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具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液及其制备方法与应用,该修复液组分以重量份数计包括:硅氧烷88~99.6份;催化剂0.3~2份;抗氧剂0.1~10份,抗氧剂为4‑[3‑(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]‑2,6二叔丁基苯酚、抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂168中的至少一种。制备方法为:按前述重量份将前述组分加入带有搅拌器的混合容器中,并向其中通入惰性气体,于室温中搅拌混合至少10min,即可获得具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液。该修复液通过注入的方式应用于电力电缆绝缘老化修复中。本发明所提供的修复液可修复水树老化区域、抑制绝缘劣化和电树枝引发,提升老化电缆的抗电树性能,延长电缆寿命。

著录项

  • 公开/公告号CN113024873A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-06-25

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 四川大学;

    申请/专利号CN202110517166.0

  • 申请日2021-05-12

  • 分类号C08J7/12(20060101);H02G1/16(20060101);C08L23/06(20060101);

  • 代理机构11429 北京中济纬天专利代理有限公司;

  • 代理人李蜜

  • 地址 610065 四川省成都市一环路南一段24号

  • 入库时间 2023-06-19 11:37:30

说明书

技术领域

本发明属于电缆修复技术领域,具体涉及一种具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液及其制备方法与应用。

背景技术

交联聚乙烯(XLPE)电缆由于其优异的电气、机械性能而被广泛使用,但由于现代工艺的限制,电缆在制造、敷设及运行过程中不可避免地会在绝缘层留下一些气隙、裂纹等微观缺陷,在电场作用下裂纹进一步发展形成电树枝,对绝缘产生无法逆转的破坏,最终导致绝缘击穿。国内外研究者对电树枝引发与生长进行了大量的研究,目前电树枝引发理论主要为电-机械理论、电致发光引起的光降解理论和电荷的注入和抽出理论。电-机械理论认为在交变电场作用下,材料持续受到电-机械应力(Maxwell应力)作用,聚合物中分子链因为应力疲劳而发生断裂形成微孔与裂纹,在强电场作用下微孔中产生局部放电,微孔与裂纹进一步发展形成电树枝。研究者们对聚乙烯(PE)样本进行电树枝引发实验,在电树枝潜伏期间在针尖处观察到了电致发光现象,电致放光产生紫外光,聚合物的分子链在紫外光作用下受到高能辐射变为激发态,由激发态分解出自由基,与氧气反应发生自动氧化链式反应,分子链大量断裂形成微孔,在强电场作用下微孔发展成为电树枝。电荷的注入和抽出理论认为,在电树枝的潜伏期,电子在注入和抽出的过程中得到加速形成“热电子”,其碰撞聚合物的分子链导致分子链断裂,产生自由基,自由基在氧气的作用下发生自氧化链式反应,导致分子链大量断裂在聚合物内形成微孔,在电场作用下微孔进一步发展最终形成电树枝。研究者们在工业运行电缆中发现了由水树枝引发电树枝的现象,电缆在潮湿的运行环境下首先在电缆中生长出水树枝,在水树区域将造成局部电场力集中最终在水树区域生长出电树枝。

为了抑制电缆中电树枝的产生提高电缆的使用寿命,人们采用了大量方法,如提高电缆制造工艺、在电缆料中添加电压稳定剂等方法。随着“干法交联”与“三层共挤”技术的应用,XLPE绝缘层内的微孔数量下降了99%,微孔直径减小了90%。进一步通过提高电缆的制造工艺难以有效提高对电缆绝缘性能且成本较大。因此,人们开始通过在电缆料中添加电压稳定剂来提高电缆的电树枝引发电压,电压稳定剂的主要作用为抑制电缆的电老化,电缆中电老化主要表现形式为电树枝的产生,即电压稳定剂的作用主要为提高XLPE电缆的电树枝引发电压。从二十世纪六十年代至今,国内外研究者对电压稳定剂展开了大量的研究,研究表明电缆中添加电压稳定剂能大幅提高电缆的电树枝引发电压,抑制聚合物的电老化,延长电缆的运行寿命。不同类型的电压稳定剂作用于XLPE电树枝引发的不同阶段,例如:(1)具有较高电子亲和能的电压稳定剂可以捕获热电子,削弱热电子的能量,减少其对聚合物分子链的破坏,抑制电树枝的产生;(2)自由基清除类电压稳定剂可以清除聚合物中的自由基,抑制自动氧化链式反应从而抑制电树枝的产生,比如抗氧剂或光稳定剂。

随着研究者对电压稳定剂的进一步研究,发现小分子电压稳定剂在聚合物中较容易迁出,为了解决电压稳定剂易迁出这一弱点,主流的解决方法为高分子量化法(EnglundV,Huuva R,Gubanski S M,et al.High efficiency voltage stabilizers for XLPEcable insulati on[J].Polymer Degradationand Stability,2009,94(5):823-833)、固载法(Kato H,Mae kawa N,Inoue S,e tal.Effect and mechanism of some new voltagestabilizers forcross-lin ked polyethylene insulation[C]//ConferenceonElectrical Insulation&Dielectric Phenomena Report.IEEE,2016.)、接枝法(董伟.具有抗迁出特性的苯乙酮—聚乙烯绝缘材料制备与电性能研究[D].2019.)和插层组装(冯拥军,姜瑜,李殿卿,等.一种超分子插层结构聚合物抗氧剂[P].中国专利:CN201210312887.9,2012-11-28.)四种方法。高分子量化法就是增大电压稳定剂的相对分子质量,减缓其迁移出聚合物;固载法是将小分子电压稳定剂与无机粒子反应生成“纳米-电压稳定剂”,提高电压稳定剂的分散性和耐迁移性;接枝法就是将电压稳定剂通过反应接枝到聚合物分子链上,减缓其迁移出聚合物;插层组装技术是将抗氧剂分子作为客体,构造大分子复合型抗氧剂。

但是,上述方法均在电缆制造过程中将电压稳定剂与聚乙烯颗粒混合后,经过交联过程得到成型电缆,用于抑制电树枝的产生,电缆投入运行后,在中短期内,这些电压稳定剂能够起到较好的效果,但是随着电缆运行年限的增加,一方面会有部分电压稳定剂逐渐从绝缘层中流失,另一方面会因为其参加各种反应而被消耗,最终会使绝缘层中的电压稳定剂低于有效浓度,使电缆的老化速度增加、电树引发电压下降,更有可能发生击穿事故。并且交联过程的温度能够高达280摄氏度,许多高效的电压稳定剂由于高温易分解或易挥发等原因难以投入实际应用。针对投入运行后的电缆,进行电压稳定剂的补充以抑制绝缘劣化和电树枝引发,能够有效延长电缆的运行寿命,减少更换电缆所需耗费的人力物力财力,但是目前相关研究很少,特别是在注入后电压稳定剂的长期效果方面,有待开发长效和高效的新一代电力电缆修复液。

发明内容

针对上述现有技术中暂无技术能对投入运行后的电缆进行电压稳定剂补充的问题,本发明的目的在于提供一种具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液及其制备方法,该修复液可修复水树老化区域,并补充绝缘层中已流失的电压稳定剂,提高电树引发电压和绝缘击穿电压,抑制绝缘劣化和电树枝引发,增强电缆耐电性能,提升老化电缆的抗电树性能,修复长效性能更显著,延长电缆寿命;同时具有修复液制备简单、安全稳定、效果好、成本低、施工便捷等优点。

本发明的另一目的旨在提供上述具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液在电力电缆绝缘老化修复中的应用。

本发明的基本思路是:在现有的硅氧烷修复液的基础上添加电压稳定剂,一方面消除老化电缆中的水分,并通过填充老化产生的微观孔洞能够改善局部电场分布,缓和电场畸变,从而修复水树老化区域、抑制绝缘劣化和电树枝引发,另一方面补充已经流失的电压稳定剂,进一步提升老化电缆的抗电树性能。针对本发明的上述目的,基于前述基本思路,本发明提供的具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液,其组分以重量份数计包括:

硅氧烷 88~99.6份;

催化剂 0.3~2份;

抗氧剂 0.1~10份;

所述抗氧剂为4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚、抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂168中的至少一种。

电压稳定剂多为易迁出、易析出的低分子物,在电缆长期工作过程中,在较高的工作温度和场强作用下也容易发生迁移和析出,这会使其提高聚合物耐电性能的作用逐渐丧失,因此电压稳定剂的耐迁出性能一直是研究重点。进一步地,根据电树枝引发的陷阱理论,由电压稳定剂的作用机理大致可将其分为四类:耐受局部放电及缓和强电场的电压稳定剂、俘获高能电子的电压稳定剂、自由基清除剂和光稳定剂。不同种类的电压稳定剂对XLPE绝缘电树的抑制效果不同,而电压稳定剂浓度对电树引发电压也密切相关。本发明所使用的稳定剂属于(自由基清除剂)类型电压稳定剂,通过研究发现,修复液扩散后当最高浓度和最低浓度都处于某一个有效浓度区间内,这样即使存在不均匀扩散现象,注入方法仍能起到较显著的作用,从而提高XLPE绝缘整体的电树引发电压。本发明所述具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液中各组分含量优选为:硅氧烷97.5~99.5份;催化剂0.4~1.5份;抗氧剂0.1~1份;进一步优选为:硅氧烷98.3~99.1份(本发明的实施例中示出了硅氧烷98.0~98.6份);催化剂0.5~1.0份(本发明的实施例中示出了催化剂1.0份);抗氧剂0.4~0.7份(本发明的实施例中示出了抗氧剂0.4~1.0份)。

本发明所选择的抗氧剂,分子量均大于500,由于其在绝缘层中的扩散速度较小,因此拥有较好的耐迁出性,长期效果更佳。

特别的,4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚,不仅具有抗氧化和电压稳定的作用,而且具有2个可水解基团,并能产生缩合反应,是本发明中长期性能最佳的抗氧剂,其作用机理如下。

在水树修复中,过去有研究在水树空洞内通过化学反应生成了纳米凝胶和硅烷偶联剂(硅氧烷)缩合形成的有机-无机纳米复合填充修复物,但是硅烷偶联剂分子量较小,且没有考虑添加电压稳定剂对水树、电树的抑制,因此寿命延长有限。硅烷偶联剂水解-缩合反应原理如式(1)和式(2)所示,在酸性或碱性催化剂下逐渐生成二聚体或多聚体。

R-甲基或苯基等

在一种纳米复合修复中,通过无机金属醇盐(催化剂中的钛酸酯)水解-缩合形成的纳米凝胶颗粒表面往往含有丰富的羟基,可以与(2)式中的硅醇羟基进行缩合,形成有机无机纳米复合填充,修复反应原理如图1所示。

采用含有苯酚和可水解基团的抗氧化剂,如BHTPrSi(MeO)

BHTPrSi(MeO)

其中,BHT:2,6二叔丁基苯酚;Me:甲基;OMe:甲氧基;Pr:丙基。

由于式(2)和式(3)中两种反应中生成的硅醇不稳定,最后可能会和羟基进一步脱水缩合形成低聚体硅烷。此时,由于纳米颗粒表面因为水解,其表面会形成较多的羟基,同时XLPE基体因为水树老化也会形成羟基,因此式(2)和式(3)中所生成的硅醇可能会有几种结合方式:一是和纳米颗粒表面的羟基和XLPE基体表面的结合,二是两种生成物的相互结合,其原理如图2(a)所示。通过进一步的缩合反应,形成图2(b)所示的生成物结合形式,硅醇和电压稳定剂分子缩合后锚固,从而不会轻易流失,同时硅醇和电压稳定剂上的部分羟基也可以和纳米颗粒或XLPE基体上的羟基脱水后形成共价键连接,形成较为稳定的化学键结合。无论是哪种缩合方式,都会使电压稳定剂和纳米颗粒或基体形成化学键合作用,形成锚固或固载,提高其耐迁移能力,从而增强修复效果的长期性能。

本发明所采用的抗氧剂对聚合物中发生的氧化连锁反应有抑制作用,因此抗氧剂对电树枝的引发具有一定抑制效果。本发明采用的抗氧剂是酚类主抗氧剂,具有自由基捕获功能。抗氧剂中的苯酚结构能够提供键能更低的氢原子,优先与ROO·结合生成氢过氧化物ROOH,从而终止链式反应,达到保护聚合物分子的作用。抗氧剂1010是一种高分子量的受阻酚抗氧剂,与大多数聚合物具有很好的相容性。挥发性很低,而且不易迁移,能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解。

上述具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液,所述催化剂可为钛酸酯、十二烷基苯磺酸、氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸和硝酸中的至少一种。所述钛酸酯优选为钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、异丙基三钛酸酯或异丙基二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯中的至少一种。所述硅氧烷具有一个及以上烷氧基,可为十二烷基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、三乙氧基乙基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、3-苯丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。其中多烷氧基硅氧烷发生水解反应后,将在催化剂作用下发生聚合反应,生成分子链更长的低聚物,其在交联聚乙烯绝缘层中的扩散速度更慢,更不容易流失。所述硅氧烷、催化剂和电压稳定剂均可通过市售购买。

本发明进一步提供了上述具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液的制备方法:将88~99.6份的硅氧烷、0.3~2份的催化剂、0.1~10份的电压稳定剂加入带有搅拌器的混合容器中,并向其中通入惰性气体,于室温中搅拌混合均匀即可获得具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液。所述惰性气体可以是氮气、氩气等。搅拌混合的时间至少为10min,一般10min~20min即可。所述室温一般为10℃~30℃。

本发明进一步提供上述具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液在电力电缆绝缘老化修复中的应用,具体包括以下步骤:

(1)安装适配器:拆除待修复电力电缆两端电缆终端头,并分别安装前端适配器和后端适配器;

(2)测试贯通性:前端适配器与氮气注入设备连接,从后端适配器向待修复电力电缆中注入0.1~0.2MPa的氮气,同时利用氮气注入设备的气压表检测待修复电力电缆的贯通性;若待修复电力电缆贯通性良好,则进入步骤(3),否则不建议采用注入修复;

(3)注入修复液:拆除与适配器连接的氮气注入设备,并连接上修复设备,将修复液以0.15~0.8MPa压力从前端适配器注入待修复电力电缆缆芯中,直至修复液从后端适配器出口溢出后停止注入修复液,保持压力2~6小时,使修复液充分渗透到电缆绝缘层中;

(4)填充修复:封闭前端适配器进口和后端适配器出口,使修复液充分与电缆电树区域水分反应,修复液在此过程中生成低聚物对老化微孔进行填充修复,修复时间至少为2h,待修复完成后,打开电缆两端适配器,将剩余修复液及废液从后端适配器出口排除即完成对老化电缆修复。

修复结束后,拆除适配器,重新制作电缆终端头,恢复终端头绝缘即可。

本发明的特点是在现有硅氧烷修复液的基础上,选用与聚合物相容性好、不易迁出的电压稳定剂,为了保证达到良好的抗电树性能,严格限制了电压稳定剂的添加浓度,在该有效浓度区间内,即使存在不均匀扩散现象,注入方法仍能起到较显著的作用,有效提高XLPE绝缘整体的电树引发电压。

本发明提供的具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液及其制备方法与应用具有以下有益效果:

(1)本发明所提供的电力电缆绝缘老化修复液,主要由硅氧烷、催化剂和抗氧剂组成,其中硅氧烷成分能够有效去除电缆绝缘层中的水分,并生成低聚物填充老化微孔,尤其对受潮电缆和水树老化电缆的修复效果更佳,可大幅提升老化电缆绝缘性能;添加的抗氧剂,可有效补充在前期电缆运行中流失或消耗的电压稳定剂,并能够清除自由基,增强电缆绝缘的抗氧化能力,提升电树引发电压,进而提高击穿强度,增强抗电树性能,延长电缆运行寿命。

(2)本发明所提供的电力电缆绝缘老化修复液,其电压稳定剂组分能够与老化过程中产生的自由基ROO·结合,阻止绝缘老化加剧,保护电力电缆聚合物分子。

(3)本发明所提供的电力电缆绝缘老化修复液,其组分原材料价格低廉,制备过程简单易行,应用施工方便,相比于直接更换老化电力电缆,可节省大量成本和资源。

(4)本发明选择中的抗氧剂4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚能够发生水解反应,并与硅醇和绝缘层分子老化形成的羟基进行缩合,大幅减缓扩散流失的速度,从而使修复效果的长效性得到提升。

附图说明

图1是本发明中无机物与XLPE基体/偶联剂的作用模型,其中(a)为无机物与基体的作用模型,(b)为无机物与偶联剂的作用原理;

图2是本发明中电压稳定剂、硅氧烷偶联剂和纳米凝胶的固载原理;其中,(a)为甲氧基水解形成羟基的示意图(b)为羟基间缩合形成共价键的示意图;

图3是交联聚乙烯电力电缆注入式修复示意图;

图4是电树枝引发电压与引发概率关系图;

图5是击穿电压与击穿概率关系图。

附图标记说明:1、前端适配器进口;2、后端适配器出口;3、前端适配器;4、后端适配器;5、待修复电缆。

具体实施方式

以将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明。

下面以4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚为例,对本发明所提供的具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液的电缆老化修复机理进行说明。

实施例1

本实施例提供的具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液按照以下方法制备得到:将98.6份的甲基苯基二甲氧基硅(PMDMS)(PMDMS浓度为98.6wt%),1份的钛酸四异丙酯(钛酸四异丙酯浓度为1wt%),0.4份的4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚(4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚浓度为0.4wt%)加入带有搅拌器的混合容器中,并向其中通入氮气,于室温中搅拌混合20min左右,即可获得具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液。

实施例2

本实施例提供的具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液按照以下方法制备得到:将98.3份的甲基苯基二甲氧基硅(PMDMS)(PMDMS浓度为98.3wt%),1份的钛酸四异丙酯(钛酸四异丙酯浓度为1wt%),0.7份的4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚(4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚浓度为0.7wt%)加入带有搅拌器的混合容器中,并向其中通入氮气,于室温中搅拌混合20min左右,即可获得具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液。

实施例3

本实施例提供的具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液按照以下方法制备得到:将98份的甲基苯基二甲氧基硅(PMDMS)(PMDMS浓度为98wt%),1份的钛酸四异丙酯(钛酸四异丙酯浓度为1wt%),1份的4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚(4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚浓度为1wt%)加入带有搅拌器的混合容器中,并向其中通入氮气,于室温中搅拌混合20min左右,即可获得具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液。

应用例

1、实验对象获取

为了研究本发明提供的电力电缆老化修复液对老化电缆的修复效果,选取一批新电缆进行加速热氧老化,获得用于修复实验的老化样本,老化样本的制备方法如下:

(1)选用YJLV-8.7/10-1×95mm

(2)将短电缆样本的外护套、铜带和阻水带剥除,露出电缆外半导电层;

(3)将短电缆样本左右两侧的外半导电层各剥除100mm;

(4)将短电缆样本一侧剥除绝缘层和内半导电层以露出10mm的缆芯,便于后续的电气性能测试;

(5)将剥切处理后的短电缆样本放入温湿度控制箱中进行加速热氧老化,老化温度设置为150℃,每间隔30min打开一次控制箱,打开时间保持5min,保证热氧老化过程中氧气充足,老化132h,获得老化电力电缆样本。

所获得的老化电力电缆样本分别用于不注入修复液(样本A)、注入现有技术的硅氧烷修复液(未添加电压稳定剂(抗氧剂)的纯硅氧烷修复液,样本B)和本发明具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液(样本C)的试验样本进行微观观测,测试击穿电压测试,具体如表1所示。

表1热氧老化样本的设置

注:TIPT表示钛酸四异丙酯,PMDMS表示甲基苯基二甲氧基硅,抗氧剂为4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚。

2、老化电缆修复

按照热氧老化样本的设置,将实施例1-3制备的具有抗电树性能的电力电缆绝缘老化修复液注入C组样本中,具体包括以下步骤:

(1)安装适配器:如图3所示,拆除待修复电力电缆两端电缆终端头,并分别安装前端适配器和后端适配器;

(2)测试贯通性:前端适配器与氮气注入设备连接,从后端适配器向待修复电力电缆中注入0.1~0.2MPa的氮气,同时利用氮气注入设备的气压表检测待修复电力电缆的贯通性;若待修复电力电缆贯通性良好,则进入步骤(3),否则不建议采用注入修复;

(3)注入修复液:拆除与适配器连接的氮气注入设备,并连接上修复设备,将修复液以0.15~0.8MPa压力从前端适配器注入待修复电力电缆缆芯中,直至修复液从后端适配器出口溢出后停止注入修复液,保持压力2~6小时,使修复液充分渗透到电缆绝缘层中;

(4)填充修复:封闭前端适配器进口和后端适配器出口,使修复液充分与电缆电树区域水分反应,修复液在此过程中生成低聚物对老化微孔进行填充修复,保持4小时,待修复完成后,打开电缆两端适配器,将剩余修复液及废液从后端适配器出口排除,即完成老化电缆修复。修复结束后,拆除适配器,重新制作电缆终端头,恢复终端头绝缘即可。

采用上述同样的方法,向B组样本中注入现有技术的硅氧烷修复液(未添加电压稳定的修复液)。

3、测试分析

(1)电树引发实验

对A组样本、B组样本、C组样本和新电缆进行电树引发实验,并根据《电气绝缘击穿数据统计分析导则GB/T 29310-2012》,对电树枝引发数据进行处理,两参数Weibull分布曲线如图4所示。在63.2%引发概率处,对于未进行修复的A组样本,其电树枝引发电压为10.69kV,使用纯修复液进行修复后的B组样本,电树枝引发电压为13.10kV。当4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚含量达到0.7wt%时,电树枝引发电压为16.95kV,相对于未修复的A组样本,电树枝引发电压提升了58.56%。当4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚添加浓度上升到1.0wt%时,存在少许过饱和现象,电树引发电压比低添加量时更低。

(2)工频击穿实验

对A组样本、C组样本和新电缆进行工频击穿实验,将击穿数据进行整理并绘制二参数Weibull分布曲线,如图5所示。可以看出,新电缆样本的击穿电压最高为27kV,63.2%概率击穿电压为25.70kV;未进行修复的A组样本的击穿电压最低为12kV,63.2%概率击穿电压为14.59kV;使用4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚含量为0.7wt%的修复液修复后的C组样本的63.2%概率击穿场强为21.15kV。未进行修复的A组样本比新样本的63.2%概率击穿电压大幅下降,下降了43.2%。使用4-[3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基]-2,6二叔丁基苯酚含量为0.7wt%的修复液修复后C组样本的击穿电压比未修复老化样本63.2%概率击穿电压提高了45.0%。可以看出,老化电缆中注入本发明修复液能提高热氧老化样本的击穿电压。

从上述实验可以看出,电压稳定剂的流失与消耗使绝缘层中的氧化反应加剧,热氧老化后电缆样本的绝缘性能大幅下降,通过本发明修复方法修复后,电树引发电压和击穿电压均明显提高,证明本发明方法能够补充电缆中的电压稳定剂,并有效提高电缆绝缘性能,延长其可运行寿命。

本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

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