Электроизоляционный материал

Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к технологии изолирования кабелей среднего напряжения на основе сшиваемого полиэтилена низкой плотности. Особенностью материала является то, что в его состав введено 0,005-1,0% масс. многослойных углеродных нанотрубок. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к технологии изолирования кабелей среднего напряжения на основе сшиваемого полиэтилена низкой плотности.

Современные кабели среднего напряжения (от 6 до 35 кВ) изготавливаются и в мире, и в России с изоляцией, производимой в большинстве случаев из химически сшиваемого полиэтилена. Основным механизмом деградации такой изоляции, ограничивающим ресурс кабеля, является электрохимическое старение, заключающееся в развитии специфических повреждений - так называемых водных триингов. Водные триинги зарождаются на микроскопических технологических дефектах, неизбежно присутствующих в изоляционной системе кабеля (на выступах электропроводящих экранов в изоляцию, инородных включениях и газовых полостях в изоляции) под действием электрического поля, постоянно присутствующего в изоляции, и воды, диффундирующей в кабель из окружающей среды. Водные триинги имеют значительно меньшую электрическую прочность, чем неповрежденный материал. Они непрерывно увеличиваются в размерах и сравнительно быстро выводят кабельное изделие из строя, приводя к пробою изоляции.

Для повышения надежности кабеля (увеличения ресурса изоляции) в состав изоляционного материала вводят специальные добавки, уменьшающие скорость роста триингов. Получаемые таким образом изоляционные композиции называются триингостойкими. Недостатком известных триингостойких изоляционных композиций является сравнительно небольшая долговечность.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении долговечности электрического кабеля.

Технический результат достигается тем, что в электроизоляционный материал на основе сшиваемого полиэтилена низкой плотности введено 0,005-1,0% масс. многослойных углеродных нанотрубок.

Могут быть использованы многослойные (многостенные) углеродные нанотрубки с диаметром от 10 до 50 нм, длиной от 0.2 до 20 мкм, количеством стенок от 5 до 20, например в виде концентрата углеродных нанотрубок Dipolene UVPE 025 black ® в полиэтилене.

В состав электроизоляционного материала могут быть включены сополимер этилена с метилакрилатом, или этилакрилатом, или бутилакрилатом с содержанием акриловых групп от 5 до 45%, в количестве 0,5 до 40% масс.; силансодержащее соединение в количестве от 0,1 до 2,5% масс., например винилтриметоксисилан; антиоксидант в количестве от 0,1 до 1,5%, например Irgastab Cable KV10 или Irganox 1010.

В качестве сшивающего агента могут быть использованы органические перекиси, как в жидком, так и в твердом состоянии, а также в виде концентратов в полимере, в частности в полиэтилене. Примерами такой перекиси являются ди-трет-бутил пероксид, перекись дикумила.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг. 1 показана принципиальная схема испытательного образца; на фиг. 2 - зависимость длины водного триинга (, микроны) от времени (t, часы), полученная в процессе испытаний на ускоренное электрохимическое старение.

Преимущество предполагаемого изобретения иллюстрируется следующим примером. Были выполнены сравнительные испытания на стойкость к электрохимическому старению (развитию водных триингов) промышленно производимого фирмой Hanwha Chemical (Республика Корея) триингостойкого материала марки CLNA-TR 8142 ЕС и материала, изготовленного в соответствии с предполагаемым изобретением. Образцы для испытаний представляли собой пластины 1 размером 15×15×3 мм, отпрессованные и «сшитые» в лабораторных условиях. В каждой пластине выбиралась полость 2 с диаметром цилиндрической части 0.5 мм и радиусом при вершине острия 40±10 микрон. Полость заполнялась 0,3-нормальным раствором поваренной соли в дистиллированной воде и выполняла функцию высоковольтного электрода. Противоположная по отношению к полости торцевая поверхность образца заземлялась. В процессе и по завершении испытаний в образцах измерялась длина водного триинга 3.

Всего из каждого материала было изготовлено по 15 образцов. Испытания проводились при напряжении 12 кВ частотой 50 Гц, при температуре 40°С в течение 12 месяцев. Размеры водных триингов 3 контролировались по истечении 4-х и 8-ми месяцев, затем по завершении испытаний.

Результаты испытаний приведены на фиг. 2 в форме зависимостей среднеарифметических значений длины водного триинга 1 (микроны) от времени t, (часы). Как можно видеть из приведенных графиков, в течение всего периода испытаний размеры триингов в образцах материала, изготовленного в соответствии с данным изобретением - 1, меньше размеров триингов, выросших в композиции CLNA-TR 8142 ЕС -2. Это различие постоянно увеличивается и к моменту завершения испытаний составляет 49%.

Принимая во внимание, что материал CLNA-TR 8142 ЕС является триингостойким и должен обеспечивать надежную эксплуатацию кабеля в течение по крайней мере 30 лет, то материал, изготовленный в соответствии с данным изобретением, обеспечит безотказную работу кабельного изделия в течение еще более длительного срока - не менее 40 лет.

1. Электроизоляционный материал на основе сшиваемого полиэтилена низкой плотности, отличающийся тем, что в его состав введено 0,005-1,0% масс. углеродных многослойных нанотрубок.

2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что использованы многослойные (многостенные) углеродные нанотрубки с диаметром от 10 до 50 нм, длиной от 0,2 до 20 мкм, количеством стенок от 5 до 20.

3. Материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для его изготовления использован концентрат углеродных нанотрубок Dipolene UVPE 025 black® в полиэтилене.

4. Материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для его изготовления использован сополимер этилена с метилакрилатом, или этилакрилатом, или бутилакрилатом с содержанием акриловых групп от 5 до 45%, в количестве 0,5 до 40% масс.

5. Материал по п. 3, отличающийся тем, что для его изготовления использован сополимер этилена с метилакрилатом, или этилакрилатом, или бутилакрилатом с содержанием акриловых групп от 5 до 45%, в количестве 0,5 до 40% масс.

6. Материал, по любому из пп. 1, 2, 5, отличающийся тем, что для его изготовления использовано силансодержащее соединение в количестве от 0,1 до 2,5% масс.

7. Материал по п. 3, отличающийся тем, что для его изготовления использовано силансодержащее соединение в количестве от 0,1 до 2,5% масс.

8. Материал по п. 4, отличающийся тем, что для его изготовления использовано силансодержащее соединение в количестве от 0,1 до 2,5% масс.

9. Материал по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, отличающийся тем, что содержит антиоксидант в количестве от 0,1 до 1,5%.

10. Материал по п. 3, отличающийся тем, что содержит антиоксидант в количестве от 0,1 до 1,5%.

11. Материал по п. 4, отличающийся тем, что содержит антиоксидант в количестве от 0,1 до 1,5%.

12. Материал по п. 6, отличающийся тем, что содержит антиоксидант в количестве от 0,1 до 1,5%.

13. Материал по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 10, 11, 12, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента использован ди-трет-бутил пероксид, в частности в виде концентрата в полиэтилене.

14. Материал п. 3, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента использован ди-трет-бутил пероксид, в частности в виде концентрата в полиэтилене.

15. Материал п. 4, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента использован ди-трет-бутил пероксид, в частности в виде концентрата в полиэтилене.

16. Материал п. 6, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента использован ди-трет-бутил пероксид, в частности в виде концентрата в полиэтилене.

17. Материал п. 9, отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента использован ди-трет-бутил пероксид, в частности в виде концентрата в полиэтилене.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение касается области изоляции электрических проводов от частичного разряда, в частности способа изготовления изоляционной системы с улучшенной устойчивостью к частичному разряду и изоляционной системы с улучшенной устойчивостью к частичному разряду.

Изобретение относится к материалу покрытия с нелинейным удельным сопротивлением, электрической шине и обмотке статора. Изобретение содержит: полимерную матрицу, изготовленную из эпоксидной, акриловой смолы или полиуретана, отверждаемых за счет нагрева; диспергированные в полимерной матрице ZnO-содержащие частицы и полупроводящие поверхностно-обработанные вискеры.

Изобретение относится к составу диэлектрической композиции, предназначенной для использования при создании радиотехнических и электротехнических изделий. Композиция содержит эпоксидную диановую смолу, в качестве отвердителя полиэтиленполиамин и в качестве наполнителя стеклянные полые микросферы и оксид галлия.

Изобретение относится к области изоляции проводников от частичного разряда, в частности к способу изготовления системы изоляции с улучшенной стойкостью к частичному разряду.

Изобретение относится к отверждаемым композициям эпоксидной смолы, пригодным для получения изолятора для газоизолированного распределительного устройства высокого напряжения.

Изобретение относится к применению отверждаемой композиции для безнабивочной герметизации измерительных трансформаторов и к способу герметизации таких измерительных трансформаторов.

Изобретение относится к композиции отверждаемой эпоксидной смолы, способу получения ее, к композиту и способу получения его, а также к кабелю для подвесной передачи электроэнергии.

Изобретение относится к электроизоляционным компаундам, которые могут быть использованы для заливки или пропитки частей электрических машин, приборов, токопроводящих схем и деталей в радиотехнической, электротехнической и электронной промышленностях.

Настоящее изобретение относится к аддуктам в качестве отвердителей, используемых в термоотверждаемых эпоксидных системах, и к композиции, включающей отвердитель; и более конкретно, настоящее изобретение касается содержащего оксазолидоновый цикл аддукта, где указанный аддукт используют в качестве отвердителя, и композиции, изготовленной из указанного аддукта.

Изобретение относится к составу двухкомпонентного эпоксиполиуретанового заливочного электроизоляционного компаунда и способу его получения. Компонента «А» состоит из мономерно-олигомерной смеси полиэпоксидов, состоящей из диглицидилового эфира бисфенола А, моноглицидилового эфира бисфенола А и бисфенола А или диглицидилового эфира бисфенола А, моноглицидилового эфира бисфенола А, бисфенола А и продукта присоединения 1 моля моноглицидилового эфира бисфенола А к 1 молю диглицидилового эфира бисфенола А, полиолов, состоящих из смеси триглицеридов рицинолевой, стеариновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислот, технологической добавки, дисперсного минерального наполнителя и красителя.

Изобретение относится к нанотехнологии алмазных частиц, необходимых для финишной шлифовки и полировки различных изделий и для создания биометок. Способ получения кристаллических алмазных частиц включает добавление к порошку наноалмазов, полученных детонационным синтезом, циклоалкана (циклического насыщенного углеводорода) или многоосновного спирта в количестве 5-85 мас.

Изобретение относится к материаловедению и может быть использовано для получения надежного люминесцентного маркера в медицине и биологии. Сначала смешивают водные растворы, содержащие катионы Са2+ и Eu3+, при контроле их концентрации и соотношении в растворе.

Изобретение относится к способу нанесения защитного покрытия из слоев TiN и (Ti+V)N на подложку из титанового сплава ВТ-6. Осуществляют одновременное напыление слоев TiN и (Ti+V)N на подложку из титанового сплава ВТ-6 с помощью двух электродуговых испарителей с чередованием времени нанесения каждого слоя и количества напыляемого материала с каждого из катодов электродуговых испарителей в атмосфере инертного газа.
Изобретение относится в области нанотехнологии, медицине, фармакологии и фармацевтики и раскрывает способ получения нанокапсул L-аргинина в каррагинане. Способ характеризется тем, L-аргинин медленно добавляют в суспензию каррагинана в бутиловом спирте в присутствии 0,01 препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества при перемешивании 1300 об/мин, затем приливают 5 мл гексана, полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат при комнатной температуре, при этом массовое соотношение ядро:оболочка составляет 1:3 или 1:1.

Изобретение относится к получению нанокомпозитных материалов. Предложен способ получения углерод-фторуглеродного нанокомпозитного материала, включающий термодеструкцию твердого политетрафторэтилена, которую осуществляют в плазменной среде, образующейся в результате предварительной деструкции аналогичного образца политетрафторэтилена в импульсном высоковольтном электрическом разряде в воздухе, при амплитуде импульсов 2-10 кВ с последующим сбором продуктов деструкции в виде сажеобразного продукта, содержащего отдельные наночастицы элементов, входящих в состав электродов.

Изобретение относится к области нанотехнологии, в частности к способу получения нанокапсул, и описывает способ получения нанокапсул сухого экстракта шиповника в агар-агаре.

Изобретение относится к области нанотехнологии, в частности к способу получения нанокапсул антибиотиков тетрациклинового ряда. Способ характеризуется тем, что антибиотики выбирают из тетрациклина, диоксициклина, миноциклина, при осуществлении способа в суспензию конжаковой камеди в бутаноле и 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества добавляют порошок антибиотика, затем по каплям добавляют петролейный эфир, который используется в качестве осадителя, причем соотношение количеств антибиотика к количеству конжаковой камеди составляет 1:1, 1:3, 1:5 или 5:1, полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат.

Изобретение относится в области нанотехнологий и пищевой промышленности. Способ получения нанокапсул унаби характеризуется тем, что порошок унаби диспергируют в суспензию натрий карбоксиметилцеллюлозы в этиловом спирте в присутствии 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества при перемешивании 1000 об/мин, затем приливают 10 мл хлористого метилена, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре, при этом соотношение ядро/оболочка составляет 1:1, или 1:3, или 1:5, или 5:1.
Изобретение относится к области нанотехнологии, ветеринарии и растениеводства и раскрывает способ получения нанокапсул солей металлов в каррагинане. Способ характеризуется тем, что в качестве оболочки нанокапсул используется каррагинан, а в качестве ядра - соль металла при массовом соотношении ядро:оболочка 1:3, при этом соль металла добавляют в суспензию каррагинана в этаноле, содержащую препарат Е472с в качестве поверхностно-активного вещества, при перемешивании 1200 об/мин, далее приливают метиленхлорид, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.
Изобретение относится к области нанотехнологии и ветеринарной медицине и раскрывает способ получения нанокапсул солей металлов в альгинате натрия. Способ характеризуется тем, что в качестве оболочки нанокапсул используется альгинат натрия, а в качестве ядра - соль металла при массовом соотношении ядро:оболочка 1:3, при этом соль металла добавляют в суспензию альгината натрия в бутаноле, содержащую препарат Е472с в качестве поверхностно-активного вещества при перемешивании 1200 об/мин, далее приливают петролейный эфир, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.

Способ производства штапельного нанотонкого минерального волокна и оборудование для его изготовления. Изобретение относится к производству штапельного минерального волокна, в частности к конструкции соплового аппарата с валковым вытяжным механизмом и прижимной планкой, и может быть использовано на предприятиях, занимающихся получением штапельных минеральных волокон. Настоящее изобретение дает возможность получения нановолокон с последующей реализацией в области нанотехнологий по изготовлению бумагоподобных композиционных фильтровальных материалов для сверхтонкой очистки фильтруемых сред. Результат изобретения - получение нанотонкого волокна (диаметром около 100 нм) - достигается тем, что на водоохлаждаемую камеру сгорания, футерованную внутри огнеупорной керамикой, устанавливается один сопловой аппарат с целью увеличения в ней давления (соответственно - скорости потока энергоносителя) для возможности раздува первичных минеральных волокон до наноразмера с неподвижными, относительно друг друга, верхней и нижней частями (что исключает прогорание прокладок между сопловым аппаратом и фланцем камеры сгорания), с валковым вытяжным механизмом с регулированием скорости вращения и с прижимной планкой, установленной с возможностью её регулировки по высоте прижима и по ширине щели волокнопровода для точного попадания первичных минеральных волокон в начало стехиометрического конуса, с пошаговой укладкой первичных минеральных волокон через шаг - 1,25 мм на распределительные гребёнки для увеличения производительности по волокну. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к технологии изолирования кабелей среднего напряжения на основе сшиваемого полиэтилена низкой плотности. Особенностью материала является то, что в его состав введено 0,005-1,0 масс. многослойных углеродных нанотрубок. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх