高压电缆绝缘用LDPE 分子结构与电气性能研究
2021-12-21左胜武杨黎明朱智恩王传博陈龙啸赵维佳
高 凯, 曾 浩, 左胜武, 杨黎明, 李 栋,朱智恩, 王传博, 陈龙啸, 赵维佳
(1.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),南京211106; 2.扬子石化研究院,南京210048;3.先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司),北京102211)
0 引 言
随着深海风电与太阳能、跨海和跨国联网工程逐步增加,±320 kV 及以上直流输电占总高压输电比例将大幅提高[1]。 直流输电线路中直流电缆主要采用交联聚乙烯材料(XLPE)作为绝缘材料。 而XLPE 中基础树脂——低密度聚乙烯(LDPE)质量占比超98%,决定了绝缘材料的基本性能[2]。
国内高压电缆绝缘料用LDPE 的生产装置和工艺均来自欧洲、美国和日本,而国外厂商对中国技术封锁,国内无法准确获得高压电缆专用基础树脂和相关技术资料[3],国内厂商很少涉及LDPE 相关基础研究。
影响LDPE 性能的主要因素有相对分子质量与分布、杂质、长链支化度以及双键含量等几个因素[4-5]。
相对分子质量与分布影响LDPE 体积电阻率。相对分子质量分布越窄,LDPE 的体积电阻率越高。目前国内外高压、超高压交直流电缆绝缘料用LDPE 的数均分子量(Mn)在 1.2~1.7×104范围内,而Borealis 等国外专用LDPE 相对分子质量较扬子巴斯夫和燕山石化等国内LDPE 大,相对分子质量分布窄,国内LDPE 体积电阻率较国外低1 ~2 个数量级[6-8]。 较高的长链支化度可以提高绝缘材料的交联速率,减少交联剂用量。 叔碳基团的叔氢非常活泼,易被自由基捕获而形成活性链,从而提高绝缘材料的交联速率,形成较为均匀的网状结构,是绝缘具备优良的机械和电性能的保证,可提高XLPE 的稳定性[9-15]。……
