专利名称：直流电缆的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及具有包含聚乙烯组合物(PE)绝缘系统的直流电缆(DC电缆)。聚乙烯组合物是挤压的交联PE组合物(XLPE组合物)。本发明特别涉及用于输配电力的绝缘直流电缆。该绝缘系统包括许多层，例如内半导电屏蔽层、挤压绝缘层和外半导电屏蔽层。
至少挤压绝缘包含以交联聚乙烯为基础的电绝缘组合物，该组合物通常具有包含交联剂，防焦剂和抗氧剂的添加剂体系。
背景技术：
虽然许多输配电的一级供电系统曾以DC技术为基础，但是这些DC系统很快被采用交流电(AC)的系统所替代。AC系统具有在发电电压、输电电压和配电电压之间易于转换的理想特性。在本世纪前五十年，现代供电系统的开发仅仅以AC输电系统为基础。然而，到20世纪50年代对长距离输送系统的需求日益增多，清楚表明在某些情况下，采用DC系统会更有益。已经显现的优点包括减少了通常遇到的与AC系统稳定性相关的问题；设备利用率更高，因为系统的功率因素总是统一的；以及在较高工作电压下，对给定的绝缘厚度或偏差的应用能力。针对这些非常显著的优点，必须权衡将AC转换为DC和将DC再转换到AC的终端设备的高成本。然而，对于给定传输功率来说，终端设备成本不变，所以对于长距离电路来说，认为DC输电系统是经济的。因此，对于长距离输电系统来说，即，当输电距离通常超过下述长度时，DC技术是经济的，所述长度即输电设备节约成本超过终端设备成本时的长度。
DC操作的重要好处是，介电损耗有效减少，因此在设备效率和节能方面提供了显著效益。DC电流漏电量极小，在额定电流计算时甚至可以忽略这一漏电量，而在AC电缆中介电损失使额定电流大大减小。这对较高的电压系统来说，是相当重要的。同样，在DC电缆中高电容也不是一种负担。典型的DC传输电缆包括导线和绝缘系统，后者包括许多层，如内半导电屏蔽层、绝缘基体和外半导体屏蔽层。电缆还配有套管、增强材料等，以承受水的渗透和任何机械磨损或者在生产安装及使用期间外力的作用。
迄今几乎所有的这类DC电缆系统均已用于海底跨接电缆或与此相关的地面电缆。对于长距离跨接来说，可以选择经整体浸渍的隔离纸绝缘型电缆，因为在压力下不受长度限制。它已用于450kV的工作电压。迄今，用电绝缘油浸渍的所有纸质绝缘体基本上已经得到应用，但是诸如聚丙烯纸层合物的层状材料的应用正在被说明用于电压高达500kV的场所以利于提高脉冲强度并减少直径。
就AC输送电缆而论，在决定DC电缆绝缘厚度时，瞬态电压是必须考虑的一个因素。已经发现，当电缆全负荷工作时，当与工作电压极性相反的瞬态电压强加于系统时，会出现最麻烦的情况。如果该电缆与架空线路相连，这种情况的发生通常会产生闪光瞬变的结果。
基于聚乙烯(PE)或者交联聚乙烯(XLPE)的挤压成型固体绝缘材料在AC输配绝缘电缆中应用几乎有40年的历史。所以多年来一直研究在DC电缆绝缘中使用XLPE和PE的可能性。具有这种绝缘材料的电缆具有与整体浸渍电缆相同的优点，即，对于DC传输来说，对线路长度没有限制，它们还有在较高温度下工作的潜力。对于XLPE来说，可使传统的DC电缆工作温度从50℃上升为90℃。由此提供了增加输电负荷的可能性。然而，对于所有尺寸的电缆说，还不能充分发挥这些材料的潜力。认为其主要原因之一是，不置于DC电场之中时，会在电介质中产生并积累空间电荷。这些空间电荷使电应力分布畸变，并由于聚合物的高电阻率使之长期持续。当绝缘体内的空间电荷经受DC电场力的时候，这些空间电荷以形成类似于电容器的极化模型的方式进行积累。有两种基本类型的空间电荷积累模型，其区别在于空间电荷积累的极性。空间电荷积累导致实际电场中某些点局部电场的增加，在考虑绝缘材料的几何尺寸和介电特性的同时就应该预期到这一点。在实际电场中观察到的局部电场增加量也许是所预计电场的5倍甚至10部。因此，电缆绝缘的设计电场必须包括，考虑到这种相当高的电场的安全系数，结果导致在电缆绝缘中使用较厚的和／或更昂贵的材料。空间电荷的积累是一个缓慢过程，所以，当电缆以相同极性长期工作之后，电缆的极性发生反转，此时，该问题就暴露出来了。反转的结果使电容电场与空间电荷积累所产生的电场叠加在一起，极大电场应力点从界面运动到绝缘体内部。力图通过使用添加剂降低绝缘电阻来改善这种情况而不过份影响其它性能。迄今，它尚不能与采用浸渍纸绝缘电缆获得的电性能相比，也没有安装于商品化聚合物的绝缘DC电缆。然而，对于250kV电缆，成功的实验室试验已经见诸于报导，采用具有矿物填料的XLPE绝缘材料，其最大应力为20kV／mm(Y．Maekawa等，DC XLPE电缆的研究与开发，JiCable′91，第562～569页)。该应力值与用作整体浸渍的纸质电缆的典型值32kV／mm相匹敌。
一种用于AC电缆绝缘材料的挤压树脂组合物，一般包含作为基体聚合物的聚乙烯树脂，其中还含有各种添加剂，例如过氧化物交联剂、防焦剂和抗氧剂或抗氧剂体系。对于挤压绝缘材料来说，其半导电屏蔽层一般也是挤压成形的，并包括一种树脂组合物，该树脂组合物除了基体聚合物和导电或半导电填料之外还基本上包含同类添加剂。绝缘电缆中的各个挤压层。一般常常以聚乙烯树脂为基础。一般所说的及在本申请中的聚乙烯树脂是指以聚乙烯或以乙烯共聚物为基础的树脂，乙烯共聚物中乙烯单体构成了聚合物的大部分。这样的聚乙烯树脂可以由乙烯和一种或多种可与乙烯共聚的单体组成。LDPE低密度聚乙烯是目前AC电缆中主要的绝缘基础材料。为了改善挤压绝缘材料的物理性能，及其在这类电缆的生产、运输、敷设和应用中承受降解和分解的能力，以聚乙烯为基础的组合物一般含有的添加剂，如下-稳定添加剂，如抗氧剂，阻止因氧化、辐射等发生分解的电子捕捉剂；-润滑添加剂，如硬脂酸，以增加可加工性；-增加耐电应力能力的添加剂，如一种拒水剂，如聚乙二醇、聚硅氧烷等；和-交联剂如过氧化物，其受热分解为自由基，引发聚乙烯树脂进行交联，有时还与下述人物组合使用-具有提高交联密度能力的不饱和化合物；-避免过早交联的防焦剂。
各种添加剂种类的数目很大，其可能的组合也基本没有限制。在选择添加剂或添加剂组合的时候，旨在在改善一种或多种性能的同时，保持其它性能，或者，如果可能的话，其它性能也得到改善。然而，实际上，总是难以预测加入添加剂时所产生的发生变化所有可能的副作用。在其它情况下，所预计的真正有价值的改进必须接受某些较小的负作用，但是总是以将这些负作用减至最小为目标。
在AC电缆中用作挤压成形的交联绝缘材料的一种典型聚乙烯基树脂组合物包括97．1～98．9wt％的熔体流动速率为0．4～2．5g／10min的低密度聚乙烯(922kg／m3)，其含有如上所述的添加剂体系。
这些添加剂能够包括0．1～0．5wt％抗氧剂，例如但不限于SANTONOXR(Flexsys公司)，其化学名称为4，4’-硫代双(6-叔丁基间甲酚)，和1．0～2．4wt％交联剂，例如但不限于DICUP R(Hercules化学公司)，其化学名称为过氧化异丙苯。
虽然长期以来已知使用这些XLPE组合物存在一些缺点，但是其优点，例如其能够防止焦化，即防止过早交联，已胜过这些缺点。另外，众所周知这类XLPE组合物在DC电场中呈现较强的形成空间电荷的倾向，结果使该组合物不能应用DC电缆的绝缘系统。然而，也已知延时况气，即，将交联电缆绝缘材料长期暴露在高温高真空下，在DC电压应力下会减少空间电荷积累的倾向。一般认为真空处理脱除绝缘材料中过氧化物的分解产物，如甲基·苯基酮和枯基醇，因此空间电荷积累减少。脱气工艺是一种可与纸绝缘浸渍相比拟的耗时间歇工艺，因此，成本高。所以，如果不需要进行脱气过程，则是有利的。大多数已知的用于AC电缆挤压绝缘材料的交联聚乙烯组合物呈现空间电荷积累的趋势，这使它们不适于应用在DC电缆绝缘系统中。
已经明白，在LDPE中加入包含羰基基团的少量添加剂量具有两个目的，即增加电阻率和减少空间电荷积累。这个加入羰基的步骤，或者通过使聚乙烯氧化，或者通过一氧化碳与乙烯共聚来实施。羰基基团被认为起到捕获空间电荷的作用，因此当绝缘材料置于DC-电场中时，任何空间电荷的流动受到限制，空间电荷的积累，使交联绝缘材料内产生了极化模型。然而，在高温下，如在约40℃以上的温度下，已注意到，具有解捕获的倾向，并因此使空间电荷的积累增加。有机酸和酐形式的添加剂也呈现相似的作用。另外，已经提出，为了获得较高的DC击穿强度，通过将极性单元引入到聚合物中进行聚乙烯的分子改性。例如日本专利出版物JP-A-210610报导了，为了上述目的将诸如马来酸酐，MAH，的酐接枝到聚乙烯上。所得交联的绝缘材料显示，空间电荷积累减少，这归因于交联聚合物链结构的极性增加，结论是固定在交联结构中的接枝MAH基本起着任何空间电荷的捕获位置的作用。在JP-A-210610中，报导了加入约0．02wt％至约0．5wt％的MAH的交联聚乙烯，使交联组合物适于作DC电缆绝缘材料，同时伴随着空间电荷积累减少。为了改善交联结构的极性及与此有关的交联绝缘材料中空间电荷积累的减少，所使用的其他添加剂还有离聚物、丙烯酸金属盐、羧酸和醋酸盐。
因此，急欲提供一种具有聚合物基电绝缘系统的绝缘DC-电缆，所述绝缘系统包含挤压XLPE组合物，其适用于DC输配电电网和设备中的输配电电缆。这种电缆一般采用涂敷和加工挤压的XLPE基的绝缘材料的方法来生产，能够实施该过程的方式不需要任何耗费长时间的间歇处理工艺，例如浸渍或脱气，即，电缆的真空处理，以保证电缆绝缘材料稳定且恒定的介电性能以及高而恒定的介电强度。该电缆绝缘材料还显示低的空间电荷积累趋势，高的DC击穿强度、高脉冲强度和高绝缘电阻。由于生产时间和生产成本的下降，本发明会在技术和经济两方面都比现有技术有所创新，还提供了用于电缆绝缘系统涂敷和加工的基本连续的或者至少半连续工艺的可能性。另外，它还将进一步保持或改善包括以浸渍的纸为基础的绝缘材料的传统DC电缆的可靠性、以及维护要求低和工作寿命长的特点。采用一种挤压聚合物绝缘材料代替浸渍纸或纤维素基绝缘材料，除了使介电强度增加从而使工作电压增加外还具有改善电缆的可处理性和耐久性的优点。
特别想望的是，提供一种下述的绝缘DC电缆，其中在绝缘系统中含有挤压的和交联的PE组合物，它包含三维交联结构，该结构具有捕获空间电荷的位置，因此限制了任何空间电荷的流动和在挤压绝缘材料中极化。空间电荷的发展。这种在绝缘材料中空间电荷积累减小的趋势，作为一种额外的经济优点，提供了降低电缆绝缘材料设计尺寸安全因子的可能性。尤其想望这类电缆能够在输配电的电网或设备中的特定条件下进行工作。
发明概述本发明的一个目的提供一种能满足上述特定的要求的绝缘DC电缆。按照本发明，这一目的可以通过如权利要求1的前序部分中所定义的、具有聚合物基绝缘系统的DC电缆来达到了，所述绝缘系统包含包覆在导体外的挤压交联的聚乙烯组合物，其特征可按照权利要求1的特征部分，通过进一步限制来表征。其它权利要求2～12中的特征可进一步表征本发明DC电缆开发。
本发明的另一个目的是提供一种按照上文规定的绝缘DC电缆的制造方法。按照本发明，借且于在权利要求13前序部分中所定义的制备含聚合物基绝缘系统的绝缘DC电缆的方法达到了这个目的，所述绝缘系统包含包覆在导体外的挤压交联的聚乙烯组合物，其特征可按照权利要求13的特征部分，通过进一步限制来表征。通过权利要求14～20中的特征可进一步表征本发明方法的进一步开发。
发明详述为了使挤压聚乙烯或交联聚乙烯(XLPE)用作DC电缆的绝缘材料，必须考虑几个因素。最重要的问题是在DC电压应力下的空间电荷积累。本发明通过将少量极性共聚单体加入到聚乙烯链中，实现了通常在工作DC电缆中出现的空间电荷积累的显著下降。其中极性共聚单体的通式为CH2=CR-CO-X-(CH2)n-N(CH3)2或CH2=CR-CO-O-(CH2-CH2O)m-H式中n等于2或3，m等于数字1～20，R是H或CH3，X是O或NH。优选m等于1，5，6或9。
完成这一过程的方式为在聚合期间加入上述极性共聚单体，在主链中形成链段；或者在接枝过程中引入侧基。在绝缘化合物中的极性单体用量为所有聚合物的0．1wt％以上，优选为0．1～5wt％，和最优选0．5～1．5wt％。
按照本发明的一个实施方案，极性共聚单体以甲基丙烯酰胺为基础，其通式为CH2=C(CH3)-CO-NH-(CH2)n-N(CH3)2式中n等于2或3。
在n等于3的情况下，单体称作二甲氨基-丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMA)。
按照本发明的第二个实施方案，极性共聚单体以丙烯酰胺为基础，其通式为CH2=CH-CO-NH-(CH2)n-N(CH3)2式中，n等于2或3。
按照本发明的第三个实施方案，极性共聚单体以甲基丙烯酸酯为基础，其通式为CH2=C(CH3)-CO-O-(CH2)n-N(CH3)2式中n等于2或3。
按照本发明的可供选择的第5个实施方案，极性共聚单体以丙烯酸酯为基础，其通式为CH2=CH-CO-O-(CH2)n-N(CH3)2式中n等于2或3。
按照本发明的可供选择的第6个实施方案，极性共聚单体以甲基丙烯酸和齐聚乙二醇为基础，其通式为CH2=C(CH3)-CO-O-(CH2-CH2O-)mH式中m等于数字1～20，优选m为1，5，6，或9。
按照本发明的可供选择的第7个实施方案，极性共聚单体以丙烯酸和齐聚乙二醇为基础，其通式为CH2=CH-CO-O-(CH2-CH2O-)mH式中m等于数字1～20，优选m等于1，5，6或9。
制造绝缘DC电缆的方法包括下述步骤-配混PE组合物；-挤出配混的聚乙烯组合物，作为包覆在导体周围的聚合物基绝缘系统的一部分；和-接着按照本发明以通常的方式使PE组合物交联成XLPE组合物，即，将极性共聚单体引入XLPE组合物中，所用极性共聚单体在上文中已述，其通式为CH2=CR-CO-X-(CH2)n-N(CH3)2或CH2=CR-CO-O-(CH2-CH2O)m-H式中n等于2或3，m等于数字1～20，R为H或CH3，和X是O或NH。优选m等于1，5，6，或9。
按照本发明方法的第一个实施方案，将极性单体在聚合反应之前或聚合反应期间加入乙烯中，按照这种方法，共聚用单体插到聚合物主链之中并与聚乙烯链结合成一体。共聚单体加入量为最终聚合物的1wt％左右，一般用量为最终聚合物的0．1～5wt％，更优选用量为最终聚合物的0．5～1．5wt％。
按照本发明方法的第二个实施方案，使乙烯和极性单体以与第一个实施方案中相同的方法进行共聚，只是共聚单体的用量此处为5wt％以上至40wt％，优选为最终聚合物的25～35wt％。随后，通过将具有大量极性共聚单体的共聚物与直链聚乙烯配混，使所述共聚物烯释，直至极性共聚单体平均含量近似于最终聚合物的1wt％，一般含量为0．1～5wt％，更优选含量为最终聚合物的0．5～1．5wt％。
按照本发明方法的第三个实施方案，将极性单体接技到乙烯均聚物上。接技过程能够在聚合过程之后以单独步骤进行，或者在聚乙烯基的电缆绝缘材料挤压和／或交联期间进行。
聚乙烯主链中极性基团的数目约为每1000个碳原子有1个极性基团。
按照本发明的具有挤压交联绝缘系统的DC电缆具有许多突出优点，所述绝缘系统包括交联聚乙烯组合物(XLPE)，还有引入XLPE之中的极性单体。所述优点例如
-空间电荷积累趋势显著降低，结果极化空间电荷产生的趋势也低；-DC击穿强度增加。
这样，按照本发明的电缆，在挤压、交联期间使用高温的时候或者在其它高温条件下，使挤压电缆绝缘系统具有良好的和稳定性性能。
如果能将挤压XLPE组合物中的任何未反应的过氧化物交联剂或任何副产物或降解产物的含量减至最小，以便进一步降低空间电荷的任何趋势，那末总是有利的。因此，经一挤压和交联的PE组合物的过氧化物含量应小于5％，优选为小于2％。由此，本发明的DC-电缆恰好可满足用于DC电缆的具体要求，而不再要求经过费时的间歇处理。基本除去或大幅度降低DC电缆绝缘材料中的过量过氧化物残余物是有利的，其原因在于过氧化物交联剂的成本，更重要的在于过氧化物交联剂因分解可能会形成令人讨厌的副产物，如甲烷和枯醇，它们是空间电荷的来源。
对于按照本发明生产的DC电缆来说，与具有包含挤压XLPE组合物的绝缘系统的现有技术电缆相比，得到了所有这些有利的性能和改进，不存在与现有技术生产的电缆有关的许多缺点。空间电荷积累趋势基本降低，使极性空间电荷发展趋势降低，确保，维持或改善了包括浸渍纸绝缘材料的传统DC电缆的高的DC击穿强度。另外，按照本发明的DC电缆的绝缘性能具有长期稳定性，如此电缆的工作寿命得以维持或者增加。获得这些好处尤其凭借的是下述方面的组合将极性链段引入XLPE中，PE组合物在挤出和交联之前以及挤出和交联期间控制地进行加工，以及实施与挤出和交联有关的定型，其中工艺变量如温度、压力、加工时间和大气组成是可以调节的。
按照本发明的DC电缆提供了通过基本连续的方法进行生产的能力，而不需要诸如浸渍或脱气之类的任何耗时的间歇步骤，借此使生产时间显著降低，因此生产成本也显著降低，而没有损害电缆技术性能的危险。
上文限定的DC电缆在特定条件下，主要是在应用于输配电力的电网或设备的高压输电或配电电缆中，具有特别有利的优势，这是由于改善了热性能，同时又保持或改进了电性能。这些是特别重要的，因为这些设备的设计寿命很长，而安装在远处或者甚至海底的这些设备的维修通道有限。按照本发明生产的高压直流电缆的另一个优点是通过采用基本连续的工艺能够显著缩短生产时间，所述工艺不包括需要对电缆全长或部分长度进行间歇处理的操作步骤；与常规电缆相比，其具有成本方面的优势。
附图简述参照附图和实例可更详细地叙述本发明。
图1示出按照本发明的一个实施方案的高压直流输电电缆的横截面。图2a至2d表示测试板的空间电荷记录曲线，用现有绝缘AC电缆的XLPE组合物的板与本发明组合物的板进行对比试验。
优选实施方案、实例的叙述按照本发明的实施方案的DC电缆示于图1，自内向外包含-多股绞合导线10；-第一挤压半导体屏蔽层11，其位于导线10外周围和导线绝缘材料12内侧；-挤压导线绝缘材料12，其采用如上文所述的挤压交联组合物；-第二挤压半导体屏蔽层13’，其位于导线绝缘材料12的外侧；-金属网14；和-位于金属网14外侧外包覆层或皮层15。
DC电缆，当认为适合时，能够采用各种功能或其它部分以各种方式进一步得到补充。例如，在外挤出屏蔽层13的外面补充金属丝形式的增强材料、引入金属／聚合物界面或按下述得到的一种径向系统的密封化合物或水溶胀粉末，例如，一种耐腐蚀金属聚乙烯层合物和由诸如带状或粉末等水溶胀材料得到的纵向水密封材料，这些材料均位于皮层15之下。导线不需要绞合，但可以形成任何所要求的形状和结构，例如，多股金属丝导线、实心导线或弧形导线。
实例1对比实验制备用于现有技术绝缘AC-电缆的XLPE组合物试验板以及按照本发明用于绝缘DC电缆的XLPE组合物试验板；所得试验板经加工，并评价空间电荷积累趋势；评价通过采用Pulsed ElectroAccoustic(PEA)技术记录空间电荷来进行。本领域众所周知PEA技术，Takada等叙述在IEEE Trans．Electr．Insul，第EI-22(No4)卷，第497～501页(1987)。
a．制备聚乙烯组合物，其方法为将约1wt％二甲氨丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMA)加入到约99wt％低密度聚乙烯组合物中，其中该PE组合物包含约98wt％，熔体流动速率为0．8g／10min的低密度聚乙烯(922kg／m3)，以及约2wt％的抗氧剂和过氧化物交联剂的传统体系。
由此制备的聚乙烯在130℃下模塑制得2mm厚的试验板。然后将两个半导体电极模塑在试验板上，使该组件在180℃电气压机中进行交联15min。
随后在PEA分析设备中，在50℃下检验所得的2mm厚的交联试片，其中试片被插入到两个扁平电极之间，并经受40kV电压的直流电场作用。即，一个电极接地，另一个电极保持电压为+40kV。记录试片的空间电荷分布，如图2a所示。假设任意单位空间电荷／体积与试片厚度存在函数关系，即，在接地电极处坐标为0，x表示在向+40kV电极的方向上从接地电极计算的距离。
b．将如比较例a那样制备的、包含DMAPMA的同样的聚乙烯组合物的在130℃模塑得到了2mm厚的试片。将两个半导体电极模塑在所得试片上，使该组件在250℃电气压机中进行交联30分钟。
随后在PEA分析设备中，在50℃下检验所得的2mm厚的交联试片，其中试片被插入到两个扁平电极之间，并经受40kV电压的直流电场作用。即，一个电极接地，另一个电极保持电压为+40kV。记录试片的空间电荷分布，如图2b所示。假设任意单位空间电荷／体积与试片厚度存在函数关系，即，在接地电极处坐标为0，x表示在向+40kV电极的方向上从接地电极计算的距离。
c．在130℃下使包括实例a和b中所使用的组分、但不含DMAPMA的一种常规聚乙烯组合物模塑制得2mm厚的试片。
将两个半导体电极模塑在试片上，使该组件在180℃电气压机中交联15min。
随后在PEA分析设备中，在50℃下检验所得的2mm厚的交联试片，其中试片被插入到两个扁平电极之间，并经受40kV电压的直流电场作用。即，一个电极接地，另一个电极保持电压为+40kV。记录试片的空间电荷分布，如图2c所示。假设任意单位空间电荷／体积与试片厚度存在函数关系，即，在接地电极处坐标为0，x表示在向+40kV电极的方向上从接地电极计算的距离。
d．实例c那样的聚乙烯组合物在130℃下模塑制得2mm厚的试片将两个半导体电极膜塑在试片上，使所得组件在250℃电气压机中进行交联30min。
随后在PEA分析设备中，在50℃下检验所得的2mm厚的交联试片，其中试片被插入到两个扁平电极之间，并经受40kV电压的直流电场作用。即，一个电极接地，另一个电极保持电压为+40kV。记录试片的空间电荷分布，如图2d所示。假设任意单位空间电荷／体积与试片厚度存在函数关系，即，在接地电极处坐标为0，x表示在向+40kV电极的方向上从接地电极计算的距离。
比较各个试验所得的结论在施加DC电压后，记录3hr实例1a、1b、1c和1d样品的空间电荷曲线，其结果分别示于图2a、2b、2c和2d。显而易见，通常在用于AC XLPE电缆的绝缘材料中有高的空间电荷积累(参见图2c和2d)而对于按照本发明的、由比较实例所示的两种组合物来说，空间电荷积累的趋势显著下降，参见图2a和2b。
权利要求
1．一种具有聚合物基绝缘系统的绝缘DC电缆，该绝缘系统包括以挤压交联聚乙烯，XLPE，为基础的组合物，它包覆在导线周围，该绝缘DC电缆的特征在于，XLPE基组合物包括一种以极性链段形式存在的极性改性剂，所述极性链段包括具有下列通式的极性共聚单体CH2=CR-CO-X-(CH2)n-N(CH3)2或CH2=CR-CO-O-(CH2-CH2O)m-H式中n等于2或3；m等于数字1～20；R是氢或CH3；和X是O或NH。
2．权利要求1的DC电缆，其特征在于该极性共聚单体为XLPE主链的一部分存在。
3．权利要求1的DC电缆，其特征在于该极性共聚单体作为接技到XLPE上的侧基存在。
4．权利要求1，2或3中任何一项的DC电缆，其特征在于该极性单体在XLPE组合物中的存在量大于0．1wt％。
5．权利要求4中任何一项的DC电缆，其特征在于该极性单体在XLPE组合物中的存在量为所有聚合物的0．5～1．5wt％。
6．前述权利要求中任何一项的DC电缆，其特征在于，该极性单体是以甲基丙烯酰胺为基础的极性共聚单体，其通式为CH2=C(CH3)-CO-NH-(CH2)n-N(CH3)2式中，n等于2或3。
7．权利要求6的DC电缆，其特征在于n等于3和该极性单体是二甲氨基-丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMA)。
8．权利要求1～5中任何一项的DC电缆，其特征在于该极性单体以丙烯酰胺为基础，其通式为CH2=CH-CO-NH-(CH2)n-N(CH3)2式中，n等于2或3。
9．权利要求1～5中任何一项的DC电缆，其特征在于该极性单体以甲基丙烯酸酯为基础，其通式为CH2=C(CH3)-CO-O-(CH2)n-N(CH3)2式中，n等于2或3。
10．权利要求1～5中任何一项的DC电缆，其特征在于该极性单体以丙烯酸酯为基础，其通式为CH2=CH-CO-O-(CH2)n-N(CH3)2式中，n等于2或3。
11．权利要求1～5中任何一项的DC电缆，其特征在于该极性单体以甲基丙烯酸和齐聚乙二醇为基础，其通式为CH2=C(CH3)-CO-O-(CH2-CH2O-)mH式中，m等于数字1～20，优选n为1，5，6或9。
12．权利要求1～5中任何一项的DC电缆，其特征在于该极性单体以丙烯酸和齐聚乙二醇为基础，其通式为CH2=CH-CO-O-(CH2-CH2O-)mH式中，m等于数字1～20，优选n等于1，5，6或9。
13．一种制造绝缘DC电缆的方法，包括以下步骤配混PE组合物、挤压所述配混聚乙烯组合物，作为包覆于导线周围的聚合物基绝缘系统的一部分，随后使PE组合物交联形成XLPE组合物，其特征在于将具有以下通式的极性共聚单体引入到XLPE组合物中。CH2=CR-CO-X-(CH2)n-N(CH3)2或CH2=CR-CO-O-(CH2-CH2O)m-H式中，n等于2或3；m等于数字1～20；R是H或CH3；和X是O或NH。
14．权利要求13的方法，其特征在于将极性单体接枝到聚乙烯链中。
15．权利要求13或14的方法，其特征在于将极性单体在聚合反应之前或期间加到乙烯中，和随后在聚合反应期间极性单体被引入到XLPE的主链中作为其中的一部分。
16．权利要求15的方法，其特征在于该极性共聚单体的加入量为最终聚合物的0．1～5wt％。
17．权利要求15的方法，其特征在于该极性共聚单体的加入量为最终聚合物的5～40wt％，随后，大量的极性共聚单体通过使共聚物与直链聚乙烯配混而被稀释，直至极性共聚单体的平均含量为0．1～5wt％。
18．权利要求13或14的方法，其特征在于该极性单体接枝到乙烯均聚物上。
19．权利要求18的方法，其特征在于该极性单体以单独步骤在聚合过程之后接枝到乙烯均聚物上。
20．权利要求18的方法，其特征在于该极性单体在聚乙烯基电缆绝缘材料挤压和／或交联期间接枝到乙烯均聚物上。
全文摘要
一种具有聚合物基绝缘系统绝缘DC电缆,该绝缘系统包括一种以挤压和交联的聚乙烯(XLPE)为基础为组合物,该组合物包覆于导线周围;以及制造所述电缆的一种方法。以XLPE为基础的组合物包括一种以极性链段形式存在的极性改性剂,所述链段包括具有如下通式的一种极性共聚单体:CH
文档编号H01B9/00GK1292147SQ9980335
公开日2001年4月18日 申请日期1999年2月22日 优先权日1998年2月25日
发明者P·卡斯滕森, A·古斯塔夫松, A·法卡斯, A·艾利松, J·O·波斯特伦, B·古斯塔夫松, U·尼尔松, A·坎普斯 申请人:Abb股份有限公司