本發明專利技術涉及一種能量電纜，它包括含電導體，交聯的電絕緣層的至少一個電纜芯，和置于該電纜芯內的沸石顆粒。該沸石顆粒能非常有效地且不可逆地提取并吸收由交聯反應衍生的副產物，以便避免在電纜壽命期間在絕緣材料內空間電荷累積。而且，本發明專利技術涉及從能量電纜芯中的交聯電絕緣層中提取交聯副產物的方法，該方法包括制造含沸石顆粒的能量電纜芯，加熱該能量電纜芯到引起交聯的副產物從交聯的電絕緣層中遷移的溫度；和然后在該能量電纜芯的周圍放置金屬屏蔽層。在加熱步驟期間，該沸石顆粒基本上不可逆地吸收一些交聯副產物，而在環境溫度下為氣態，例如甲烷，或者具有低沸點的一部分交聯副產物通過引起它擴散出電纜芯而消除。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及。
技術介紹
輸送電能的電纜通常包括至少一個電纜芯。該電纜芯通常由被具有半導性能的內 部聚合物層，具有電絕緣性能的中間聚合物層，具有半導性能的外部聚合物層按序覆蓋的 至少一個導體形成。輸送中或高壓電能的電纜通常包括被至少一個屏蔽層包圍的至少一個 電纜芯，所述電纜芯（屏蔽層)典型地由金屬或金屬和聚合物材料制成。該屏蔽層可以制成 線材(編織物)形式，繞電纜芯螺旋纏繞的帶狀物或者繞電纜芯縱向包裹的片材形式。 包圍導體的聚合物層通常由聚烯烴-基交聯聚合物，尤其交聯聚乙烯(XLPE)，或彈 性乙烯/丙烯(EPR)或乙烯/丙烯/二烯烴(EPDM)共聚物（同樣交聯）制成，正例如在W0 98/ 52197中公開的。在導體上擠出聚合物材料之后進行的交聯步驟得到材料滿意的機械和電 性能，甚至在高溫下，在常規使用過程中和在電流過載這兩種情況下。 聚烯烴材料，尤其聚乙烯(XLPE)的交聯過程要求添加交聯劑，通常有機過氧化物 到聚合物材料中，和隨后在溫度下加熱，引起過氧化物解離并反應。副產物主要由有機過氧 化物分解衍生而形成。在連續電場存在下，被捕獲在交聯材料內的這種副產物會引起空間 電荷累積，這種空間電荷累積可引起放電和最終絕緣擊穿，尤其在直流電(DC)能量電纜內。 例如，過氧化二枯基，電纜絕緣使用的最常見的一種交聯劑，形成甲烷(輕質副產物)和重質 副產物，主要地苯乙酮和枯醇。可采用短的脫氣工藝，在相對低溫(約70°C)下，使甲烷從電 纜芯中排放，而苯乙酮和枯醇僅僅可通過在適合于引起副產物迀移的溫度(通常約70°C-80 °C)下，對電纜芯進行長期脫氣工藝，和隨后從電纜芯中蒸發才可除去。這一脫氣工藝必須 進行長的時間（通常15天到約2個月，取決于電纜的尺寸)且不可能連續進行，而是僅僅在可 容納給定電纜長度的大型脫氣裝置中分批進行。這將在大的程度上增加 DC能量電纜的時間 和生產成本。 在US 2010/0314022中，公開了采用擠出的聚合物基電絕緣體系，生產絕緣DC電纜 的方法，該方法包括下述步驟:提供含配混的聚合物組合物，優選配混的聚乙烯組合物的聚 合物基絕緣體系；任選地交聯該聚合物組合物;和最后將該聚合物基絕緣體系暴露于熱處 理工序下，同時聚合物基絕緣體系的外表面被對以非均相分布的在聚合物基絕緣體系內存 在的至少一種物質不可滲透的覆蓋層覆蓋，進而使聚合物基絕緣體系內的至少一種物質的 濃度均等化。所述至少一種物質典型地包括交聯副產物和各種添加劑，所述添加劑典型地 增加材料的導電率。優選地，在DC電纜卷周圍包裹薄的金屬箱或類似物。備選地，不可滲透 的覆蓋層可以是金屬屏蔽層或者在金屬屏蔽層外部排列的外部覆蓋物或者鞘。這一方法的 總體效果是使在電纜芯中沒有除去的交聯副產物在絕緣層內的濃度盡可能多地均等化。 JP 64-024308涉及提供有在內部半導層和絕緣層之間或者在外部半導層和絕緣 層之間放置的空間電荷緩沖層的DC電力電纜，該空間電荷緩沖層由乙烯與用量為0.01- 2mo 1 % / lmo 1乙稀的芳族單體，例如苯乙稀的共聚物形成。由于芳族單體中苯環的共振效果 導致周圍電能被吸收并防止形成空間電荷，且另外可改進基礎聚合物的介電強度。 JP 02-253513涉及交聯的聚乙烯絕緣電纜，它應當防止因與氧氣接觸引起的氧化 降解且應當能在高溫下連續操作。作為有機過氧化物的副產物，枯醇經歷了降解，形成甲 基苯乙烯和水。 在氧氣存在下加速枯醇的降解。絕緣材料降解的結果是，因上述降解形成的濕氣 可引起出現孔隙和蝴蝶結(bow-tie)樹。為了防止這種缺點，將含氧氣吸收劑的塑料材料排 列在中心部分和導體的外部半導層上。作為氧氣吸收劑，可使用脫氧劑，例如稱為Ageless 的商購于Mitsubishi Gas Chemical Co.的產品，所述脫氧劑由氧化鐵/氯化鉀形成。
技術實現思路
申請人面對消除具有交聯絕緣層的能量電纜芯的高溫，長的持續脫氣工藝的問 題，或者至少降低其溫度和/或持續時間，以便增加生產率并減少制造成本。上述目標應當 在沒有增加電纜生產的復雜度下，和當然甚至在安裝多年之后，在對電纜性能沒有任何有 害影響的情況下實現。可通過提供具有在交聯絕緣層附近，更具體地在電纜芯內，例如在電纜導體內部 和/或在外部半導層上布置的沸石顆粒的電纜，解決根據下述說明將更加清楚地顯而易見 的上述和其他問題。該沸石顆粒能非常有效地且不可逆地提取并吸收由交聯反應得到的副 產物，以便避免在電纜的壽命期間在絕緣材料內空間電荷的累積。 因此，根據第一方面，本專利技術涉及一種能量電纜，它包括含電導體，交聯的電絕緣 層的至少一個電纜芯，和置于該電纜芯內的沸石顆粒。 根據第二方面，本專利技術涉及從能量電纜芯的交聯電絕緣層中提取交聯副產物的方 法，所述方法包括下述按序的階段:制造包括電導體，含交聯副產物的交聯電絕緣層，和沸 石顆粒的能量電纜芯；加熱該能量電纜芯到引起交聯副產物從交聯電絕緣層中迀移的溫 度;和然后在該能量電纜芯周圍放置金屬屏蔽層。 本專利技術方法的加熱步驟引起交聯副產物中的至少一部分基本上不可逆地吸收到 沸石顆粒內部，而另一部分擴散到電纜芯外側。 特別地，在加熱步驟期間，沸石顆粒基本上不可逆地吸收一些交聯副產物。在該加 熱步驟期間，一部分交聯副產物(它在環境溫度下為氣態，例如甲烷，或者具有低沸點)通過 引起它擴散出電纜芯而消除。優選地，在70°C-80°C的溫度下進行加熱步驟7-15天的時間。 在交聯的電絕緣層附近內存在沸石顆粒避免延長脫氣工序較長時間(通常15-30天）以供除 去高沸點副產物，例如枯醇和苯乙酮。 除非另有說明，對于本專利技術說明書和隨后權利要求的目的來說，表達用量，數量， 百分比等等的所有數值要理解為在所有情況下用術語"約"修飾。此外，所有范圍包括所公 開的最大點和最小點的任何組合，且包括在其內的任何中間范圍，這些中間范圍可能或者 可能沒有在本文中具體地枚舉。 對于本專利技術的目的來說，術語"中壓"通常是指lkV至35kV的電壓，而"高壓"是指大 于35kV的電壓。 "電絕緣層"是指由具有絕緣性能，亦即具有至少5kV/mm，優選至少10kV/mm的介電 強度(電介質擊穿強度)的材料制成的覆蓋層。 "交聯的電絕緣層"是指由交聯聚合物制成的絕緣層。 對于本專利技術說明書和隨后權利要求的目的來說，"不可逆的吸收"和類似術語是指 一旦被沸石顆粒吸收，則在電纜包圍于氣密鞘，例如金屬屏蔽層內之后，觀察到實質上沒有 副產物釋放。 "芯"或"電纜芯"是指含電導體，包圍所述導體的絕緣層，和任選地至少一層半導 層，例如相對于絕緣層，在徑向向內的位置上包圍導體的內部半導層和/或包圍絕緣層的外 部半導層的電纜部分。 對于本專利技術說明書和隨后權利要求的目的來說，術語"在電纜芯內"是指在電纜芯 組件中至少一個內部或者與之直接接觸的任何位置。 根據第一實施方案，電導體由多個絞合的電導長絲形成，和沸石顆粒置于所述長 絲當中的孔隙內部。本專利技術的電纜可具有一個，兩個或三個電纜芯。 優選地，本專利技術的電纜包括含至少一個半導層的電纜芯。 根據第二實施方案，沸石顆粒與半導層接觸地放置。優選地，這種半導層是位于交 聯的電絕緣層上的外部半導層。 根據第三實施方案本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種能量電纜，它包括含電導體、交聯的電絕緣層的至少一個電纜芯，以及置于該電纜芯內的沸石顆粒。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
【專利技術屬性】
技術研發人員：R·西卡，P·安納利，
申請(專利權)人：普睿司曼股份公司，
類型：發明
國別省市：意大利;IT
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