送线结构上。
本发明的二目的是提供一种电缆的连接密封结构，其具有与的融合界面好，不易产生气隙、尖端，避免局部放电现象产生的优点。
一种电缆的连接密封结构，包括电缆和冷缩式电缆附件，电缆和冷缩式电缆附件之间采用上述的电传输线的连接密封结构连接。
进一步设置：所述冷缩式电缆附件为冷缩式中间接头。
进一步设置：所述冷缩式电缆附件为冷缩式电缆终端。
通过采用上述技术方案，很多电缆附件击穿事故，绝大多数都是安装人员在安装时的质量不达标造成的，比如主绝缘纵向划痕：在剥离外半导电层时，常会因为用刀过深而在主绝缘表面留下潜在的气隙，因为绝缘上留下的刀痕在微观上有很大的间隙，会在绝缘中发生空隙放电，形成电树枝将绝缘击穿。采用的自制胶黏层，胶黏层改变原有的涂覆硅脂连接，从原有的压紧式抵接，改为相互通过胶黏层渗透至主绝缘层和冷缩接头的连接，胶黏层将交联聚乙烯材料和硅橡胶材料利用化学的方式将两者融合成一体结构，从根本上消除气隙的存在和产生的可能性，从而提高耐电压性能，避免气隙放电，同时防止水气从两端及线芯处渗透至压紧界面，导致的击穿事故。
附图说明
图1是电传输线的连接密封结构的结构示意图。
图中，1、结构层；2、保护层；3、自制胶黏层；。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
第一种优选实施方式：
一种电传输线的连接密封结构，包括电传输线上带有的由交联聚乙烯材质制成的结构层1、包覆在结构层1外侧的由硅橡胶材质制成的保护层2，电传输线上可以是电缆或光线或量子传送线。
结构层1和保护层2之间设有自制胶黏层3，胶黏层于结构层1和保护层 2的内壁上溶解复合，使得结构层1和保护层2形成一体融合式界面。
当电传输线为电缆时，电缆的连接密封结构包括电缆和冷缩式电缆附件，电缆和冷缩式电缆附件之间采用上述的电传输线的连接密封结构连接。冷缩式电缆附件为冷缩式中间接头或者是冷缩式电缆终端。
电缆的结构层1为主绝缘层，主绝缘层具有表面处理层，表面处理层为电晕层。主绝缘层的电晕层上还设底涂层，底涂层所用材料与自制胶黏层3所用材料一致。
第二种优选实施方式：
实施例1：
一种交联聚乙烯和硅橡胶的胶黏剂，包括A和B，其中，
A包括以下重量份的组分：
100份的羟基硅油、10份的基础交联剂、10份的附加交联剂和5份的疏水性气相二氧化硅；
基础交联剂由2份的甲基三甲氧基硅烷、2份的甲基三乙氧基硅烷、2份的乙烯基三甲氧基硅烷、2份的乙烯基三乙氧基硅烷、2份的苯基三甲氧基硅烷组成；附加交联剂由2份的异氰酸丙基三乙氧基硅烷、2份的乙烯基三异丙烯氧基硅烷、 2份的甲基三异丙烯氧基硅烷、2份的苯基三异丙烯氧基硅烷、2份的四甲基胍基丙基三甲氧基硅烷组成；
B包括以下重量份的组分：
100份的羟基硅油、5份的疏水性气相二氧化硅和0.2份的催化剂；
催化剂为有机锡螯合物。
按照上述制备方法进行胶黏剂的制备。
实施例2：
一种交联聚乙烯和硅橡胶的胶黏剂，包括A和B，其中，
A包括以下重量份的组分：
100份的羟基硅油、20份的基础交联剂、20份的附加交联剂和10份的疏水性气相二氧化硅；
基础交联剂由4份的甲基三甲氧基硅烷、4份的甲基三乙氧基硅烷、4份的乙烯基三甲氧基硅烷、4份的乙烯基三乙氧基硅烷、4份的苯基三甲氧基硅烷组成；附加交联剂由4份的异氰酸丙基三乙氧基硅烷、4份的乙烯基三异丙烯氧基硅烷、 4份的甲基三异丙烯氧基硅烷、4份的苯基三异丙烯氧基硅烷、4份的四甲基胍基丙基三甲氧基硅烷组成；
B包括以下重量份的组分：
100份的羟基硅油、10份的疏水性气相二氧化硅和0.3份的催化剂；
催化剂为有机锡螯合物。
按照上述制备方法进行胶黏剂的制备。
实施例3：
一种交联聚乙烯和硅橡胶的胶黏剂，包括A和B，其中，
A包括以下重量份的组分：
100份的羟基硅油、25份的基础交联剂、30份的附加交联剂和15份的疏水性气相二氧化硅；
基础交联剂由5份的甲基三甲氧基硅烷、5份的甲基三乙氧基硅烷、5份的乙烯基三甲氧基硅烷、5份的乙烯基三乙氧基硅烷、5份的苯基三甲氧基硅烷组成；附加交联剂由6份的异氰酸丙基三乙氧基硅烷、6份的乙烯基三异丙烯氧基硅烷、 6份的甲基三异丙烯氧基硅烷、6份的苯基三异丙烯氧基硅烷、6份的四甲基胍基丙基三甲氧基硅烷组成；
B包括以下重量份的组分：
100份的羟基硅油、15份的疏水性气相二氧化硅和0.5份的催化剂；
催化剂为有机锡螯合物。
按照上述制备方法进行胶黏剂的制备。
实施例4：
本实施例与实施例2仅区别于，
基础交联剂由4份的乙烯基三甲氧基硅烷、4份的乙烯基三乙氧基硅烷、4份的苯基三甲氧基硅烷、4份的苯基三乙氧基硅烷、4份的氨丙基三甲氧基硅烷组成。
实施例5：
本实施例与实施例2仅区别于，
基础交联剂由10份的甲基三甲氧基硅烷和10份的氨丙基三甲氧基硅烷组成。
实施例6：
本实施例与实施例2仅区别于，
附加交联剂由4份的γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、4份的γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、4份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、4份的苯胺甲基三甲氧基硅烷、4份的苯胺甲基三乙氧基硅烷组成。
实施例7：
本实施例与实施例2仅区别于，
附加交联剂由4份的苯胺甲基三乙氧基硅烷、4份的氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、4份的二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、4份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、4份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷组成。
实施例8：
本实施例与实施例2仅区别于，
附加交联剂由5份的异氰酸丙基三乙氧基硅烷、5份的乙烯基三异丙烯氧基硅烷、 5份的甲基三异丙烯氧基硅烷、5份的苯基三异丙烯氧基硅烷组成。
实施例9：
本实施例与实施例2仅区别于，
催化剂为胍基催化剂。
实施例10：
本实施例与实施例2仅区别于，
催化剂为硅烷类催化剂。
对比例1：
本对比例与实施例2仅区别于，A中不含基础交联剂。
对比例2：
本对比例与实施例2仅区别于，A中不含附加交联剂。
对比例3：
本对比例与实施例2仅区别于，A包括50份的基础交联剂；
基础交联剂由10份的甲基三甲氧基硅烷、10份的甲基三乙氧基硅烷、10份的乙烯基三甲氧基硅烷、10份的乙烯基三乙氧基硅烷、10份的苯基三甲氧基硅烷组成。
对比例4：
本对比例与实施例2仅区别于，A包括50份的附加交联剂；
附加交联剂由10份的异氰酸丙基三乙氧基硅烷、10份的乙烯基三异丙烯氧基硅烷、10份的甲基三异丙烯氧基硅烷、10份的苯基三异丙烯氧基硅烷、10份的四甲基胍基丙基三甲氧基硅烷组成。
对比例5：
本对比例与实施例2仅区别于，B中的催化剂为10份。
其中，实施例1-5和对比例1-3均采用第一种制备方法及第一种使用方法；实施例6-10和对比例4-5均采用第二种制备方法及第二种使用方法。
对比例6：
购买自广东恒大新材料科技有限公司的卡夫特704胶。
对比例7：
购买自广东恒大新材料科技有限公司的卡夫特703胶。
对比例8：
购买自美国道康宁公司的3140胶。
五、性能检测：
1、检测项目及试验依据：
1-1：介电常数检测：参考GB/T 1409-2006《测量电气绝缘材料在工频、音频、高频(包括米波波长在内)下电容率和介质损耗因数的推荐方法》；
1-2：绝缘强度检测：参考GB/T 1408《绝缘材料电器强度试验方法》；
1-3：伸长率检测：参考HG/T 3849-2008《硬质橡胶拉伸强度和拉断伸长率的测定》；
1-4：剪切强度检测：参考GB/T 7124-2008《胶黏剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)》；
1-5：剥离强度检测：参考GB/T 2791-1995《胶黏剂T剥离强度试验方法挠性材料对挠性材料》。
Figure BDA0002339551850000081
Figure BDA0002339551850000091
从上述表格中可以看出，利用本申请的制备方法制备交联聚乙烯和硅橡胶的胶黏剂相对于现有技术中本领域技术人员常用的具有良好的机械性能，尤其是玻璃强度，相对于同类型产品具有突出的性能优势，同时保证了其绝缘性能优良。
上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种电传输线的连接密封结构，包括电传输线上带有的由交联聚乙烯材质制成的结构层(1)、包覆在结构层(1)外侧的由硅橡胶材质制成的保护层(2)，其特征在于：所述结构层(1)和保护层(2)之间设有自制胶黏层(3)，胶黏层于结构层(1)和保护层(2)的内壁上溶解复合，使得结构层(1)和保护层(2)形成一体融合式界面。
2.根据权利要求1所述的电传输线的连接密封结构，其特征在于：所述结构层(1)上具有表面处理层，表面处理层为电晕层。
3.根据权利要求2所述的电传输线的连接密封结构，其特征在于：所述结构层(1)上具有表面处理层，表面处理层设置在结构层(1)上的底涂层，底涂层所用材料与自制胶黏层(3)所用材料一致。
4.根据权利要求1所述的电传输线的连接密封结构，其特征在于：所述自制胶黏层包括A和B，其特征在于：A包括以下重量份的组分：100份的基础聚合物、10-25份的基础交联剂、10-30份的附加交联剂和5-15份的填料；
基础交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷的其中一种或几种；
B包括以下重量份的组分：100份的基础聚合物、5-15份填料和0.2-0.5份的催化剂；
其中，A和B中的基础聚合物为羟基硅油。
5.根据权利要求4所述的电传输线的连接密封结构，其特征在于：A中的附加交联剂为异氰酸丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、甲基三异丙烯氧基硅烷、苯基三异丙烯氧基硅烷、四甲基胍基丙基三甲氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷的其中一种或几种。
6.根据权利要求5所述的电传输线的连接密封结构，其特征在于：A和B中的填料为气相白炭黑。
7.根据权利要求1～6任一所述的电传输线的连接密封结构，其特征在于：应用至电缆或光线或量子传送线上。
8.一种电缆的连接密封结构，包括电缆和冷缩式电缆附件，其特征在于：电缆和冷缩式电缆附件之间采用权利要求1～6任一所述的电传输线的连接密封结构连接。
9.根据权利要求8所述的电缆的连接密封结构，其特征在于：所述冷缩式电缆附件为冷缩式中间接头。
10.根据权利要求8所述的电缆的连接密封结构，其特征在于：所述冷缩式电缆附件为冷缩式电缆终端。
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CN111619174A (zh) * 2020-04-27 2020-09-04 戴文忠 一种抗蠕变的冷缩电缆中间接头材料及其制备方法

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