RU2606380C1 - Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения - Google Patents
Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606380C1 RU2606380C1 RU2015128406A RU2015128406A RU2606380C1 RU 2606380 C1 RU2606380 C1 RU 2606380C1 RU 2015128406 A RU2015128406 A RU 2015128406A RU 2015128406 A RU2015128406 A RU 2015128406A RU 2606380 C1 RU2606380 C1 RU 2606380C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bis
- electrically conductive
- voltage power
- specific volume
- hydroxyphenyl
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
- H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/46—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes silicones
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к пероксидносшиваемым электропроводящим полиолефиновым компаундам для экранов силовых кабелей высокого напряжения. Предложена электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения, включающая (мас.%): полиолефин (49-62), бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксо-пропил]гидразид (0,05-0,20), тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат) (0,05-0,20), органическую перекись (0,2-1,9), технический углерод с удельным объемным сопротивлением при содержании в полимере ρ=10±6 Ом·см (29-34), технический углерод с удельным объемным сопротивлением при содержании в полимере ρ=5±3 Ом·см (2,5-5), 4,4'-тиабис(6-трет-бутил-м-крезол) (0,05-0,25), стеарат цинка (0,15-1,0), полиэтиленовый воск (3-9), высокомолекулярный силоксан (0,5-1,5). Технический результат - предлагаемая композиция обладает повышенными механическими свойствами и достаточным значением удельного объемного сопротивления, при этом обеспечивает гладкость поверхности раздела электропроводящего экрана и изоляционного слоя, что позволяет повысить эксплуатационные свойства силовых кабелей высокого напряжения, повысить надежность электросетей, снизить стоимость их содержания и обслуживания. 2 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к кабельной технике и может быть использовано для производства пероксидносшиваемого электропроводящего полиолефинового компаунда для экранов силовых кабелей высокого напряжения.
Конструкция кабелей предусматривает наличие трех слоев, наложенных на токопроводящую жилу - электропроводящего полимерного экрана, полимерной изоляции и второго электропроводящего полимерного экрана.
Любые неоднородности, а именно наличие заусениц на проволоках токопроводящей жилы, инородные включения в толще и на поверхности изолированной жилы приводят к локальному повышению напряженности электрического поля и развитию дендритов. Для выравнивания напряженности электрического поля вокруг проволок токопроводящей жилы, снижения напряженности поля на поверхности изоляции кабеля применяют полупроводящие экраны.
Наличие электропроводящего экрана обусловлено необходимостью создания эквипотенциальной поверхности, предназначенной для существенного снижения вероятности пробоя изоляции в некоторой области пространства, где напряженность электрического поля в отсутствие такого экрана могла бы быть чрезмерно высокой.
Известна сшивающаяся электроизоляционная композиция (патент РФ №2440633 «Электроизоляционная сшивающаяся композиция», опубл. 20.01.2012), включающая полиолефин, винилтриметоксисилан или винилтриэтоксисилан, органическую перекись и катализатор сшивки, содержит синергисты - тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат, бензо-пропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид и поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]]) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Винилтриметоксисилан или винилтриэтоксисилан | 1,0-3,0 |
| Органическая перекись | 0,1-0,4 |
| Тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил- | |
| -4-гидроксифенил)пропионат | 0,05-0,3 |
| Бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1- |
диметилэтил)-
| -4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4- | |
| -гидроксифенил]-1-оксопропил] гидразид | 0,1-0,5 |
Поли-[[6-[(1,1,3,3-тетраметил-4-
пиперидинил)имино]
| -1,6-гександиил [(2,2,6,6-тетраметил-4- |
пиперидинил)
| имино]]) | 0,1-5,0 |
| Катализатор сшивки | 0,05-1,0 |
| Полиолефин | остальное |
Данная полимерная композиция обладает изоляционными свойствами, когда для создания эквипотенциальной поверхности необходимы слабые электропроводящие свойства.
К недостаткам известной сшивающейся электроизоляционной композиции следует отнести недостаточную механическую прочность, при испытании прочности на разрыв не достигаются значения, которые необходимы для экранов кабелей высокого напряжения.
Известна электропроводящая пероксидносшиваемая композиция композиция (патент РФ №2500047 «Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция», опубл. 27.11.2013), включающая полиолефин, бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид, тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат), органическую перекись, дополнительно содержит электропроводящий технический углерод с удельным объемным сопротивлением при содержании в полимере ρ=10±6 Ом*см, технический углерод с удельным объемным сопротивлением при содержании в полимере ρ=5±3 Ом*см, 4,4'-тиабис(6-трет-бутил-м-крезол), стеарат цинка, полиэтиленовый воск, мас.%:
| Полиолефин | 49-62 |
| Технический углерод с удельным объемным сопротивлением при | |
| содержании в полимере ρ=10±6 Ом*см | 29-34 |
| Технический углерод с удельным объемным сопротивлением при | |
| содержании в полимере ρ=5±3 Ом*см | 2,5-5 |
| 4,4'-тиабис(6-трет-бутил-м-крезол) | 0,05-0,25 |
| Тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4- | |
| гидроксифенил)пропионат) | 0,05-0,20 |
| Бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси- | |
| 2-[3 -[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1- | |
| оксопропил]гидразид | 0,05-0,20 |
| Стеарат цинка | 0,15-1,0 |
| Органическая перекись | 0,2-1,9 |
| Полиэтиленовый воск | 3-9 |
Следует отметить, что требования к качеству полупроводящих экранов высоковольтных кабелей достаточно высокие. Концентрация и размеры поверхностных дефектов в композициях для экранов должны быть минимальны, а материал должен иметь повышенную химическую чистоту и тепловую устойчивость.
Поэтому одним из основных недостатков известной композиции является шероховатость поверхности при совместном экструдировании экрана и изоляции. Использование указанной известной композиции в силовых кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 64/110 кВ (внешний и внутренний выступы электропроводящего экрана) составляет от 67 до 75 мкм, что не удовлетворяет требованиям ТУ 16-705-495-2006 «Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 64/110 кВ».
Задачей, на решение которой направлено изобретение является повышение качества электропроводящей пероксидносшиваемой композиции для экранов силовых кабелей высокого напряжения как с точки зрения электрофизических характеристик полупроводящих покрытий, так и с точки зрения их стабильности и воспроизводимости, обеспечение гладкости поверхности раздела электропроводящего экрана и изоляционного слоя, повышение эксплуатационных свойств силовых кабелей высокого напряжения и их пропускной способности.
Поставленная задача достигается тем, что в электропроводящую пероксидносшиваемую композицию для экранов силовых кабелей высокого напряжения, включающую полиолефин, бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид, тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат), органическую перекись, технический углерод с удельным объемным сопротивлением при содержании в полимере ρ=10±6 Ом*см, технический углерод с удельным объемным сопротивлением при содержании в полимере ρ=5±3 Ом*см, 4,4'-тиабис(6-трет-бутил-м-крезол), стеарат цинка, полиэтиленовый воск, дополнительно введен высокомолекулярный силоксан при следующем содержании компонентов, мас.%:
| Полиолефин | 49-62 |
| Технический углерод с удельным объемным сопротивлением при | 29-34 |
| содержании в полимере ρ=10±6 Ом*см | |
| Технический углерод с удельным объемным сопротивлением при | 2,5-5 |
| содержании в полимере ρ=5±3 Ом*см | |
| 4,4'-тиабис(6-трет-бутил-м-крезол) | 0,05-0,25 |
| Тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4- | 0,05-0,20 |
| гидроксифенил)пропионат) | |
| Бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси- | 0,05-0,20 |
| 2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1- | |
| оксопропил]гидразид | |
| Стеарат цинка | 0,15-1,0 |
| Органическая перекись | 0,2-1,9 |
| Полиэтиленовый воск | 3-9 |
| Высокомолекулярный силоксан | 0,5-1,5 |
Отличительным признаком является введение в электропроводящую пероксидносшиваемую композицию для экранов силовых кабелей высокого напряжения на стадии смешивания ингредиентов высокомолекулярного силоксана и определение экспериментальным путем оптимального интервала добавки, который составляет от 0,5 до 1,5%, что позволяет обеспечить гладкость поверхности раздела электропроводящего экрана и изоляционного слоя и улучшить электрофизические характеристики полупроводящего покрытия.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующим примерами, которые представлены в таблице 1.
Для оценки качества поверхности из предлагаемой композиции изготавливались лабораторные образцы, позволяющие оценить величину внешнего и внутреннего выступа электропроводящего слоя. Величина выступа определялась на лабораторном микроскопе (LABOVAL 4).
Исходя из анализа приведенных примеров, оптимальный интервал добавки высокомолекулярного силоксана определен и составляет от 0,5-1,5%. При введении силоксановой добавки достигается необходимая гладкость поверхности. При концентрации ниже 0,5% не достигается гладкости границы раздела электропроводящего и изоляционного слоев. При концентрации выше 1,5% реологические свойства композита меняются настолько, что становится проблематичным его формовка.
При введении высокомолекулярного силоксана в размере 2,0% композиция плохо формуется, происходит залипание на шнеке экструдера, и, соответственно, получается разнородные гранулы неправильной формы.
Указанные диапазоны содержания компонентов в электропроводящей пероксидносшиваемой композиции для экранов силовых кабелей высокого напряжения следует признать оптимальными. Именно в этих пределах достигается наилучшее качество композиции как с точки зрения физических свойств, так и с точки зрения их стабильности и воспроизводимости.
В таблице 2 приведены технические параметры предлагаемых примеров электропроводящей пероксидносшиваемой композиции для экранов силовых кабелей высокого напряжения, такие как тепловая деформация, прочность при разрыве, относительное удлинение при разрыве, оценка качества поверхности образца (высота выступа) и удельное объемное сопротивление.
Электрофизические характеристики полупроводящих покрытий, такие как удельное сопротивление и диэлектрическая проницаемость, существенным образом влияют на распределение напряженности электрического поля, потери в кабеле и его пропускную способность.
Применение полупроводящих экранов по жиле и изоляции приводит к уменьшению напряженности электрического поля на поверхности как жилы, так и изоляции.
Полупроводящие экраны наносятся одновременно с экструдированием сшитой полиэтиленовой изоляции методом тройной экструзии. Такая технология обеспечивает хорошую адгезию между экранами и изоляцией, а также отсутствие газовых включений в изоляции и на границе с экранами, уменьшает вероятность образования дендритов.
По сравнению с аналогами предлагаемая композиция обладает более высокими механическими свойствами и достаточным значением удельного объемного сопротивления, а также обеспечивает гладкость поверхности раздела электропроводящего экрана и изоляционного слоя, что позволяет повысить эксплуатационные свойства силовых кабелей высокого напряжения.
Предлагаемая электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения пригодна к переработке на существующих производственных линиях кабельных заводов и является технологичной и недорогой.
В целом использование предлагаемой электропроводящей пероксидносшиваемей композиции для экранов силовых кабелей высокого напряжения позволит значительно повысить надежность электросетей, снизить стоимость их содержания и обслуживания.
Claims (2)
- Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения, включающая полиолефин, бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид, тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат), органическую перекись, технический углерод с удельным объемным сопротивлением при содержании в полимере ρ=10±6 Ом·см, технический углерод с удельным объемным сопротивлением при содержании в полимере ρ=5±3 Ом·см, 4,4'-тиабис(6-трет-бутил-м-крезол), стеарат цинка, полиэтиленовый воск, отличающаяся тем, что дополнительно содержит высокомолекулярный силоксан при следующем содержании компонентов, мас.%
-
Полиолефин 49-62 Технический углерод с удельным объемным сопротивлением при 29-34 содержании в полимере ρ=10±6 Ом·см Технический углерод с удельным объемным сопротивлением при 2,5-5 содержании в полимере ρ=5±3 Ом·см 4,4'-тиабис(6-трет-бутил-м-крезол) 0,05-0,25 Тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4- гидроксифенил)пропионат) 0,05-0,20 Бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси- 2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1- оксопропил]гидразид 0,05-0,20 Стеарат цинка 0,15-1,0 Органическая перекись 0,2-1,9 Полиэтиленовый воск 3-9 Высокомолекулярный силоксан 0,5-1,5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015128406A RU2606380C1 (ru) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015128406A RU2606380C1 (ru) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2606380C1 true RU2606380C1 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015128406A RU2606380C1 (ru) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2606380C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2664872C1 (ru) * | 2017-07-14 | 2018-08-23 | Акционерное общество "Лидер-Компаунд" | Электропроводящая полимерная композиция |
| RU2664873C1 (ru) * | 2017-07-14 | 2018-08-23 | Акционерное общество "Лидер-Компаунд" | Электропроводящая полимерная композиция с низким удельным объёмным сопротивлением |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2210826C2 (ru) * | 1997-07-30 | 2003-08-20 | Рейкем Лимитед | Электроизоляционный материал для высокого напряжения |
| RU2440633C1 (ru) * | 2010-09-28 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | Электроизоляционная сшивающаяся композиция |
| RU2500047C1 (ru) * | 2012-05-03 | 2013-11-27 | ЗАО "Лидер-Компаунд" | Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция |
| EP2084717B1 (en) * | 2006-10-27 | 2015-06-03 | Borealis Technology OY | Semiconductive polyolefin composition |
-
2015
- 2015-07-13 RU RU2015128406A patent/RU2606380C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2210826C2 (ru) * | 1997-07-30 | 2003-08-20 | Рейкем Лимитед | Электроизоляционный материал для высокого напряжения |
| EP2084717B1 (en) * | 2006-10-27 | 2015-06-03 | Borealis Technology OY | Semiconductive polyolefin composition |
| RU2440633C1 (ru) * | 2010-09-28 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | Электроизоляционная сшивающаяся композиция |
| RU2500047C1 (ru) * | 2012-05-03 | 2013-11-27 | ЗАО "Лидер-Компаунд" | Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2664872C1 (ru) * | 2017-07-14 | 2018-08-23 | Акционерное общество "Лидер-Компаунд" | Электропроводящая полимерная композиция |
| RU2664873C1 (ru) * | 2017-07-14 | 2018-08-23 | Акционерное общество "Лидер-Компаунд" | Электропроводящая полимерная композиция с низким удельным объёмным сопротивлением |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Improved DC performance of crosslinked polyethylene insulation depending on a higher purity | |
| EP1916672B1 (en) | Flexible power cable with improved water treeing resistance | |
| JP2007103247A (ja) | 絶縁組成物および電線・ケーブル | |
| CN108699305B (zh) | 具有更高的抗应力发白性的聚合物组合物 | |
| RU2606380C1 (ru) | Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения | |
| EA018317B1 (ru) | Кабель низкого, среднего или высокого напряжения, включающий сшиваемую полиолефиновую композицию, содержащую дикарбоксилат дигидрокарбилолова в качестве катализатора силанольной конденсации | |
| Pradeep et al. | Effect of ATH content on electrical and aging properties of EVA and silicone rubber blends for high voltage insulator compound | |
| JP6720711B2 (ja) | ケーブル | |
| RU2500047C1 (ru) | Электропроводящая пероксидносшиваемая композиция | |
| Kim et al. | Lifetime assessment for oil-paper insulation using thermal and electrical multiple degradation | |
| CN111349287B (zh) | 包含至少两种同相聚合物的聚合物组合物 | |
| US2096840A (en) | High tension rubber insulated cable | |
| Lau et al. | Space charge dynamics in silica-based polyethylene nanocomposites | |
| US20200143960A1 (en) | Direct current power cable | |
| RU2664872C1 (ru) | Электропроводящая полимерная композиция | |
| Kemari et al. | Nonlinear regression modeling to predict thermal endurance of xlpe material under thermal aging | |
| Ibrahim et al. | Effect of external electric field during sample preparation on dielectric properties of PVC nanocomposites | |
| RU2664873C1 (ru) | Электропроводящая полимерная композиция с низким удельным объёмным сопротивлением | |
| KR20200078402A (ko) | 용이하게 박리가능한 반도전층을 포함하는 케이블 | |
| KR20200077439A (ko) | 적어도 하나의 가교 층을 포함하는 전기 케이블 | |
| Zebouchi et al. | Electric characterization of films peeled from the insulation of extruded HVDC cables | |
| RU2614145C1 (ru) | Электропроводящая полимерная композиция | |
| Castellani et al. | Water treeing retardant materials for cable insulators | |
| Smedberg et al. | The degassing process of HV XLPE cables and its influence on selected electrical properties | |
| Abou-Dakka et al. | Space charge evolution in XLPE and EPR under high uniform electric fields |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190714 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210216 |