含复合绝缘层的1kV及以下绝缘管型母线及其制备方法

文档序号:10571145阅读:430来源:国知局
含复合绝缘层的1kV及以下绝缘管型母线及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种含冷缩?热缩复合绝缘层的1KV及以下电压等级管型母线及其制备方法,所述管型母线的截面结构为四层,由内向外依次为金属管导体层、冷缩?热缩复合绝缘层(内层为三元乙丙橡胶冷缩层,外层为聚烯烃热缩层)、金属接地屏蔽层、外防护套层。本发明提供的是适合于1KV及以下电压等级绝缘管型母线产品,其特点为冷缩、热缩绝缘层复合挤出的收缩管,经加热收缩后可以与金属导体管很好的贴合而不存在间隙,不会受冷热环境的影响而出现热胀冷缩的现象;同时本发明的生产工艺简单易行,减少人工及劳动强度,产品质量不受人为因素影响,生产效率及成品率大幅度提升,成本降低,为企业增加了综合竞争力。
【专利说明】
含复合绝缘层的IkV及以下绝缘管型母线及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及到冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线及其制备方法,属于管型母线的制造加工领域。
【背景技术】
[0002]绝缘管型母线因其具有大电流、散热性好、聚肤效应低、功率损失小、高机械强度、良好的绝缘性能、抗环境干扰、安全系数高、安装维护方便以及使用寿命长等特点,被越来越多的客户认可与接受,并被大范围的应用到输变电线路中。但目前,国内所生产的绝缘管型母线的绝缘层制造工艺仍需要改进和完善,如聚四氟乙烯绕包绝缘管型母线与绕包绝缘层间有间隙、存在局部放电偏高的问题;环氧树脂浇注绝缘管型母线存在成本较高、绝缘材料和导体材料热胀冷缩不一致可能引起绝缘层龟裂问题;乙丙橡胶共挤绝缘管型母线无法实现弯管结构直接挤包,挤包完成后弯管存在绝缘层应力集中或导体开裂的质量问题等。

【发明内容】

[0003]本发明的目的在于提供一种冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线以达到改善管型母线的性能,其截面结构为四层,由内向外依次为金属管导体层、冷缩_热缩复合绝缘层(冷缩内绝缘层和热缩外绝缘层)、金属接地屏蔽层、外护套层。本发明打破了传统管型母线采用聚四氟乙烯绕包或热缩多层热缩套管的加工工艺,从而实现了企业生产管型母线的高质量、高效率。本发明的冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线结构简单、生产方便,产品质量不受人员因素影响,生产效率大幅度提高,同时企业制造成本降低,为企业增加了综合竞争力。具体技术方案如下:
本发明提供一种含复合绝缘层的IkV及以下绝缘管型母线,所述绝缘管型母线为四层,由内向外依次为金属管导体层、冷缩-热缩复合绝缘层、金属接地屏蔽层、外防护套层;所述金属管导体层为铜、铝或其合金的一种;所述冷缩-热缩复合绝缘层包括冷缩内绝缘层、热缩外绝缘层。
[0004]本发明中所述冷缩-热缩复合绝缘层由如下重量份数的组分制成:其冷缩内绝缘层由三元乙丙橡胶100份,防老剂0-4份,抗氧剂0.3-1份制成;热缩外绝缘层由聚乙稀30-90份,热塑性弹性体10-70份,抗氧剂0.3-1份制成。
[0005 ] 优选地,所述三元乙丙橡胶为吉林化学工业公司的EPDM4045。
[0006]优选地,本发明中所述聚乙烯为LDPE、LLDPE、MDPE或HDPE中的一种或者任意几种的共混物,熔融指数0.2-2.0g/10min。
[0007]优选地,所述热塑性弹性体为EVA、EEA、EAA或EMA,熔融指数1.5_5g/10min。
[0008]优选地,所述防老剂为橡胶防老剂RD。
[0009]优选地,所述抗氧剂为Ciba的IRGANOX B-215,其为受阻酚抗氧剂1010和有机亚磷酸酯168协效复合物。
[0010]进一步的,本发明还提供了上述冷缩-热缩复合绝缘层所对应的制备方法,具体步骤如下:
1)冷缩内绝缘层的母料制备:将三元乙丙橡胶板在橡胶切胶机上切成长条块状,在破碎机上破碎成颗粒,然后将颗粒状橡胶、防老剂、抗氧剂在搅拌机内高速搅拌,搅拌l_5min,待混料温度达到45-60 0C时结束搅拌。最后将均匀混好的物料投料到捏炼机中100-150 °(:密炼35min,之后经造粒机制成冷缩内绝缘层母料;
2)热缩外绝缘层的母料制备:先将聚乙烯、热塑性弹性体、抗氧剂按比例投料到搅拌机内高速搅拌l_5min,然后将均匀混好的物料投料到双螺杆造粒机制成聚烯烃热缩外绝缘层母料;
3)冷缩-热缩复合绝缘管坯的制备:采用共挤技术一次成型,即将冷缩内绝缘层、热缩外绝缘层母料在双层共挤模具的两台单螺杆挤出机中在110-160°C下一次挤出成型总厚度为4-5mm厚的冷缩-热缩复合管坯;
4)辐照交联:冷缩-热缩复合绝缘管坯在5.0MeV能量电子加速器辐射交联;
5)扩张步骤:交联好的冷缩-热缩复合绝缘管坯在150°C_ 180 °C下正压连续扩张,最终定型为扩张倍率为2-3倍、连续长的冷缩-热缩复合绝缘管。
[0011]进一步地,本发明还公开了含复合绝缘层的IkV及以下绝缘管型母线的制备方法,主要包括如下步骤,
1)金属管导体加工:选用铜、铝或其合金的一种作为金属管导体,清洗除去金属管导体表面粉尘,再对其进行表面抛光处理,最后再用丙酮或酒精清洗擦拭干净;
2)冷缩-热缩复合绝缘管加热收缩于处理好的金属管导体外表面;
3)冷缩-热缩复合绝缘管外表面做金属接地屏蔽层;
4)金属接地屏蔽层外表面包覆外护套层,可以有效防止辐射、凝、露、霜、雨水及雾霾的进入。
[0012]本发明具有的有益效果:本发明提供的冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线,由于冷缩-热缩复合绝缘层可以与金属管导体很好的贴合而不会存在层与层之间的间隙。EPDM橡胶层之所以被称为冷缩层,是因为扩张后的冷缩-热缩复合绝缘管,如果小心将外面聚烯烃热缩层剥切干净,不需要加热的情况下,内层的橡胶弹性体绝缘层就会自动收缩,这种功能可以实现与导体长期的“同呼吸”一一不会受冷热环境的影响而出现热胀冷缩的现象,加上纯树脂的绝缘材料有优良的电气性能和化学稳定性,介质损耗小,辐射交联后可大大延长绝缘层的老化寿命,提高了绝缘层的耐温等级;另外,本发明在应用过程中可以将金属管先弯管,之后再套上大扩张倍率的冷缩-热缩复合绝缘管,加热收缩时弯管处不堆褶,进而解决管型母线一种现存的挤包工艺的后弯管绝缘层应力集中或开裂的问题;同时本发明的冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线生产操作及工艺简单易行,减少人工及劳动强度,产品质量不受人为因素影响,生产效率及成品率大幅度提升,使生产企业制造成本降低,为企业增加了综合竞争力。
【附图说明】
[0013]图1为本发明管型母线结构示意图;
图中:1-金属管导体层,2-冷缩-热缩复合绝缘层,21-冷缩内绝缘层,22-热缩外绝缘层,3-金属接地屏蔽层,4-外防护套层。
【具体实施方式】
[0014]下面通过具体实施例来对本发明做进一步的解释说明。
[0015]实施例一
(一)制备冷缩-热缩复合绝缘管
原料组成:冷缩内绝缘层:三元乙丙橡胶EPDM(吉化牌号为4045) 100重量;Ciba的IRGANOX B215抗氧剂0.3重量份数;市售防老剂RD 2重量份数。热缩外绝缘层:聚乙烯LDPE(燕山石化li2A) 80重量份数;热塑性弹性体EVA(法国阿托菲纳牌号2803) 20重量份数;Ciba的IRGANOX B215抗氧剂0.3重量份数。
[0016]冷缩-热缩复合绝缘管的制备:
1)冷缩内绝缘层的母料制备:将三元乙丙橡胶板在橡胶切胶机上切成长条块状,在破碎机上破碎成颗粒,然后将颗粒状橡胶、防老剂、抗氧剂在搅拌机内高速搅拌,搅拌3min,待混料温度达到55 °C时结束搅拌。最后将均匀混好的物料投料到捏炼机中135 °C密炼35min,之后经造粒机制成冷缩内绝缘层母料;
2)热缩外绝缘层的母料制备:先将聚乙烯、热塑性弹性体、抗氧剂按比例投料到搅拌机内高速搅拌3min,然后将均匀混好的物料投料到双螺杆造粒机制成热缩外绝缘层母料;
3)冷缩-热缩复合绝缘管坯的制备:采用共挤技术一次成型,即将内绝缘层、外绝缘层母料在双层共挤模具的两台单螺杆挤出机中在110 °C -155 °C下挤出内经为30mm,内绝缘层厚2.0±0.1mm,外绝缘层厚2.0 ±0.1mm;
4)辐照交联:冷缩-热缩复合绝缘管坯在5.0MeV能量电子加速器辐射交联;
5)扩张步骤:辐射交联后的管坯在1700C下,正压连续扩张成内经80mm、厚度1.7mm的连续长冷缩-热缩复合绝缘管。
[0017](二)冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线的制备参照图1所不,选用铜管作为金属管导体I,外径60mm,管壁厚6mm,管长6000mm;
1)利用抛光工具,对铜管导体I表面毛刺进行处理,利用清洗设备对铜管导体I进行清洗,除去其表面的粉尘,最后再用干净的毛巾蘸丙酮或酒精清洗擦拭干净其表面;
2)冷缩-热缩复合绝缘管2(其中,内层为冷缩内绝缘层21,外层为热缩外绝缘层22)加热收缩于处理好的铜管导体I外表面;
3)冷缩-热缩复合绝缘管2外表面放入全长的接地屏3;
4)金属接地屏蔽层外表面再包覆外护套层4,可有效防止福射、凝、露、霜、雨水及雾霾的进入。
[0018]冷缩-热缩复合绝缘管2收缩于铜管导体I后的尺寸数据为:绝缘层总厚2.2_。
[0019]通过本实施例制备的冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线的具体结构如图1所示,本产品在规定的条件下进行试验,完全符合绝缘电阻>3.67 ΜΩ.1αιι;介电损耗< 0.04 ; 4小时交流耐压无击穿。
[0020]实施例二
(一)制备冷缩-热缩复合绝缘管
原料组成:冷缩内绝缘层:三元乙丙橡胶EPDM(吉化牌号为4045) 100重量份数;Ciba的IRGANOX B215抗氧剂0.3重量份数;市售防老剂RD 2重量份数。热缩外绝缘层:聚乙烯LDPE(燕山石化Ii2A) 80重量份数;热塑性弹性体EVA(法国阿托菲纳牌号2803) 20重量份数;Ciba的IRGANOX B215抗氧剂0.3重量份数。
[0021]冷缩-热缩复合绝缘管的制备:
1)冷缩内绝缘层的母料制备:将三元乙丙橡胶板在橡胶切胶机上切成长条块状,在破碎机上破碎成颗粒,然后将颗粒状橡胶、防老剂、抗氧剂在搅拌机内高速搅拌,搅拌3min,待混料温度达到55 °C时结束搅拌。最后将均匀混好的物料投料到捏炼机中135 °C密炼35min,之后经造粒机制成冷缩内绝缘层母料;
2)热缩外绝缘层的母料制备:先将聚乙烯、热塑性弹性体、抗氧剂按比例投料到搅拌机内高速搅拌3min,然后将均匀混好的物料投料到双螺杆造粒机制成热缩外绝缘层母料;
3)冷缩-热缩复合绝缘管坯的制备:采用共挤技术一次成型,即将内绝缘层、外绝缘层母料在双层共挤模具的两台单螺杆挤出机中在110 °C -155 °C下挤出内经为40mm,内绝缘层厚2.0±0.1mm,外绝缘层厚2.0 ±0.1mm;
4)辐照交联:冷缩-热缩复合绝缘管坯在5.0MeV能量电子加速器辐射交联;
5)扩张步骤:辐射交联后的管坯在170°C下,正压连续扩张成内经100mm、厚度1.7mm的连续长冷缩-热缩复合绝缘管。
[0022](二)冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线的制备参照图1所不,选用铜管作为金属管导体I,外径80mm,管壁厚8mm,管长6000mm;
1)利用抛光工具,对铜管导体I表面毛刺进行处理,利用清洗设备对铜管导体I进行清洗,除去其表面的粉尘,最后再用干净的毛巾蘸丙酮或酒精清洗擦拭干净其表面;
2)冷缩-热缩复合绝缘管2加热收缩于处理好的铜管导体I外表面;
3)冷缩-热缩复合绝缘管2外表面放入全长的接地屏3;
4)金属接地屏蔽层外表面再包覆外护套层4,可有效防止福射、凝、露、霜、雨水及雾霾的进入。
[0023]冷缩-热缩复合绝缘管2收缩于铜管导体I后的尺寸数据为:绝缘层总厚2.15_。
[0024]通过本实施例制备的冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线的具体结构如图1所示,本产品在规定的条件下进行试验,完全符合绝缘电阻>3.67 ΜΩ.1αιι;介电损耗< 0.04 ; 4小时交流耐压无击穿。
[0025]实施例三
(一)制备冷缩-热缩复合绝缘管
原料组成:冷缩内绝缘层:三元乙丙橡胶EPDM(吉化牌号为4045) 100重量份数;Ciba的IRGANOX B215抗氧剂0.3重量份数;市售防老剂RD 2重量份数。热缩外绝缘层:聚乙烯LDPE(燕山石化Ii2A) 80重量份数;热塑性弹性体EVA(法国阿托菲纳牌号2803) 20重量份数;Ciba的IRGANOX B215抗氧剂0.3重量份数。
[0026]冷缩-热缩复合绝缘管的制备:
1)冷缩内绝缘层的母料制备:将三元乙丙橡胶板在橡胶切胶机上切成长条块状,在破碎机上破碎成颗粒,然后将颗粒状橡胶、防老剂、抗氧剂在搅拌机内高速搅拌,搅拌3min,待混料温度达到55 °C时结束搅拌。最后将均匀混好的物料投料到捏炼机中135 °C密炼35min,之后经造粒机制成冷缩内绝缘层母料;
2)热缩外绝缘层的母料制备:先将聚乙烯、热塑性弹性体、抗氧剂按比例投料到搅拌机内高速搅拌3min,然后将均匀混好的物料投料到双螺杆造粒机制成热缩外绝缘层母料;
3)冷缩-热缩复合绝缘管坯的制备:采用共挤技术一次成型,即将内绝缘层、外绝缘层母料在双层共挤模具的两台单螺杆挤出机中在110 °C -155 °C下挤出内经为50mm,内绝缘层厚2.0±0.1mm,外绝缘层厚2.0 ±0.1mm;
4)辐照交联:冷缩-热缩复合绝缘管坯在5.0MeV能量电子加速器辐射交联;
5)扩张步骤:辐射交联后的管坯在170°C下,正压连续扩张成内经120mm、厚度1.7mm的连续长冷缩-热缩复合绝缘管。
[0027](二)冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线的制备参照图1所不,选用铜管作为金属管导体I,外径100mm,管壁厚10mm,管长6000mm;
1)利用抛光工具,对铜管导体I表面毛刺进行处理,利用清洗设备对铜管导体I进行清洗,除去其表面的粉尘,最后再用干净的毛巾蘸丙酮或酒精清洗擦拭干净其表面;
2)冷缩-热缩复合绝缘管2加热收缩于处理好的铜管导体I外表面;
3)冷缩-热缩复合绝缘管2外表面放入全长的接地屏3;
4)金属接地屏蔽层外表面再包覆外护套层4,可有效防止福射、凝、露、霜、雨水及雾霾的进入。
[0028]冷缩-热缩复合绝缘管2收缩于铜管导体I后的尺寸数据为:绝缘层总厚2.12_。
[0029]通过本实施例制备的冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线的具体结构如图1所示,本产品在规定的条件下进行试验,完全符合绝缘电阻>3.67 ΜΩ.1αιι;介电损耗< 0.04 ; 4小时交流耐压无击穿。
[0030]实施例四
(一)制备冷缩-热缩复合绝缘管
原料组成:冷缩内绝缘层:三元乙丙橡胶EPDM(吉化牌号为4045) 100重量份数;Ciba的IRGANOX B215抗氧剂0.3重量份数;市售防老剂RD 2重量份数。热缩外绝缘层:聚乙烯LDPE(燕山石化Ii2A) 80重量份数;热塑性弹性体EVA(法国阿托菲纳牌号2803) 20重量份数;Ciba的IRGANOX B215抗氧剂0.3重量份数。
[0031]冷缩-热缩复合绝缘管的制备:
1)冷缩内绝缘层的母料制备:将三元乙丙橡胶板在橡胶切胶机上切成长条块状,在破碎机上破碎成颗粒,然后将颗粒状橡胶、防老剂、抗氧剂在搅拌机内高速搅拌,搅拌3min,待混料温度达到55 °C时结束搅拌。最后将均匀混好的物料投料到捏炼机中135 °C密炼35min,之后经造粒机制成冷缩内绝缘层母料;
2)热缩外绝缘层的母料制备:先将聚乙烯、热塑性弹性体、抗氧剂按比例投料到搅拌机内高速搅拌3min,然后将均匀混好的物料投料到双螺杆造粒机制成热缩外绝缘层母料;
3)冷缩-热缩复合绝缘管坯的制备:采用共挤技术一次成型,即将内绝缘层、外绝缘层母料在双层共挤模具的两台单螺杆挤出机中在110 °C -155 °C下挤出内经为50mm,内绝缘层厚 2.35±0.1mm,外绝缘层厚 2.35±0.1mm;
4)辐照交联:冷缩-热缩复合绝缘管坯在5.0MeV能量电子加速器辐射交联;
5)扩张步骤:辐射交联后的管坯在170°C下,正压连续扩张成内经150mm、厚度1.7mm的连续长冷缩/热缩复合绝缘管。
[0032](二)冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线的制备参照图1所不,选用铜管作为金属管导体I,外径120mm,管壁厚10mm,管长6000mm;
1)利用抛光工具,对铜管导体I表面毛刺进行处理,利用清洗设备对铜管导体I进行清洗,除去其表面的粉尘,最后再用干净的毛巾蘸丙酮或酒精清洗擦拭干净其表面;
2)冷缩-热缩复合绝缘管2加热收缩于处理好的铜管导体I外表面;
3)冷缩-热缩复合绝缘管2外表面放入全长的接地屏3;
4)金属接地屏蔽层外表面再包覆外护套层4,可有效防止福射、凝、露、霜、雨水及雾霾的进入。
[0033]冷缩-热缩复合绝缘管2收缩于铜管导体I后的尺寸数据为:绝缘层总厚2.1_。
[0034]通过本实施例制备的冷缩-热缩复合绝缘层的IkV及以下电压等级管型母线的具体结构如图1所示,本产品在规定的条件下进行试验,完全符合绝缘电阻>3.67 ΜΩ.1αιι;介电损耗< 0.04 ; 4小时交流耐压无击穿。
[0035]以上所述,仅为本发明较佳的【具体实施方式】,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种含复合绝缘层的IkV及以下绝缘管型母线,其特征在于,所述绝缘管型母线为四层,由内向外依次为金属管导体层、冷缩-热缩复合绝缘层、金属接地屏蔽层、外防护套层;所述金属管导体层的金属管导体为铜、铝或其合金的一种;所述的冷缩-热缩复合绝缘层包括冷缩内绝缘层和热缩外绝缘层。2.根据权利要求1所述的IkV及以下绝缘管型母线,其特征在于,所述冷缩-热缩复合绝缘层由如下重量份数的组分制成:其冷缩内绝缘层由三元乙丙橡胶100份,防老剂0-4份,抗氧剂0.3-1份制成;热缩外绝缘层由聚乙烯30-90份,热塑性弹性体10-70份,抗氧剂0.3-1份制成。3.根据权利要求2所述的IkV及以下绝缘管型母线,其特征在于,所述三元乙丙橡胶为吉林化学工业公司的EPDM4045。4.根据权利要求2所述的IkV及以下绝缘管型母线,其特征在于,所述聚乙烯为LDPE、LLDPE、MDPE或HDPE中的一种或者任意几种的共混物,熔融指数0.2-2.0g/10min。5.根据权利要求2所述的IkV及以下绝缘管型母线,其特征在于,所述热塑性弹性体为EVA、EEA、EAA或EMA,熔融指数I.5_5g/10min。6.根据权利要求2所述的IkV及以下绝缘管型母线,其特征在于,所述防老剂为橡胶防老剂RD。7.根据权利要求2所述的IkV及以下绝缘管型母线,其特征在于,所述抗氧剂为Ciba的IRGANOX B-215,其为受阻酚抗氧剂1010和有机亚磷酸酯168协效复合物。8.根据权利要求2所述的IkV及以下绝缘管型母线,其特征在于,所述冷缩-热缩复合绝缘层的制备方法为:包括如下步骤, .1)冷缩内绝缘层的母料制备:将三元乙丙橡胶板在橡胶切胶机上切成长条块状,在破碎机上破碎成颗粒,然后将颗粒状橡胶、防老剂、抗氧剂在搅拌机内高速搅拌,搅拌l_5min,待混料温度达到45-60 0C时结束搅拌。最后将均匀混好的物料投料到捏炼机中100-150 °(:密炼35min,之后经造粒机制成冷缩内绝缘层母料; 2)热缩外绝缘层的母料制备:先将聚乙烯、热塑性弹性体、抗氧剂按比例投料到搅拌机内高速搅拌l_5min,然后将均匀混好的物料投料到双螺杆造粒机制成聚烯烃热缩外绝缘层母料; .3)冷缩-热缩复合绝缘管坯的制备:采用共挤技术一次成型,即将内绝缘层、外绝缘层母料在双层共挤模具的两台单螺杆挤出机中在110-160°C下一次挤出成型为冷缩-热缩复合绝缘管还; .4)辐照交联:冷缩-热缩复合绝缘管坯在5.0MeV能量电子加速器辐射交联; .5)扩张步骤:交联好的冷缩-热缩复合绝缘管坯在150-180°C下正压连续扩张,最终定型为扩张倍率为2-3倍、连续长的冷缩-热缩复合绝缘管。9.一种含复合绝缘层的IkV及以下绝缘管型母线的制备方法,其特征在于,包括如下步骤, .1)金属管导体加工:选用铜、铝或其合金的一种作为金属管导体,清洗除去金属管导体表面粉尘,再对其进行表面抛光处理,最后再用丙酮或酒精清洗擦拭干净; .2)冷缩-热缩复合绝缘管加热收缩于处理好的金属管导体外表面; .3 )复合绝缘管外表面做金属接地屏蔽层; .4)金属接地屏蔽层外表面包覆外护套层。
【文档编号】H01B9/02GK105931700SQ201610274111
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】张微笑, 周通, 杨健, 文先衡, 雷云
【申请人】深圳市智豪特材科技有限公司
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