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1、四川大学硕士学位论文可交联LDPE高压电力电缆绝缘料的研制姓名：黎三雄申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：刘廷华20030601四J I l 太学硕士举位论文可交联L D P E 高压电力电缆绝缘料的研制掰分子材料成戮加工专业1 阱究生：黎三雄指导教师 刘穗华为了潋变国内高砥电力电缆绝缘料尚需大量进翻；f 廿国内研制的高藤逛力魄缓绝缘辩存奁熬工设蠢繁杂、戆耗大和工藏滚程长等虿是的现状，本论文采用国产通用树脂，加入交联剂、抗氯剂、加工助剂等，通过魏瑾疆覆鞠熔融共漫豹方法，爆冒产设餐特定勰缀合裟特定数生产工艺，成功开发了可交联L D P E 高愿电力电缆绝缘料。试制的这种缝缘辩吴商枣场上
2、绝缘辩要求懿貘量擐标期热工性能。可以替代弱等缀的进口产品，为国家节省外汇，为电缆厂降低生产成本，擒高我阐高援电力泡缆豹生产水平。奖键词t 瞧力电缆缀缘X L P E 交联过氯化物W 变鼗捞淹高压电力电臻楚缘料酌褥裁T h eS t u d yo nC r o s s l l n k b l eL o wD e n s i t yP o l y e t 勰l e n eG r a n u l e sf o rI n s u l a t i o no fH i g hV o l t a g eP o w e rC a b l eW a j o r ：M a t e r i a lP r o c e
3、 s sE n g i n e e r i n gG r a d u a l ：琰，S a n x i o n gA d v i s o r ：L i u 。T i n g h u aT h e r e 瓣s o m ed i s a d v a n t a g e si 娃t h ep r o c e s s i n go ft h em a t e r i a l sf o rt h ei n s u l a t i o no fh i g hv o l t a g ep o w e rc a b l ei nC h i n as u c ha st h ep r o c e s se q
4、 u i p m e n t sa r ec o m p l i c a t e ，w h i c hn e e dm o r ee n e r g ya n dt h ep r o c e s sf l o wi sl o n ga n dS OO n ，w en e e dt oi n t a k et h a tv a s ts c a l ef r o mf o r e i g ne n t e r p r i s e sy e t * I no r d e rt oc h a n g et h ep r e s e n ts t a t u s ，t h i sp a p e rh
5、a ss u c c e s s f u l l yd e v e l o p e dt h em a t e r i a l sw i t hl l e wp r o c e s se q u i p m e n t sa n dn e wp r o c e s sf l o w w h i c ha r em a d ew i t hc o m p o u n d sc o m a i n i n gu n i v e r s a lr e s i n so fc h i n aa n da s s i s t a n t ss u c ha sp e r o x i d e 。a n t
6、 i o x i d a n ta n dS Oo n 。T h ec o m p o u n d sa r ee x t r u d e dt h r o u g hs p e c i a le q u i p m e n t sa n dp r o c e s sf l o wa tat e m p e r a t u r eb e l o wt h ed e c o m p o s i t i o nt e m p e r a t u r eo ft h ep e r o x i d ea f t e rm i x e di ns p e c i a le q u i p m e n t
7、 s ，T h es t u d i e di n s u l a t i o nm a t e r i a l sh a v es a t i s f i e dt h en a t i o n a ls t a n d a r d sa n dh a v eg o o dp r o c e s sp r o p e r t i e s ，w h i c hC a l lr e p l a c et h es a 稚l el e v e lp r o d u c t so ff o r e i g na n dw h i c hC a l ls p a r en a t i o n a lf
8、 o r e i g ne x c h a n g ea n dr e d u c eC o s t 稻rc a b l ew o r k s 。K e yW o r d s ：p o w e rc a b t ei n s u l a t i o nx l p ep e r o x i d ec r o s s l i n k四川大学硕士学位论文1 绪论由于相对架空线路受外界环境等的影响少、安全可靠、隐蔽和耐用等优点以及在一些特殊场合的需要，电力电缆的发展非常迅速。随着相关开发研究的不断深入，新品种、新工艺不断涌现。特别是在近些年，交联聚乙烯( X L P E ) 电力电缆异军突起，发展速度
9、迅猛，并展现出广阔的应用前景。1 1 电力电缆的种类及其优缺点1 1 1 电力电缆的种类目前电力电缆的分类可以按绝缘材料、结构特征、敷设环境和耐压等级等方法进行“1 。但通常以第一种方法来区分：表1 1电力电缆按绝缘材料的类型的分类类别品种粘性浸渍纸绝缘型( 统包型、分相屏蔽型)油纸绝缘不滴流浸溃纸绝缘型( 统包型、分相屏蔽型)有油压、油浸渍纸绝缘型( 自容式充油电缆和钢管充油电缆)聚氯乙稀绝缘型塑料绝缘聚乙烯绝缘型交联聚乙烯绝缘型天然橡胶绝缘型 橡胶绝缘 乙丙橡胶绝缘型1 1 2 各种电力电境的特点( 一) 油纸绝缘电缆( 1 ) 粘性浸渍纸绝缘电缆：该产品开发较早，制造质量比较稳定，具有较
10、长的制造和运行经验，工作寿命长。缺点是油易滴流，不宜作高落差敷设；允许工作场强较低，不宜作太高电压使用。可交联L D P E 离压电力电缆绝缘料的研制( 2 ) 不滴流浸渍纸绝缘电缆：漫渍剂在工作温度下不滴流，适磨高落差敷设：工作帮命较粘性浸渍纸篼缘电缆更长；有较高的绝缘稳定性，但成本较糙怯浸渡纸绝缘电缆巍。( 二) 塑料绝缘电缆( ) 聚氯己烯镌缘耄缆：王艺毪辘好，荔予嬲工，弦学稳迩毪豢( 瑟砉油、耐酸、耐碱和耐腐蚀) ，非延燃性，生产效率高，价格低廉，敷设维护麓单。在羝蕊电缆方面已有取代油澄纸绝缘电缆豹趋势。( 2 ) 聚己烯绝缘电缆：有良好的介电性能，介质损耗角正切蝮小，绝缘电阻高；工麓
11、性能好，易于加工，耐湿性好，比滋小。但抗电晕及耐热性熊较差，受热暴变形或拜裂。用予较麓舱工揍瞧爨等级时，必须加入特殊添加荆。( 3 ) 交黻聚乙烯绝缘电缆：毫气牲戆好，击穿毫场强痉离，奢矮撰耗角正切值小，绝缘电阻高。有较高的耐热性和耐老化性，允许工作温度商，载流量大，适窟予裔落差与垂直敷设，是一种饭有发展前途的高压电缆。( 三) 橡胶绝缘电缆橡胶鳃缘电缀戆耱獒缀多，主爨是天然橡胶魉不愿款添攘裁缌成的各种橡胶都具有良好的柔软性，易弯曲，磁很大的范围内具有弹性，存较努静毫气往裁霍诧擎稳定褴，毽耐龟鼙、爵嶷氧、嚣灌靛较差，一般适用于1 K V 及以下电压等级的线路，惚人工合成的己丙橡胶可用于3 5
12、K V 及戳下的电缆。浊纸绝缘型瞧力电缆在2 0 世纪七十颦代以前在墩力系统中基本上是“一统天下”，为社会的进步作出了不可磨灭的贡献。傻是随着社会黪发震，黠电力羧遴要求豹苓赣撵裹，滚纸缀缘型瞧力毫爨圭予莫不宣高落差敷设、旌工复杂及对电缆工的技术要求偏离等缺点，逐渐被橡胶绝缘壅和凝料绝缘墅魄力毫缆掰取代。I 。2 交联聚乙爝( X L P E ) 电力魄罐聚乙烯作为绝缘虽具有优良的电气性能佩属于热塑性材料，并置熟变形漱度较低，大约为7 0 左右，鬻魏，警电缆遥遘较大的电漉时，绝缘滕就会熔融变形，这是由聚乙烯的分子结构决定的。如果加2霹川大学联学搜逊文入交联荆使直镳状的聚乙烯分子交联形成三缝网终绥
13、掏，就霹默改善聚乙烯的耐热变形性能、耐老化性能和机械性能。聚乙烯转交联方法畜甥理法耧纯学法之努：兹毽方法怒疆瓣法；化举方法有过氧化物交联和醚烷交联法。至于县体的交聪机理和各自的特点在第二章详细舟绍。袭i 一2X L P E 绝缘与其他绝缘誊| 料的性能对比性能单位X L P B聚乙烯聚氯z l乙丙橡油浸纸燎艘体积电阻( 2 00 丰ml O “1 0 。11 0 1 1 0 ：1 0 ：)电气介电常数( 2 02 32 35 0| 03 5性艟、5 0 H z )介质损耗是正0 0 0 0O 。0 0 0O 0 70 0 0 30 。( ) 0 3切( 2 0 、5 0 H z )5b奔遣强度
14、K V m m3 0 3 0 7 05 0母体最大工作9 07 57 08 56 5耐热温度I 性能兔谗最大短路2 5 0l S 01 3 52 5 02 S O瀛度税辕拣强强凌M P a1 8 41 89 S性能伸长率6 0 07 0 02 5 08 5 0耐老l O O 优斑可优魏忧性1 2 0 俄燃差良可能1 5 0 蓖熔可差冀毯援煞变形( 1 5 0羹熔差侥嶷性能)耐油( 7 0 )趋懿良差浆软( 一l O )怠差差优可交联L D P E 高压电力电缆绝缘料的研制x I 。P E 电缆由于耐热性和机械性能好，传输容量大，不仅适用于中低压，而且还可以应用到高压和超高压中。随着聚合物改性技
15、术的日益成熟，高压、超高压的交联聚乙烯电力电缆被陆续开发出来并投入使用。X L P E 电力电缆之所以受到重视，是因其有着优异的综合性能”。“，如电气性能好，击穿电场强度高，介质损耗角正切值小，绝缘电阻高；有较好的耐热性和耐老化性能，允许工作温度高；载流量大，适宜于高落差与垂直敷设等。X L P E 电力电缆正是凭借自身的优异综合性能及在中高压、超高压电力传输方面的特殊性能，越来越受到人们的青睐。1 3 国内外X L P E 电力电缆和电缆料的发展现状1 3 1 国外的现状交联聚乙烯电力电缆最早是由美国G E 公司开发的，1 9 5 7 年G E公司采用过氧化物进行化学交联的生产工艺获得了成功
16、后，首先在美国得到广泛的使用。随后1 9 5 9 年日本、瑞典等国家也开发了这项技术。到目前为止，国外发达国家交联聚乙烯电力电缆得到了很大的发展，中高压X L P E 电力电缆的生产和检测技术己标准化，并己开始大量投入使用，基本取代了充油电缆。随着对超高压于式电缆的试验研究和开发利用，其绝缘性能和机理己清楚了解，超高压干式电缆的制造工艺也趋于成熟。特别是各公司随着对电缆检测手段逐步完善，电缆的质量得到有效的控制，使超高压干式电缆在工程应用中能够可靠、安全地运行。当今超高压干式电缆发展较快的国家主要是日本、法国和德国“。日本日立公司于1 9 8 7 年生产了世界上第一条5 0 0 K V 交联聚乙烯干式电缆，安装在日本下乡抽水蓄能电站，电缆长5 6 0 m ，截面8 0 0 m m ：，落差6 0 m ；日本东京电力公司在5 0 0 K V 电网中首次采用了4 0 k m 长距离x I P E 电缆，接线方式为双回路，截面为l 2 5 0 0 m m ：，该工程已于2 0 0 0年1 1
