CN108794861A - 基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法 - Google Patents

基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108794861A
CN108794861A CN201810731100.XA CN201810731100A CN108794861A CN 108794861 A CN108794861 A CN 108794861A CN 201810731100 A CN201810731100 A CN 201810731100A CN 108794861 A CN108794861 A CN 108794861A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
aging process
method based
inhibit
electrical tree
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810731100.XA
Other languages
English (en)
Inventor
朱乐为
杜伯学
韩涛
韩晨磊
田猛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201810731100.XA priority Critical patent/CN108794861A/zh
Publication of CN108794861A publication Critical patent/CN108794861A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/13—Phenols; Phenolates
    • C08K5/132—Phenols containing keto groups, e.g. benzophenones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/14—Peroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/066—LDPE (radical process)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

本发明公开一种基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法，先将干燥的LDPE与抗氧剂、交联剂和4,4’—二羟基二苯甲酮按照100：0.1：2：0.5的质量比在密炼机中充分混合；然后用平板硫化机将LDPE预热充分融化，充分交联为XLPE试样；其次压力不变，自然冷却至室温且在冷却的过程中用插针模具将针电极***试样；再次试样真空干燥24‑48小时，使试样交联过程中产生的杂质充分排除；最后使用直流叠加脉冲电压电树枝实验***装置进行实验。

Description

基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法
技术领域
本发明属于高压直流电缆绝缘领域，具体涉及一种基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法，特别涉及一种基于二苯甲酮衍生物抑制高压直流交联聚乙烯电缆绝缘电树枝老化的方法。
背景技术
高压直流电缆在当今电力***中发挥着不可替代的作用，交联聚乙烯是目前应用于高压直流电缆的主要绝缘材料。但在电力电缆的实际运行中,由于电缆中杂质或缺陷等局部电场强度集中区域的存在有引发电树的可能,此外,交联聚乙烯电缆受到电、热等应力的长期老化作用,也会出现树枝化的现象,而电树枝化已成为电缆绝缘失效的重要因素。因此，研究交联聚乙烯绝缘材料内电树枝的抑制方法对于电力设备可靠性评估以及电力***的安全运行有重要意义。
在近几十年的研究中，一些学者利用纳米聚合物对交联聚乙烯材料的电树枝抑制方法展开研究。然而，如何确保纳米颗粒在交联聚乙烯材料中的均匀分散始终是一个无法有效解决的难题。纳米颗粒在交联聚乙烯材料中的团聚，会使纳米颗粒本身成为一种杂质，严重破坏交联聚乙烯材料的绝缘特性。
发明内容
本发明目的在于提出一种基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法，包括如下步骤：
1)将干燥的LDPE与抗氧剂、交联剂和4,4’—二羟基二苯甲酮按照100：0.1：2：0.5的质量比在密炼机中充分混合；
2)用平板硫化机将LDPE预热充分融化，加压至30MPa同时温度升至175-180℃，压制30-40min，充分交联为XLPE试样；
3)关闭平板硫化机，维持压力不变，自然冷却至室温且在冷却的过程中用插针模具将针电极***试样；
4)将试样真空干燥24-48小时，使试样交联过程中产生的杂质充分排除；
5)使用直流叠加脉冲电压电树枝实验***装置进行实验：
(1)脉冲电压为+15和20kV；
(2)在电树枝观测装置下观察试样电树枝老化情况，并采用Matlab语言进行电树枝累积损伤老化面积的计算来表征绝缘老化程度。
本发明步骤1)中抗氧剂优选1010、1035、168和T501中任一型号。
本发明步骤1)中交联剂优选过氧化二异丙苯和过氧化乙烷。
本发明步骤1)中在密炼机中充分混合25-30分钟，温度110℃，密炼机转速80-100r/min。
本发明步骤2)中预热温度为115-120℃，预热时间为10-15分钟。
本发明步骤4)中真空干燥温度为60-80℃。
有益效果
本发明基于苯偶酰衍生物与交联聚乙烯材料的良好的相容性，提出利用二苯甲酮衍生物抑制高压直流交联聚乙烯电缆绝缘电树枝生长。实验证明，该方法能有效抑制交联聚乙烯绝缘材料内电树枝的生长。
由图3可见，本方法可以显著抑制XLPE内电树枝生长长度和电树枝造成的老化面积，这对高压直流电缆用XLPE具有重要意义。
附图说明
图1为4,4’—二羟基二苯甲酮化学式。
图2为针-板电极***XLPE试样。
图3为试样的电树枝长度及累积损伤：
(a)纯XLPE；(b)改性后XLPE。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施例是为了更好地使本领域的技术人员更好地理解本发明，并不对本发明作任何的限制。
实施例1
本发明的方法具体包括如下步骤：
步骤1)将干燥的LDPE与抗氧剂1010、过氧化二异丙苯(DCP)和4,4’—二羟基二苯甲酮(化学式见图1)按照100：0.1：2：0.5的质量比在密炼机中充分混合30分钟，温度110℃，密炼机转速100r/min。
步骤2)称取40克LDPE混合物放置在平板硫化机中，120℃预热10分钟，使混合物充分融化；平板硫化机加压至30MPa，同时温度升高到180℃，压制30分钟，使LDPE充分交联为交联聚乙烯(XLPE)。
步骤3)关闭平板硫化机电源，维持压力不变使试样自然冷却至室温后取出，在冷却的过程中用插针模具将针电极***试样，见图2，使针电极距离试样底部距离为2±0.1mm，试样边长(40±10)×(20±5)mm，厚度4±1mm。
步骤4)将试样放置在温度设定为80℃的真空箱中，真空干燥48小时，使试样交联过程中产生的杂质充分排除。
步骤5)使用直流叠加脉冲电压电树枝实验***装置进行实验：
(1)脉冲电压为+15和20kV
(2)在电树枝观测装置下观察试样电树枝老化情况，并采用Matlab语言进行电树枝累积损伤老化面积的计算来表征绝缘老化程度，结果如图3所示。
实施例2
设置对照组,对照组的步骤1)中不添加4,4’—二羟基二苯甲酮，其他步骤与实施例1相同。
实施例3
本发明的方法具体包括如下步骤：
步骤1)将干燥的LDPE与抗氧剂1035、过氧化乙烷和4,4’—二羟基二苯甲酮(化学式见图1)按照100：0.1：2：0.5的质量比在密炼机中充分混合25分钟，温度110℃，密炼机转速80r/min。
步骤2)称取40克LDPE混合物放置在平板硫化机中，115℃预热15分钟，使混合物充分融化；平板硫化机加压至30MPa，同时温度升高到175℃，压制40分钟，使LDPE充分交联为交联聚乙烯(XLPE)。
步骤3)关闭平板硫化机电源，维持压力不变使试样自然冷却至室温后取出，在冷却的过程中用插针模具将针电极***试样，试样图见图2，使针电极距离试样底部距离为为2±0.1mm，试样边长(40±10)×(20±5)mm，厚度4±1mm。
步骤4)将试样放置在温度设定为60℃的真空箱中，真空干燥24小时，使试样交联过程中产生的杂质充分排除。
步骤5)使用直流叠加脉冲电压电树枝实验***装置进行实验：
(1)脉冲电压为+15和20kV
(2)在电树枝观测装置下观察试样电树枝老化情况，并采用Matlab语言进行电树枝累积损伤老化面积的计算来表征绝缘老化程度。
实施例4
本发明的方法具体包括如下步骤：
步骤1)将干燥的LDPE与抗氧剂168、过氧化乙烷和4,4’—二羟基二苯甲酮(化学式见图1)按照100：0.1：2：0.5的质量比在密炼机中充分混合27分钟，温度110℃，密炼机转速90r/min。
步骤2)称取40克LDPE混合物放置在平板硫化机中，117℃预热12分钟，使混合物充分融化；平板硫化机加压至30MPa，同时温度升高到178℃，压制35分钟，使LDPE充分交联为交联聚乙烯(XLPE)。
步骤3)关闭平板硫化机电源，维持压力不变使试样自然冷却至室温后取出，在冷却的过程中用插针模具将针电极***试样，试样图见图2，使针电极距离试样底部距离为为2±0.1mm，试样边长(40±10)×(20±5)mm，厚度4±1mm。
步骤4)将试样放置在温度设定为70℃的真空箱中，真空干燥36小时，使试样交联过程中产生的杂质充分排除。
步骤5)使用直流叠加脉冲电压电树枝实验***装置进行实验：
(1)脉冲电压为+15和20kV
(2)在电树枝观测装置下观察试样电树枝老化情况，并采用Matlab语言进行电树枝累积损伤老化面积的计算来表征绝缘老化程度。
实施例5
本发明的方法具体包括如下步骤：
步骤1)将干燥的LDPE与抗氧剂T501、过氧化乙烷和4,4’—二羟基二苯甲酮(化学式见图1)按照100：0.1：2：0.5的质量比在密炼机中充分混合25分钟，温度110℃，密炼机转速80r/min。
步骤2)称取40克LDPE混合物放置在平板硫化机中，117℃预热12分钟，使混合物充分融化；平板硫化机加压至30MPa，同时温度升高到175℃，压制35分钟，使LDPE充分交联为交联聚乙烯(XLPE)。
步骤3)关闭平板硫化机电源，维持压力不变使试样自然冷却至室温后取出，在冷却的过程中用插针模具将针电极***试样，试样图见图2，使针电极距离试样底部距离为为2±0.1mm，试样边长(40±10)×(20±5)mm，厚度4±1mm。
步骤4)将试样放置在温度设定为70℃的真空箱中，真空干燥36小时，使试样交联过程中产生的杂质充分排除。
步骤5)使用直流叠加脉冲电压电树枝实验***装置进行实验：
(1)脉冲电压为+15和20kV
(2)在电树枝观测装置下观察试样电树枝老化情况，并采用Matlab语言进行电树枝累积损伤老化面积的计算来表征绝缘老化程度。
应当理解的是，这里所讨论的实施方案及实例只是为了说明，对本领域技术人员来说，可以加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将干燥的LDPE与抗氧剂、交联剂和4,4’—二羟基二苯甲酮按照100：0.1：2：0.5的质量比在密炼机中充分混合；
2)用平板硫化机将LDPE预热充分融化，加压至30MPa同时温度升至175-180℃，压制30-40min，充分交联为XLPE试样；
3)关闭平板硫化机，维持压力不变，自然冷却至室温且在冷却的过程中用插针模具将针电极***试样；
4)将试样真空干燥24-48小时，使试样交联过程中产生的杂质充分排除；
5)使用直流叠加脉冲电压电树枝实验***装置进行实验：
(1)脉冲电压为+15和20kV；
(2)在电树枝观测装置下观察试样电树枝老化情况，并采用Matlab语言进行电树枝累积损伤老化面积的计算来表征绝缘老化程度。
2.根据权利要求1所述的基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法，其特征在于，所述步骤1)中抗氧剂优选1010、1035、168和T501中任一型号。
3.根据权利要求1所述的基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法，其特征在于，所述步骤1)中交联剂优选过氧化二异丙苯和过氧化乙烷。
4.根据权利要求1所述的基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法，其特征在于，所述步骤1)中在密炼机中充分混合25-30分钟，温度110℃，密炼机转速80-100r/min。
5.根据权利要求1所述的基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法，其特征在于，所述步骤2)中预热温度为115-120℃，预热时间为10-15分钟。
6.根据权利要求1所述的基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法，其特征在于，所述步骤4)中真空干燥温度为60-80℃。
CN201810731100.XA 2018-07-05 2018-07-05 基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法 Pending CN108794861A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810731100.XA CN108794861A (zh) 2018-07-05 2018-07-05 基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810731100.XA CN108794861A (zh) 2018-07-05 2018-07-05 基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108794861A true CN108794861A (zh) 2018-11-13

Family

ID=64075008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810731100.XA Pending CN108794861A (zh) 2018-07-05 2018-07-05 基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108794861A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109776910A (zh) * 2018-12-25 2019-05-21 天津大学 一种抑制空间电荷的交联聚乙烯绝缘材料的制备方法
CN112130048A (zh) * 2020-09-23 2020-12-25 天津大学 一种交联聚乙烯试样、制备方法及测量装置
CN113912778A (zh) * 2021-10-21 2022-01-11 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 高压电缆用绝缘材料及其制备方法和制备基料

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020164480A1 (en) * 1999-07-27 2002-11-07 Luca Martinotto Cable, in particular for transport or distribution of electrical energy and insulating composition
EP1208571B1 (en) * 1999-07-27 2003-10-01 PIRELLI S.p.A. Cable, in particular for transport or distribution of electrical energy and insulating composition
CN101445627A (zh) * 2008-12-11 2009-06-03 上海交通大学 高压直流电缆绝缘材料及其制备方法
EP2163576A1 (en) * 2008-09-09 2010-03-17 Borealis AG Polyolefin composition for medium/high/extra high voltage cables comprising benzophenone-type voltage stabiliser
CN103222012A (zh) * 2010-11-25 2013-07-24 普睿司曼股份公司 具有电压稳定的热塑性电绝缘层的能量电缆
CN103965543A (zh) * 2014-05-21 2014-08-06 哈尔滨理工大学 一种高压直流电缆用可交联聚乙烯绝缘材料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020164480A1 (en) * 1999-07-27 2002-11-07 Luca Martinotto Cable, in particular for transport or distribution of electrical energy and insulating composition
EP1208571B1 (en) * 1999-07-27 2003-10-01 PIRELLI S.p.A. Cable, in particular for transport or distribution of electrical energy and insulating composition
EP2163576A1 (en) * 2008-09-09 2010-03-17 Borealis AG Polyolefin composition for medium/high/extra high voltage cables comprising benzophenone-type voltage stabiliser
CN101445627A (zh) * 2008-12-11 2009-06-03 上海交通大学 高压直流电缆绝缘材料及其制备方法
CN103222012A (zh) * 2010-11-25 2013-07-24 普睿司曼股份公司 具有电压稳定的热塑性电绝缘层的能量电缆
CN103965543A (zh) * 2014-05-21 2014-08-06 哈尔滨理工大学 一种高压直流电缆用可交联聚乙烯绝缘材料

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109776910A (zh) * 2018-12-25 2019-05-21 天津大学 一种抑制空间电荷的交联聚乙烯绝缘材料的制备方法
CN112130048A (zh) * 2020-09-23 2020-12-25 天津大学 一种交联聚乙烯试样、制备方法及测量装置
CN112130048B (zh) * 2020-09-23 2021-09-21 天津大学 一种交联聚乙烯试样、制备方法及测量装置
CN113912778A (zh) * 2021-10-21 2022-01-11 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 高压电缆用绝缘材料及其制备方法和制备基料
CN113912778B (zh) * 2021-10-21 2024-06-11 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 高压电缆用绝缘材料及其制备方法和制备基料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108794861A (zh) 基于二苯甲酮衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化方法
CN109096577A (zh) 基于苯偶酰衍生物抑制交联聚乙烯绝缘电树枝老化的方法
CN108395601A (zh) 苯偶酰衍生物抑制高压直流电缆空间电荷的方法
CN113736203A (zh) 一种含高耐电性能配合剂的交联聚乙烯电缆绝缘材料及其制备方法
Huang et al. Charge transport in thermally and electrically stressed oil-impregnated paper insulation
Zhang et al. Conductivity properties of XLPE insulation used for HVDC cable after accelerated thermal ageing
CN108484975B (zh) 二苯甲酮衍生物抑制高压直流电缆空间电荷的方法
Du et al. Effects of temperature gradient on electrical tree growth and partial discharge in silicone rubber under AC voltage
Hao et al. The impacts of degassing on space charge characteristics and DC conductivity in semicon-bonded XLPE for HVDC cable applications
CN115651105B (zh) 一种接枝改性型交联聚乙烯抗水树绝缘料及其制备方法和应用
Travelpiece et al. Dielectric integrity of high-temperature nanocomposites
Sun et al. Assessment study of aging life for typical defects in XLPE cable joints
CN104987678B (zh) 一种阻燃耐拉伸的电力工程用绝缘材料及其制备方法
CN109776910A (zh) 一种抑制空间电荷的交联聚乙烯绝缘材料的制备方法
CN106867077A (zh) 一种交联聚乙烯绝缘材料及其制备方法
CN109438807B (zh) 一种绝缘材料及其制备方法和应用
Zhou et al. Conductivity current and electric breakdown properties of thermally aged nano silicone rubber
CN109593271B (zh) 一种基于苯偶酰提高聚丙烯薄膜击穿场强的方法
Yuan et al. Temperature rise prediction on silicone rubber housing of composite insulator in high humidity environment
Marungsri et al. Investigation Life Time Model of 22 kV XLPE Cable for Distribution System Applications in Thailand
Ghorbani et al. Role of thermal and electrical relaxations for the long-term conduction current in polyethylene
Shang et al. Investigation of MQ Resin Enhanced Material Used for On-Site Insulating Bare Conductors
Wu et al. Space charge behavior under temperature gradient and its effects on material aging
Nasrat et al. Electrical and Mechanical Properties of Aromatic Polyamide/Polyester Composites
CN109776911A (zh) 一种低温度电导系数的交联聚乙烯绝缘材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181113