CN205984403U - 一种110‑220 kV超高压石墨烯基电力电缆 - Google Patents

一种110‑220 kV超高压石墨烯基电力电缆 Download PDF

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霍振平
张新录
吴俊�
代林林
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Abstract

本实用新型公开了一种110‑220 kV超高压石墨烯基电力电缆，包括导体，所述的导体外层同心依次设有绕包型导体屏蔽层、挤出型导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层；其中，所述的挤出型导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层为三层共挤结构，所述的绝缘屏蔽层外依次设有阻水层、金属护套以及非金属外护套。本实用线芯实现了导体屏蔽与绝缘及绝缘与绝缘屏蔽层光滑无间隙接触，提高均化电场效果，改善阻水层的阻水、缓冲功效，从而大大提高电缆的运行安全。

Description

一种110-220 kV超高压石墨烯基电力电缆
技术领域
本实用新型涉及电力电缆领域，具体涉及一种110-220 kV超高压石墨烯基电力电缆。
背景技术
在电力电缆的国家标准中，对于500 mm2、110 kV及以上交联聚乙烯绝缘电力电缆，要求在导体外面先绕包一层高强度导电带(布)材，然后再挤包内外屏和绝缘，这层导电带(布)材一方面可以防止导体绞合应力对挤出内屏和绝缘层的损伤，另一方面与挤出内屏蔽层一起，提高屏蔽层均化电场效果。但现有技术的导电布(带)材料，因其导电介质主要为炭黑，其体积电阻率在1×105 Ω•cm以上，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。
目前国内110-220 kV超高压交联聚乙烯绝缘电力电缆用半导电屏蔽料基本依赖进口，并且存在体积电阻率高、热稳定性差、挤出工艺性能不佳等问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种110-220 kV超高压石墨烯基电力电缆，实现了导体屏蔽与绝缘及绝缘与绝缘屏蔽层光滑无间隙接触，提高均化电场效果，改善阻水层的阻水、缓冲功效，从而大大提高电缆的运行安全。
本实用新型公开了一种110-220 kV超高压石墨烯基电力电缆，包括导体，所述的导体外层同心依次设有绕包型导体屏蔽层、挤出型导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层；其中，所述的挤出型导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层为三层共挤结构，所述的绝缘屏蔽层外依次设有阻水层、金属护套以及非金属外护套。
本实用新型中，优选地，所述的绕包型导体屏蔽层采用石墨烯基高强度导电布绕包而成，该石墨烯基高强度导电布的体积电阻率在1×103 Ω•cm以下，拉断力大于140 N/cm。
本实用新型中，优选地，所述的挤出型导体屏蔽层和绝缘屏蔽层均采用石墨烯复合高半导电屏蔽料构成，该石墨烯复合高半导电屏蔽料的体积电阻率不大于20 Ω•cm，每平方米表面突起≥200 μm的瑕点分布数量小于10个，每平方米表面突起≥500 μm的瑕点分布数量为0。
本实用新型中，优选地，所述的阻水层采用石墨烯复合半导电弹性阻水材料构成。
本实用新型中，优选地，所述的非金属外护套表面还涂覆牢固的石墨导电层。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型石墨烯粉体具有良好的导电性能和导热性能，将其作为导电填料复合添加到高分子材料中制成的半导电屏蔽材料，其导电性和热稳定性明显提高，同时材料的挤出工艺性能和表面光滑性也得到了改善，将该石墨烯基半导电屏蔽料应用于110-120 kV超高压电缆后，可以提高均化电场效果，有效减少电缆运行中局部放电现象的发生，延长电缆运行寿命。除此之外，将石墨烯粉体和炭纳米管等组分溶于水后经冷冻干燥程序可制备出石墨烯基气凝胶，该石墨烯基气凝胶具有高弹性、超疏水的特点，将其应用于110-220 kV超高压电力电缆的阻水层中，能起到有效的阻水、缓冲功效，从而提高运行安全。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明。
如图1所示，本实用新型所述的一种110-220 kV超高压石墨烯基电力电缆，包括导体1，导体1外层同心依次包覆有绕包型导体屏蔽层2、挤出型导体屏蔽层3、绝缘层4、绝缘屏蔽层5，所述挤出型导体屏蔽层3、绝缘层4、绝缘屏蔽层5为三层共挤结构，所述绝缘屏蔽层5的外层依次为阻水层6、金属护套7和非金属外护套8。其中，导体1为圆形的铜导体，由多股单丝紧压绞制而成；绕包型导体屏蔽层2为石墨烯基高强度导电布绕包而成，该石墨烯基高强度导电布采用尼龙织物表面涂覆石墨烯半导电胶制得，其体积电阻率在1×103 Ω•cm以下，拉断力大于140 N/㎝；挤出型导体屏蔽3和绝缘屏蔽5都采用石墨烯复合高半导电屏蔽料，该石墨烯复合高半导电屏蔽料具有导电性能好、热稳定性高、表面光滑、加工工艺性好的特点，其体积电阻率不大于20 Ω•cm，每平方米表面突起≥200 μm的瑕点分布数量小于10个，每平方米表面突起≥500 μm的瑕点分布数量为0；绝缘层4为XLPE绝缘层；阻水层6采用石墨烯复合半导电弹性阻水材料构成，该材料含有石墨烯气凝胶组分，具有质轻、高弹、超疏水的特点，能起到有效的阻水、缓冲功效；金属护套7采用皱纹铝套；非金属外护套8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》(Restrictionof Hazardous Substances)）规定的环保PVC料、环保PE料或环保低烟无卤料，表面涂覆均匀牢固的石墨导电层。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种110-220 kV超高压石墨烯基电力电缆，其特征在于：包括导体，所述的导体外层同心依次设有绕包型导体屏蔽层、挤出型导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层；其中，所述的挤出型导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层为三层共挤结构，所述的绝缘屏蔽层外依次设有阻水层、金属护套以及非金属外护套。
2.根据权利要求1所述的110-220 kV超高压石墨烯基电力电缆，其特征在于，所述的绕包型导体屏蔽层采用石墨烯基高强度导电布绕包而成。
3.根据权利要求1所述的110-220 kV超高压石墨烯基电力电缆，其特征在于，所述的挤出型导体屏蔽层和绝缘屏蔽层均采用石墨烯复合高半导电屏蔽料构成。
4.根据权利要求1所述的110-220 kV超高压石墨烯基电力电缆，其特征在于，所述的阻水层采用石墨烯复合半导电弹性阻水材料构成。
5.根据权利要求1所述的110-220 kV超高压石墨烯基电力电缆，其特征在于，所述的非金属外护套表面还涂覆牢固的石墨导电层。
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