塑料电力电缆半导电屏蔽层的附加损耗

综述了中高压塑力缆具有半导电屏蔽层后造成电缆表现 tgδ增加的附加损耗的由来,并通过模拟试验、数学模型和等值电路进一步论证塑力缆半导电屏蔽层的电气参数——电阻率ρ——的限定值,及其对电缆表观 tgδ、半导电层电阻率稳定性的影响。     

关于电缆半导电屏蔽层电阻率试验的研究

对国内外不同的电缆屏蔽料生产的电缆内外半导电屏蔽层的电阻率(或电阻)进行了实验研究,实验结果表明:电缆屏蔽层的电阻率与测量时间、测试温度均存在相关性。由此分析认为,IEC 60840和IEC 60502,以及国家标准GB/T 12706—2002中关于半导电屏蔽层电阻率的测试方法,存在测试条件规定不明确的问题,并提出了执行该标准的具体建议。     

橡塑力缆半导电层电阻率稳定性的试验研究

参照美国 AEIC CS-6-82标准及 ICEA 出版物 T-25-425有关规定,对国产 XGLEYH-6000型70 mm~2铝芯乙丙绝缘力缆进行的半导电层电阻率稳定性的试验研究指出:半导电层电阻率的稳定性对高压电力电缆运行性能的影响,是橡塑力缆向高压化发展所必需予以重视的技术特性。试验结果表明,优良的半导电料能满足 T-25-425有关电阻率的时间-温度的稳定性试验规定要求,从而保证乙丙力缆运行寿命。实验发现掺和 EVA 的半导电混合物,其电阻系数的温度曲线具有最大值的特性,可见电阻率的稳定性与热膨胀、热应力的稳定性相关,并对电缆运行寿命会产生影响。     

高压电缆半导电屏蔽料关键问题及研究进展

半导电屏蔽层作为高压电缆的重要组成部分,在电缆结构中起到均匀电场的作用。目前,我国高压电缆制造技术快速发展,然而高电压等级电缆料严重依赖进口,存在较多的技术壁垒。该文从高压电缆屏蔽料发展历程及关键问题、屏蔽料组成及关键性能参数、屏蔽料性能提升及改性3个方面综述了高压电缆屏蔽料的研究进展。首先,梳理高压电缆半导电屏蔽料发展历程,提炼当前屏蔽料面临的主要技术瓶颈和关键问题;其次,探讨屏蔽料导电和导热机理,从基体树脂、导电填充物和添加剂3个方面分析屏蔽料组成及性能,分析不同电压等级屏蔽料关键性能参数与技术要求;最后,探讨半导电屏蔽层配方,半导电屏蔽层–绝缘层界面特性和半导电屏蔽层性能对绝缘层电荷积聚特性的影响,并提出通过半导电屏蔽层改性抑制高压直流电缆绝缘层电荷积聚的方法。该文所做工作可为我国高压电缆半导电屏蔽料的研发、高压电缆性能评估提供理论参考。     

高压电缆半导电屏蔽材料研究进展与展望

半导电屏蔽层是高压交直流电缆的重要组成部分,起到消除电缆绝缘与导体/金属屏蔽界面缺陷、均匀电场的作用。本文阐述了半导电屏蔽复合材料的导电机理及正、负温度电阻系数（PTC/NTC）效应;分析半导电屏蔽层表面光滑度的影响因素,提出基于白光干涉三维表面轮廓扫描的表面光滑度精确评估方法;综述了聚合物基体和导电填料对半导电屏蔽复合材料体积电阻率及PTC效应的影响,表明高长径比填料与炭黑复配填充可有效改善其高温下的半导电特性。针对高压直流电缆,分析半导电屏蔽层界面能带结构对空间电荷注入和积聚的影响机理。最后,剖析现有国产半导电屏蔽材料的局限性,展望了热塑性环保型高压直流电缆用半导电屏蔽复合材料的发展方向。     

海底交流电缆半导电屏蔽层/绝缘层性能对比研究北大核心CSCD

海底电缆输电在跨海域联网建设中发挥着重要作用。海缆电缆半导电屏蔽料的基本特性以及半导电层/绝缘层的电学、热学性能直接影响电缆的整体绝缘性能。文中从半导电料的基本理化性能出发,表征了海底电缆半导电屏蔽料的物理和化学性能,研究了半导电层/绝缘层的热学性能和击穿特性。导热系数分析表明,海缆半导电层由于含有大量CB颗粒,导热系数整体较高,约为绝缘层的两倍,随着温度升高,二者的导热系数均呈现缓慢增加趋势,半导电层导热系数由25℃的0.68 W/(m·K)增加到80℃的0.83 W/(m·K)。热膨胀特性分析表明:随着温度升高,海缆绝缘层的热膨胀系数比半导电层高出1.5倍左右,总体上两种材料受温度影响,形变不大,90℃时相对形变量分别为2.47%和1.28%。海缆击穿试验表明:随着温度的升高,海缆绝缘层的击穿场强逐渐降低,由25℃的125.2 kV/mm下降至90℃的92.5 kV/mm,相比绝缘层而言,海缆半导电层/绝缘层复合结构击穿场强下降幅度不大,说明二者具有较好的匹配性,尤其是在高温下保持了良好的击穿性能。该工作对于海底电缆绝缘性能提升和击穿故障分析具有重要的参考意义。     

乙烯基非交联电缆屏蔽料性能与分散剂含量关系研究

非交联绝缘材料具有优异的电气机械性能,同时生产能耗少、可回收利用,成为目前电缆绝缘料的研究热点,但与之匹配的非交联半导电屏蔽料的研究还鲜有报道。导电炭黑的分散性对屏蔽料的性能影响重大。文中选用线性低密度聚乙烯（LLDPE）为基体树脂,白油为分散剂,采用熔融共混法制备了非交联电缆屏蔽料。研究了白油含量对屏蔽料中炭黑分散、结晶性能、体积电阻率和机械性能的影响。结果表明添加白油会促进炭黑的分散,但白油含量过大会降低屏蔽料的结晶度,增加其体积电阻率并降低拉伸强度和断裂伸长率。当白油含量为2 wt%时,屏蔽料体积电阻率最小,力学性能最佳。该研究为非交联半导电屏蔽料在乙烯基非交联电缆的应用研究提供了参考。     

碳黑/MXene热塑性电力电缆半导电屏蔽材料EI北大核心CSCD

热塑性聚丙烯系列聚合物具有绝缘性能优异、耐温性能好、无交联副产物以及可回收再利用等优点,是新兴绿色环保电力电缆绝缘材料。在高压电缆中,绝缘必须与半导电屏蔽配合良好,因此亟待开发基于热塑性聚丙烯的半导电屏蔽料。该文以聚丙烯和聚烯烃弹性体共混物为基体,碳黑和MXene为导电填料,马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为改性剂,制备了导电填料添加质量分数为30.0%的半导电屏蔽料。研究表明,引入MXene能显著降低半导电屏蔽料的电阻率,MXene质量分数为1.0%时(碳黑为29.0%),屏蔽料的正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)强度为0.84,显著低于添加30.0%碳黑屏蔽料的PTC强度(1.49)。在添加29.0%碳黑和1.0%MXene的屏蔽料中引入1.0%PP-g-MAH可显著提高热稳定性,但电阻率和PTC强度(1.04)略高于MXene含量为1.0%时(碳黑为29.0%)的屏蔽料。另外,在碳黑屏蔽料电极中加入MXene可显著减少PP绝缘料中的空间电荷数量。该研究为开发热塑性高压电缆屏蔽料提供了实验参考。     

XLPE绝缘高压电缆屏蔽料树脂关键性能研究

为进一步明确半导电屏蔽料中基体树脂的关键性能，选用国内外3种不同型号的半导电屏蔽料，分别对其微观结构进行表征，并对其电气、力学以及流变性能进行测试。结果表明：各屏蔽料的体积电阻率均较低，且电阻率温度稳定性均良好。进口屏蔽料基体树脂中的丙烯酸酯含量更高，具有更大的极性，材料的力学韧性更优。同时，进口屏蔽料的假塑性更强，在一定剪切速率范围内可以通过适当提高剪切速率以降低材料的黏度，提高流动性从而降低能耗，提高生产效率。基于实验分析结果，提出将材料的极性大小或酯含量，作为反映半导电屏蔽料中基体树脂的关键性参数。     

加工助剂对高压电缆半导电屏蔽料性能影响研究

高压电缆半导电屏蔽料主要由基体树脂、导电炭黑和加工助剂通过熔融混合加工而成。其中，加工助剂是影响高压电缆半导电屏蔽料品质的重要因素，然而加工助剂对高压电缆半导电屏蔽料性能的影响鲜有报道。该文采用熔融共混法制备导电炭黑(CB)/乙烯–丙烯酸丁酯共聚物(EBA)半导电屏蔽料，系统研究导电炭黑用量、分散剂类型与含量、交联剂类型与用量对半导电屏蔽料结构与性能的影响。采用扫描电子扫描显微镜和光学显微镜观察CB/EBA半导电屏蔽料内部微观结构和表面光洁度，通过电阻率测试仪和电子万能试验机评价CB/EBA半导电屏蔽料电性能和力学性能。实验结果表明：在导电炭黑质量分数为30%、分散剂N.N’-乙撑双硬脂酰胺为2.0%及交联剂双叔丁基过氧异丙基苯在1.0%时达到最优性能，半导电屏蔽料23℃和90℃电阻率为13.6Ω·cm和307.9Ω·cm，拉伸强度和断裂伸长率分别为18.5MPa和241.5%，且试样表面没有直径大于50μm的突起点，能够满足高压电缆屏的应用要求。此外，对比分析发现，我国自主研制的高压电缆半导电屏蔽料与国外同类产品拥有同等性能水平。该文工作为高压电缆半导电屏蔽料国产化提供了理论依据和数...