CN114334234A - 采用半导电覆膜的铝塑复合带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电线电缆材料技术领域，具体涉及一种采用半导电覆膜的铝塑复合带及其制备方法，该铝塑复合带，包括铝带和涂覆在所述内外表面的半导电胶；所述半导电胶由80‑90wt％基料和10‑20wt％半导电粉末制得。本发明采用半导电覆膜，可以使得铝带和电缆内层金属屏蔽形成良好的电气接触，从而有效的降低电缆的感应电压差，更好的保证电缆的传输性能；本发明铝塑复合带与半导电护套配合，可以有效的减小屏蔽层的环流，可以减少电缆在运行时候的损耗以及提高电缆的载流量。
Description
技术领域
本发明属于电线电缆材料技术领域，具体涉及一种采用半导电覆膜的铝塑复合带及其制备方法。
背景技术
目前电缆的主要铝金属护套有皱纹铝护套、平滑铝护套以及铝塑复合带综合护层等三种结构，前两种结构一般采用厚铝板通过整形模具形成圆柱状结构，再通过氩弧焊的方式将铝板焊接，使铝板结合成护套，而铝塑复合带是通过纵包的方式把铝塑复合带包在电缆上，再通过热风枪等加热方式，使铝塑带上胶水融化重新粘结，将铝塑复合带粘粘在一起，形成铝塑复合带综合护套。
传统的铝塑复合带胶水为热熔胶，为绝缘体，采用传统双面铝塑复合带结构的电力电缆由于胶水为绝缘介质，导致铝带和电缆内层的金属屏蔽不能形成良好的电气接触，进而会存在较大的感应电压差，可能会造成局部放电和发热，长期运行可能会引起电缆事故。现在有的公司是原有的铝带双面涂胶，改成单面的，使铝带和屏蔽层接触，但是的粘接性能如果不做改进也是不满足要求的，同时还存在胶水的一面和外面的半导电护套就无法做电气连接的问题。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种采用半导电覆膜的铝塑复合带及其制备方法，使用半导电覆膜，这种结构可以使得铝带和电缆内层金属屏蔽形成良好的电气接触，从而有效的降低电缆的感应电压差，更好的保证电缆的传输性能。
按照本发明的技术方案，所述采用半导电覆膜的铝塑复合带，包括铝带和涂覆在所述内外表面的半导电胶；所述半导电胶由80-90wt％基料和10-20wt％半导电粉末制得。
进一步的，所述铝带的厚度为0.08-0.5mm。
进一步的，所述半导电胶的厚度为0.02-0.1mm。
进一步的，所述半导电胶的体积电阻率为400-1000Ω*m，不包含1000Ω*m，优选为600Ω*m。
进一步的，所述基料为乙烯丙烯酸共聚物(EAA)和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，所述半导电粉末为炭黑。
本发明的另一方面提供了上述采用半导电覆膜的铝塑复合带的制备方法，包括以下步骤：
S1：对铝带的表面进行电化学砂化处理；
S2：将基料和半导电粉末配置成半导电胶水；
将所述半导电胶水涂覆到经电化学砂化处理过的铝带的内外表面，得到所述采用半导电覆膜的铝塑复合带。
进一步的，所述步骤S1中，将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理。
通过砂化对铝带的表面进行适当的粗糙化，从而提高半导电胶与铝带之间的粘结强度。
具体的，在进行电化学砂化处理之前，先将铝带在50-70℃，含15-25g/L NaCO2、15-25g/LNa3PO4及1.5-2.5g/L OP210金属清洗表面活性剂的化学清洗液中处理2-5min，以除去其表面的油污。
进一步的，所述电化学砂化处理的电流密度为1.5-3.5A/dm2。
进一步的，所述步骤S2中，将基料熔融，加入半导电粉末，混匀得到所述半导电胶水，所述熔融的温度为150-180℃。
进一步的，铝带宽度通常为1m或1.5m，所述步骤S2中，半导电胶水涂覆量为2.0-6.0g/m。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明采用半导电覆膜，可以使得铝带和电缆内层金属屏蔽形成良好的电气接触，从而有效的降低电缆的感应电压差，更好的保证电缆的传输性能；本发明铝塑复合带与半导电护套配合，可以有效的减小屏蔽层的环流，可以减少电缆在运行时候的损耗以及提高电缆的载流量。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
下述实施例中，铝带厚度均为0.2mm，电化学砂化处理的电流密度均为2A/dm2
实施例1
(1)将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理；
(2)在150℃条件下，将EAA和炭黑按质量比9：1配置成半导电胶水；将配得的半导电胶水涂覆到经电化学砂化处理过的铝带的内外表面，形成厚度为0.02mm的半导电胶，得到采用半导电覆膜的铝塑复合带。
实施例2
(1)将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理；
(2)在150℃条件下，将EAA和炭黑按质量比8：1配置成半导电胶水；将配得的半导电胶水涂覆到经电化学砂化处理过的铝带的内外表面，形成厚度为0.02mm的半导电胶，得到采用半导电覆膜的铝塑复合带。
实施例3
(1)将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理；
(2)在150℃条件下，将EAA和炭黑按质量比6：1配置成半导电胶水；将配得的半导电胶水涂覆到经电化学砂化处理过的铝带的内外表面，形成厚度为0.02mm的半导电胶，得到采用半导电覆膜的铝塑复合带。
实施例4
(1)将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理；
(2)在150℃条件下，将EAA和炭黑按质量比4：1配置成半导电胶水；将配得的半导电胶水涂覆到经电化学砂化处理过的铝带的内外表面，形成厚度为0.02mm的半导电胶，得到采用半导电覆膜的铝塑复合带。
实施例5
(1)将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理；
(2)在150℃条件下，将EAA和炭黑按质量比4：1配置成半导电胶水；将配得的半导电胶水涂覆到经电化学砂化处理过的铝带的内外表面，形成厚度为0.05mm的半导电胶，得到采用半导电覆膜的铝塑复合带。
实施例6
(1)将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理；
(2)在150℃条件下，将EAA和炭黑按质量比4：1配置成半导电胶水；将配得的半导电胶水涂覆到经电化学砂化处理过的铝带的内外表面，形成厚度为0.1mm的半导电胶，得到采用半导电覆膜的铝塑复合带。
实施例7
(1)将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理；
(2)在150℃条件下，将EVA和炭黑按质量比6：1配置成半导电胶水；将配得的半导电胶水涂覆到经电化学砂化处理过的铝带的内外表面，形成厚度为0.02mm的半导电胶，得到采用半导电覆膜的铝塑复合带。
实施例8
(1)将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理；
(2)在150℃条件下，将基料(EAA与EVA质量比为1：1)和炭黑按质量比6：1配置成半导电胶水；将配得的半导电胶水涂覆到经电化学砂化处理过的铝带的内外表面，形成厚度为0.02mm的半导电胶，得到采用半导电覆膜的铝塑复合带。
对比例1
(1)将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理；
(2)在经电化学砂化处理过的铝带的内外表面涂覆0.05mm的乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA)树脂，得到铝塑复合带。
效果评价
对实施例1和对比例1中所得铝塑复合带进行体积电阻率测试和剥离力测试。其中，剥离力测试的方法如下：
将两块铝塑复合带用热风枪150℃粘结，采取宽1CM长30cm的带材，采用GB/T11017.1标准附录F进行剥离力测试。所得结果如表1所示：
表1实施例和对比例的测试结果
从表1中可以看出：半导电含量越高，其导电性能越好，但是剥离力会减弱，覆膜厚度越大其剥离力越高。其原因是炭黑会影响基料的粘接力，在特定要求下，半导电的比例需要与覆膜厚度同时考虑才能得到需要的效果。
由于在电缆运行过程中，导体的交变电流会对金属屏蔽层产生感应电流，感应电流在一定长度范围内会有感应电压。感应电压ES计算公式为：
ES＝LESO
式中：L为电缆金属套的电气通路上任一部位与其直接接地处的距离，单位为km；
ESO为单位长度的正常感应电势，单位为V/km。
由此可见感应电压的大小与电缆的长度成正比，目前我国标准对ES限值的规定仍为300V。
通常大长度陆缆采用的方式是间隔一段距离采用三相屏蔽交叉互联接地方式来减少感应电压值。但是这种方式会破坏电缆外护层，虽然会做防水处理但是效果肯定不如原本的护套。
大长度海缆由应用场景在水下不能进行交叉互联，只能进行海缆的两端屏蔽层同时接地的方式来减小感应电压。屏蔽层两端接地后屏蔽与大地形成了回路，使得海缆系统运行时会产生屏蔽层的环流。经过测试，单芯海底电缆在金属屏蔽两端接地情况下，屏蔽层的环流值是导体电流的50％-70％。此环流一是发热后导致海缆散热更慢而减小载流量，二是由于发热自身形成的损耗会影响海缆的运维成本。
采用本发明铝塑复合带后，金属屏蔽与护层可以电气连接，导致电缆金属屏蔽均接地，一是电缆外护套无感应电压，二是海缆在屏蔽层无法形成环流，从而减小海缆的损耗(以35kV，3×240mm2三芯海底电缆为例，损耗减少可达2.9％)。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种采用半导电覆膜的铝塑复合带，其特征在于，包括铝带和涂覆在所述内外表面的半导电胶；所述半导电胶由80-90wt％基料和10-20wt％半导电粉末制得。
2.如权利要求1所述的采用半导电覆膜的铝塑复合带，其特征在于，所述铝带的厚度为0.08-0.5mm。
3.如权利要求1所述的采用半导电覆膜的铝塑复合带，其特征在于，所述半导电胶的厚度为0.02-0.1mm。
4.如权利要求1所述的采用半导电覆膜的铝塑复合带，其特征在于，所述基料为乙烯丙烯酸共聚物和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，所述半导电粉末为炭黑。
5.如权利要求1-4中任一项所述的采用半导电覆膜的铝塑复合带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对铝带的表面进行电化学砂化处理；
S2：将基料和半导电粉末配置成半导电胶水；
将所述半导电胶水涂覆到经电化学砂化处理过的铝带的内外表面，得到所述采用半导电覆膜的铝塑复合带。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将铝带浸入以HCl为主要成分的砂化电解液，通入安全电压的电流，进行电化学砂化处理。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述电化学砂化处理的电流密度为5-10A/dm2。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，将基料熔融，加入半导电粉末，混匀得到所述半导电胶水。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述熔融的温度为150-180℃。
10.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，半导电胶水涂覆量为2.0-6.0g/m。
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| CN202111633549.0A CN114334234A (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 采用半导电覆膜的铝塑复合带及其制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117095856A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-11-21 | 特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司 | 一种高压电缆制备方法、生产线以及高压电缆 |
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