CN203617033U - 石墨烯复合高半导电聚乙烯屏蔽电力电缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石墨烯复合高半导电聚乙烯屏蔽电力电缆，该石墨烯复合高半导电聚乙烯屏蔽电力电缆包括导体，所述导体外层同心依次包覆有导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层，所述绝缘屏蔽层的外层依次为铜带屏蔽层、包带层和护套层，所述导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层为三层共挤结构，所述导体屏蔽层和绝缘屏蔽层均为石墨烯和聚乙烯复合层。本实用新型的导体屏蔽层和绝缘屏蔽层采用石墨烯和聚乙烯复合层，以达到降低体积电阻率、提高均化电场、实现导体屏蔽和绝缘以及绝缘屏蔽光滑无间隙的效果，从而提高运行安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石墨烯复合高半导电聚乙烯屏蔽电力电缆。
背景技术
在电力电缆国家标准中，对于6KV及以上交联聚乙烯绝缘电力电缆，均要求在导体外面挤包一层半导电聚乙烯材料（导体屏蔽）、在绝缘外面也挤包一层半导电聚乙烯材料（绝缘屏蔽），以达到均化电场并“实现”导体与绝缘及绝缘与金属屏蔽层的光滑无间隙接触的效果。
由于目前半导电聚乙烯是采用在聚乙烯中均匀分散加入炭黑的方式制成，而因炭黑导电性不够理想且颗粒细度不够等因素影响，由此制成的半导电聚乙烯其体积电阻率在40-100Ω·cm之间，因而对电缆产品屏蔽均化电场效果不够理想，尤其对高压和超高压电缆影响尤为明显。
石墨烯具有非同寻常的导电性能、良好的机械性能和导热性能，其微片细度达到10微米以下，可以均匀分散到其他材料中。因此，将石墨烯均匀分散到聚乙烯中可制成石墨烯复合高半导电聚乙烯，其体积电阻率可降到10Ω·cm以下，采用石墨烯复合高半导电聚乙烯代替传统的炭黑复合半导电聚乙烯后，可以大大提高均化电场并“实现”导体与绝缘及绝缘与金属屏蔽层的光滑无间隙接触的效果。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种使电缆半导电屏蔽体积电阻率降到10Ω·cm以下，提高均化电场并实现导体屏蔽与绝缘及绝缘与绝缘屏蔽层的光滑无间隙接触的效果，从而大大提高电缆的运行安全的石墨烯复合高半导电聚乙烯屏蔽电力电缆。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种石墨烯复合高半导电聚乙烯屏蔽电力电缆，包括导体，所述导体外层同心依次包覆有导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层，所述绝缘屏蔽层的外层依次为铜带屏蔽层、包带层和护套层，所述导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层为三层共挤结构，所述导体屏蔽层和绝缘屏蔽层均为石墨烯和聚乙烯复合层。
本实用新型所述石墨烯和聚乙烯复合层为体积电阻率不大于10Ω·cm且石墨烯微片直径不大于10μm的半导电层。
本实用新型所述绝缘屏蔽层外设有检测环，所述检测环中嵌有传感芯片。
本实用新型的导体屏蔽层和绝缘屏蔽层采用石墨烯和聚乙烯复合层，以达到降低体积电阻率、提高均化电场、实现导体屏蔽和绝缘以及绝缘屏蔽光滑无间隙的效果，从而提高运行安全。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图。
图2是本实用新型实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型石墨烯复合高半导电聚乙烯屏蔽电力电缆包括导体1，导体1外层同心依次包覆有导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4，导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4为三层共挤结构，并紧密地挤包在导体1外。绝缘屏蔽层4的外层依次为铜带屏蔽层5、包带层6和护套7。其中，导体1为圆形的铜或铝导体，由多股单丝紧压绞制而成；绝缘层3为XLPE（交联聚乙烯）绝缘层；铜带屏蔽层5（也可采用铜丝屏蔽层）的额定特性阻抗不低于75Ω，其额定载流量不小于1.1KA/S；导体屏蔽层2和绝缘屏蔽层4均采用石墨烯和聚乙烯复合层，该石墨烯和聚乙烯复合层为体积电阻率不大于10Ω·cm且石墨烯微片直径不大于10μm的半导电层，是将石墨烯均匀分散到高密度聚乙烯中制成，具有高半导电特性，其制备方法如《石墨烯/高密度聚乙烯导电复合材料的制备与表征》一文所述（航空材料学报：2013年1期），在此不再赘述；绝缘屏蔽层4外设有检测环，检测环中嵌有传感芯片，通过CT取电（电流感应电源）装置将取电环套在电缆上即可为检测设备供电并读取传感芯片的信息，从而快速获得电缆的检测信息，不仅方便易用，也可大大缩短维护周期，降低运营成本。此外，护套7为符合RoHS环保标准（《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(Restriction of HazardousSubstances)）规定的环保PVC料、环保PE料或环保低烟无卤料。
如图2所示，本实用新型实施例二的导体1为三芯导体结构，导体1外层同心依次包覆有导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4和铜带屏蔽层5，三芯电缆成缆时导体之间空隙有填充，成缆后的三芯导体外依次包覆有包带层6和护套7。
Claims (3)
1.一种石墨烯复合高半导电聚乙烯屏蔽电力电缆，包括导体（1），所述导体（1）外层同心依次包覆有导体屏蔽层（2）、绝缘层（3）、绝缘屏蔽层（4），所述绝缘屏蔽层（4）的外层依次为铜带屏蔽层（5）、包带层（6）和护套层（7），其特征在于：所述导体屏蔽层（2）、绝缘层（3）、绝缘屏蔽层（4）为三层共挤结构，所述导体屏蔽层（2）和绝缘屏蔽层（4）均为石墨烯和聚乙烯复合层。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合高半导电聚乙烯屏蔽电力电缆，其特征在于：所述石墨烯和聚乙烯复合层为体积电阻率不大于10Ω·cm且石墨烯微片直径不大于10μm的半导电层。
3.根据权利要求2所述的石墨烯复合高半导电聚乙烯屏蔽电力电缆，其特征在于：所述绝缘屏蔽层（4）外设有检测环，所述检测环中嵌有传感芯片。
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