电HV输电线缆的制作方法

电hv输电线缆
1.本技术是国际申请号为pct/ep2014/067668、国际申请日为2014年08月19日、进入中国国家阶段日期为2016年07月26日、国家申请号为201480074174.0、发明名称为“电hv输电线缆”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及通过如cigr
é
tb496中规定的类型测试要求的改进的hv输电线缆。本发明特别涉及一种传输线缆，传输线缆包括被包括挤压绝缘材料的绝缘层周向覆盖的沿着纵向轴线延伸的导体或导体的捆，从而传输线缆通过如cigr
é
tb496中规定的电气类型测试，从而额定电压u0是450kv或更大。


背景技术：

3.用于功率传输的电功率传输系统(诸如线缆)通常包括被绝缘涂层环绕的金属导体。这样的传输线缆的绝缘对于传输线缆的可靠性很重要。可靠性取决于用于覆盖导体或导体层的材料。用于直流(dc)、交流(ac)或瞬变电流(脉冲)电力线缆的挤压绝缘材料可能被暴露于高的应力。对于在高压和超高压(下文中统称为hv)系统中使用的挤压绝缘材料尤其是这样。这样的挤压绝缘材料需要电、热和机械属性的良好组合以提供具有最佳输电能力的系统。挤压绝缘材料是适当地柔性的、坚实的和非传导的。
4.典型的传输线缆包括沿着纵向轴线延伸的导体或导体的捆，导体或导体的捆被包括挤压绝缘材料的绝缘层周向覆盖。绝缘层可以被护套(sheath)覆盖。
5.如图2和3中图示的，对于一些传输线缆，诸如hvdc线缆，导体7可以被内部的或第一半导体层8周向覆盖，该层然后被挤压绝缘层9覆盖。挤压绝缘层9可以被外部的或第二半导体层10周向覆盖。第二半导体层10可以由屏蔽层(screen)和/或护套11覆盖，屏蔽和/或护套11可以是铅或另一金属。该护套可以进一步被保护层12覆盖，保护层12也可以具有绝缘和机械属性，诸如塑性或橡胶材料。传输线缆还可以是具有金属回路(return)的同轴线缆。
6.在超过几百kv的电压下，挤压绝缘材料必须足够坚实以承受电压，因为线缆的导体处于高电压电势上并且线缆的外围必须在接地电势上。通过增加电压来减小能量损失。
7.如图1所示，仅出于说明目的，用于传输电功率的工厂具有用于hvdc的直流电压网络1，hvdc具有用于将2个站4、5互连的2个线缆2、3，2个站4、5被配置成在直流网络1与交流电压网络6、7之间传输电功率，交流电压网络6、7可以具有3个相位并且连接至相应的站。线缆2之一意图处于正电势上，而其他线缆3处于负电势上。因此，工厂具有双极直流电压网络。也可以构思具有流经接地电极的返回电流的单极网络。
8.需要在hv传输线缆中传输更多功率。这可以通过增加传输线缆的尺寸或者通过使用具有更高传导性的导体增加电流来实现。然而，该传导性受到诸如铜或铝等导体材料的限制。增加传输线缆的容量的另一方式是改善挤压绝缘材料。
9.当今普遍使用的hvdc线缆的类型是整体浸渍线缆(mass impregnated cables)、
充油线缆和挤压线缆。这些线缆可接受的电场对于整体浸渍线缆为大约每毫米30kv，并且对于挤压线缆为大约每毫米20kv。
10.由于柔性以及相对较轻的重量，对也用于hvdc中的应用的挤压线缆的偏好已经很明显。过去已经发布了若干报告，其中已经针对hvdc应用测试了交联低密度聚乙烯(xlpe)。线缆在双极性模式下操作，一个线缆具有正极性，一个线缆具有负极性。线缆安装在具有反并联电流的双极对附近并且因此消除了磁场。
11.挤压是一种在导体周围、在半导体层的两个层之间沉积烯烃聚合物的均匀层的技术。通过整个绝缘厚度加上内部和外部半导体层的单个挤压过程(之后是到适当的热机械属性的绝缘的交联阶段)来获得挤压绝缘层。在所谓的三层挤压线路中，裸导体进入三层挤压头部，其中依次施加绝缘和半导体层。随后，绝缘的导体在高压和高温下进入硫化管道以用于热化学交联处理。可以施加除气(degassing)以从交联过程去除副产物。
12.挤压树脂组合物通常包括烯烃聚合物作为基本组分。烯烃聚合物(诸如聚乙烯聚合物，例如低密度聚乙烯)已经用作低、中和高压线缆的挤压绝缘材料。可以通过使用交联试剂来交联烯烃聚合物。这些聚合物具有有利的可处理性和电属性。
13.然而，这一材料并不总是适合在hv的传输线缆中使用，诸如在320kv以上的电压下使用。一个原因可能是绝缘中的空间电荷的存在，其导致不受控的局部高电场，从而引起介电击穿。另一原因可能是由于温度依赖性电阻率而导致的不均匀的应力分布，其引起在绝缘层的外部部分中的过应力。
14.由于聚合物的高电阻率，空间电荷扭曲应力分布并且持续长的周期。在受到dc电场的力时，空间电荷在绝缘本体中累积。因此，形成类似于电容器的极化的模式。这导致针对线缆的预期场的电场的5或者甚至10倍的局部增加。
15.空间电荷在绝缘层中缓慢地建立。这一过程在线缆的极性反转时加剧。由于空间电荷累积，在极性反转时在场上叠加电容场，尤其是在使用一个极性很长周期之后进行反转的情况下。因此，最大场应力的点从交界面移动到绝缘层中。
16.为了改善挤压绝缘的物理属性及其在生产、运输、设置和使用时普遍存在的条件的影响之下承受降解和分解的能力，基于烯烃聚合物的绝缘材料可以包括添加剂，诸如稳定剂、离子清除剂、抗氧化剂、润滑剂、烧灼阻燃剂、填料等。在选择添加剂时，目的是改善某些属性，而其他属性被维持或者也被改善。然而，实际上，已经表明，很难选择和预报添加剂的影响。例如，某些添加剂没有与烯烃聚合物结合并且开始迁移。
17.在选择意图用于高电场的hvdc绝缘的材料时，传导性必须充分低以避免由于泄露电流而产生的明显的温度上升。充分低的程度取决于线缆的热传递条件以及意图的电场。由于热生成与电场的平方成比例，因此很容易理解，电场越高，传导性必须越低，以便保持温度上升固定。线缆的冷却越好，针对固定的温度上升可以允许越高的热生成。冷却条件可以以线缆表面的热传递系数和线缆直径为特征。另外，在其中生成热的绝缘层的厚度出于两个原因而影响温度上升。一个原因是固定电场下的绝缘越厚，耗散的线缆表面必须冷却的功率越多。另一原因在于，电绝缘还将充当热绝缘并且因此越厚的绝缘层在绝缘层的内部部分与外部部分之间引起越大的温度差。对于允许线缆系统的更高电压的hvdc的挤压高性能绝缘材料的研发，需要将挤压绝缘材料的传导性考虑在内。最大许可传导性基于意图电场和绝缘厚度来选择。出于成本原因，使绝缘厚度最小化。因此，期望高的电场。
18.已经进行了很多改善绝缘材料的不同质量的尝试。例如，us2012/0171404描述了一种通过减小绝缘材料中的过氧化物的量来减小绝缘材料的传导性的方法。然而，如果过氧化物的浓度太低，则聚乙烯将不能正确地交联。
19.然而，含硫的抗氧化剂(如4,4'
‑
硫代双(2
‑
叔丁基
‑5‑
甲基苯酚)(ttm))包含苯酚基团。过氧化物(诸如过氧化二异丙苯)与这些苯酚反应。因此，通过添加ttm，没有足够的过氧化物可用于将烯烃聚合物交联。
20.绝缘材料的传导性很重要，因为电传输线缆的传导性决定泄漏电流和由这样的泄露生成的热量。传导性尽可能低。同时，绝缘材料必须坚实、具有柔性并且具有良好的低温冲击强度。


技术实现要素：

21.本发明涉及传输线缆，传输线缆包括被包括挤压绝缘材料的绝缘层周向覆盖的沿着纵向轴线延伸的导体或导体的捆，其中传输线缆通过如cigr
é
tb496中规定的电气类型测试，其中额定电压u0是450kv或更大。
22.通过本发明获得包括导体的传输线缆，导体被绝缘层周向覆盖，其中挤压绝缘材料具有减小的传导性并且提供减小的总传输损耗。还获得了包括用于输电线缆的挤压绝缘材料的传输线缆，其具有所需要的强度、柔性和低温冲击强度。本发明的一个目的是提供一种能够在hv传输线缆中使用以便在远距离上传输具有高容量的功率的传输线缆。另一目的是改善传输线缆的可靠性并且减小绝缘传输线缆的老化和制造成本。另一目的是提供包括能够处理更高工作温度(例如最高达大约90℃的温度)的挤压绝缘材料的传输线缆。一个目的是提供具有改进的功率传输能力的传输线缆，从而除了更高的工作温度，也可以改善挤压绝缘材料的击穿强度和电场应力分布。一个目的是提供一种具有挤压绝缘材料的hvdc线缆，其使得能够增加电压电平而不需要增加线缆的尺寸。
23.根据本发明的传输线缆可以在hv传输线缆中使用。传输线缆允许更高的工作温度，诸如最高达或超过90℃的温度。另外，改善了传输线缆的击穿强度和电场应力分布。在超过320v的电压下、传输线缆中使用之后在挤压绝缘材料中没有出现孔隙。根据本发明的传输线缆可以在高压和超高压dc传输线缆系统中使用，其中电压是450kv或更高、或者500kv或更高、或者600kv或更高、或者甚至800kv或更高。在一个实施例中，额定电压是525kv或更高。
24.在一个实施例中，传输线缆包括同轴布置的：
25.‑
内部电导体，
26.‑
周向覆盖所述导体的第一半导体层，
27.‑
包括周向覆盖第一半导体层的挤压绝缘材料的电绝缘层的层，
28.‑
周向覆盖基于聚合物的电绝缘体的第一层的第二半导体层，以及
29.‑
可选的、覆盖第二半导体层的外壁的套层和防护层，
30.其中传输线缆通过如cigr
é
tb496中规定的电气类型测试，其中额定电压u0是450kv或更大。
31.在一个实施例中，额定电压是525kv或更大。
32.根据本发明的传输线缆还可以包括与具有特定功能(例如湿度屏蔽层和其他机械
保护层，诸如覆盖第二半导体层的外壁的套层和防护层)的绝缘系统兼容的层。
33.在另一实施例中，类型测试包括使传输线缆经历基本上1.85*u0的dc电压至少30天，并且其中u0是450kv或更大。在一个实施例中，u0是525kv或更大。
34.在负载循环测试期间，传输线缆在负极性下的循环期间经历dc电压，之后是正极性下的循环。可以使用1.85*u0的dc电压，其中如u0以上定义，例如450kv、或525kv、或高于450kv、或在450到1200kv之间，例如在475、或500、或550、或600、或850kv电压下。
35.循环的数目在负或正极性下可以从5到25、或者从5到20、或者从10到25、或者从10到15个循环变化。可以针对两个极性使用相同数目的循环。
36.后跟正极性的循环的负极性的循环之后可以是正极性下的额外的循环，其中dc电压如以上定义。在过去的正极性测量期间使用的循环的数目可以小于以上提及的用于负和/或正循环的循环的数目。循环的数目可以是1到20、或者1到10、或者5到10。
37.可以在一个负载循环测试期间在所有3个极性处使用相同的dc电压。
38.可以在至少1到25、或者4到15天期间执行正极性处的额外循环。
39.在又一实施例中，负载循环测试在不同极性的块(blocks)之间包括至少72、或48、或24、或12、或10、或8、或6小时的休息周期。例如，负极性循环的步骤可选地可以被跟随有至少6到10小时的休息周期。休息周期可以没有电压并且线缆可以在休息周期期间被加热。
40.在一个实施例中，类型测试包括使传输线缆在负极性下在5到25个循环期间承受1.85*u0的dc电压，之后是极性反转、以及在正极性下的、在1.85*u0的dc电压下的另一5到25个循环，之后是正极性下的至少4到15天期间的另一2到15个循环，并且其中u0是450kv或更大。在一个实施例中，u0是525kv或更大。包括负载循环测试的类型测试可以在不同极性的块之间包括至少6到10小时的休息周期。
41.在一个实施例中，针对正极性循环和负极性循环使用相同数目的循环。在另一实施例中，在过去的正极性测量期间使用的循环的数目小于针对第一负极性和/或正极性循环使用的循环的数目。在一个实施例中，在至少1到25、或者4到15天期间执行正极性下的额外循环。在又一实施例中，在一个负载循环测试期间在所有3个极性下使用相同的dc电压。
42.在另外的实施例中，类型测试包括使传输线缆在负极性下、在10到15个循环期间经历1.85*u0的dc电压，之后是极性反转、以及在正极性下的另一10到15个循环的1.85*u0的dc电压，之后是正极性下的至少4到10天期间的另一2到5个循环，并且其中u0是450kv或更大。在一个实施例中，u0是525kv或更大。包括负载循环测试的类型测试可以在不同极性的块之间包括至少8个小时的休息周期。
43.在一个实施例中，针对负极性和正极性循环使用相同数目的循环。在另一实施例中，在过去的正极性测量期间使用的循环的数目小于针对第一负极性和/或正极性循环使用的循环的数目。在一个实施例中，在至少1到25、或者4到15天期间执行正极性下的额外循环。在又一实施例中，在一个负载循环测试期间在所有3个极性下使用相同的dc电压。
44.在另外的实施例中，类型测试包括使包括挤压绝缘材料的电力线缆在负极性下在12个循环期间经历1.85*u0的dc电压，之后是极性反转、以及在正极性下的另一12个循环的1.85*u0的dc电压，之后是正极性下的至少6天的额外的3个循环，并且其中u0是在450和1200kv之间。例如，u0在两个极性下相同。在另一实施例中，u0在450到1200kv之间。在另外的实施例中，u0在450到850kv之间，或者在450到650kv之间。例如，u0在450到1200kv之间或者
在525到850kv之间或者在525到650kv之间。包括负载循环测试的类型测试可以在不同极性下的块之间包括至少8个小时的休息周期。
45.在一个实施例中，针对负极性和正极性循环使用相同数目的循环。在另一实施例中，在过去的正极性测量期间使用的循环的数目小于针对第一负极性和/或正极性循环使用的循环的数目。在一个实施例中，在至少1到25、或者4到15天期间执行正极性下的额外循环。在又一实施例中，在一个负载循环测试期间在所有3个极性下使用相同的dc电压。
46.在一个实施例中，u0在450、500、525、550、575、600、650、700、800、900、1000、1100和/或1200kv以上。在一个实施例中，u0在525kv以上。
47.在另一实施例中，挤压绝缘材料在30kv/mm和70℃下的传导性在0.01到60fs/m之间。传导性根据如在“确定方法”下描述的dc传导性方法来测量。
48.挤压绝缘材料在30kv/mm和70℃下的传导性在0.01到60fs/m之间。传导性例如在0.001到50之间，或者在0.001到35fs/m之间，或者在0.001到15fs/m之间，或者在0.000001到6.5fs/m之间。相同的结果可以在不使用除气的情况下来获得。
49.在一个实施例中，挤压绝缘材料包括通过将聚合物组合物交联而获得的交联的聚合物组合物，聚合物包括聚烯烃、过氧化物和含硫的抗氧化剂，其中交联的聚合物组合物具有使用示差扫描热量计(dsc)根据astm
‑
d3895、iso/cd 11357和en 728确定的氧化诱导时间，氧化诱导时间对应于z分钟，并且包括对应于使用hplc根据btm2222确定的w ppm的量的过氧化物副产物，其中
50.z1≤z≤z2，w1≤w≤w2，并且
51.w≤p
‑
270*z，其中
52.z1是0，z2是60，w1是0并且w2是9500，并且p是18500。
53.在另一实施例中，z1是2，z2是20，w2是9000，并且p是16000。
54.在另外的实施例中，挤压绝缘材料包括：
55.‑
一个或多个聚烯烃，
56.‑
一个或多个基于过氧化物的交联试剂，以及
57.‑
一个或多个含硫的抗氧化剂。
58.在一个实施例中，聚烯烃是聚乙烯聚合物或共聚物或者低密度聚乙烯聚合物或共聚物。
59.在另一实施例中，基于过氧化物的交联试剂是过氧化二异丙苯。
60.在另外的实施例中，挤压绝缘材料还包括选自以下各项的一个或多个添加剂：彩色颜料、填充物、稳定剂、uv吸收剂、抗静电剂、润滑剂和/或硅烷。
61.本发明还涉及用于制备如以上定义的传输线缆的方法，包括步骤：
62.‑
提供包括可交联的挤压绝缘材料的至少一个基于聚合物的电绝缘层，使得绝缘层周向覆盖导体；以及
63.‑
固化绝缘层，从而将挤压绝缘材料交联。
64.在一个实施例中，方法包括通过将绝缘层暴露于等于或小于280℃的最大温度来固化绝缘层。
65.在另外的实施例中，方法包括通过将绝缘层暴露于等于或小于250℃、等于或小于225℃、等于或小于180℃、或者等于或小于160℃的最大温度来固化绝缘层。
66.在方法的一个实施例中，通过挤压来将绝缘层设置在导体上。
67.根据另一实施例，方法包括步骤：
68.‑
挤压第一半导体层使其周向覆盖导体；
69.‑
挤压绝缘层使其周向覆盖第一半导体层；以及
70.‑
挤压第二半导体层使其周向覆盖绝缘层，以及
71.‑
通过将绝缘层以及第一和第二半导体层暴露于等于或小于280℃的最大温度来固化挤压后的绝缘层和挤压后的第一和第二半导体层。
72.以上提及的实施例可以用任意合适的方式组合。
附图说明
73.图1示出了发电厂的示意性框图。
74.图2示出了hv线缆的横截面的图示。
75.图3示出了hv线缆的图示。
76.图4示出了hv线缆的纵向截面的图示。
77.图5示出了来自24小时负载循环的示意性曲线，其示出了时间与温度之间的关系。
78.图6示出了来自48小时负载循环的示意性曲线，其示出了时间与温度之间的关系。
79.具体实施方式的详细描述
80.本发明的传输线缆通过了如cigr
é
tb496中规定的电气类型测试要求。传输线缆尤其满足如cigr
é
tb496的第4章或者更具体地如cigr
é
tb496的第4章的
§
4.4.2中规定的电气类型测试要求。
81.本发明的传输线缆可以在任何直流或交流(dc或ac)中使用。本发明的传输线缆尤其适合在高压和超高压dc((u)hvdc)传输线缆中使用。
82.图2示出了典型的传输线缆，其包括沿着纵向轴线延伸的导体7或者导体的捆，导体7或者导体的捆被包括挤压绝缘材料的绝缘层9周向覆盖。绝缘层9可以被屏蔽层和/或护套覆盖。
83.如图3中图示的，在典型的传输线缆(诸如hvdc线缆)中，导体7可以被内部的或第一半导体层8周向覆盖，内部或第一半导体层8然后被绝缘层9覆盖。绝缘层9可以被外部的或第二半导体层10周向覆盖。外部半导体层10可以被屏蔽层和/或护套11覆盖，屏蔽层和/或护套11可以是铅或另一金属。这一屏蔽层和/或护套11可以进一步被保护层12覆盖，保护层12也可以具有绝缘和机械属性，诸如塑性或橡胶材料。
84.传输线缆包括通过将聚合物组合物交联而获得的交联的聚合物组合物。聚合物组合物包括聚烯烃、过氧化物和含硫的抗氧化剂。
85.交联的聚合物组合物具有使用示差扫描热量计(dsc)根据astm
‑
d3895、iso/cd 11357和en 728确定的氧化诱导时间，氧化诱导时间对应于z分钟，并且包括使用hplc根据btm2222确定的对应于wppm的量的过氧化物副产物，其中
86.z1≤z≤z2，w1≤w≤w2，并且
87.w≤p
‑
270*z，其中
88.z1是0，z2是60，w1是0并且w2是9500，并且p是18500。
89.替选地，z1可以是2，z2可以是20，w2可以是9000，并且p可以是16000。
90.本发明的另外的实施例公开了如本文中描述地定义的挤压绝缘材料，并且该挤压绝缘材料被进一步包括在根据本发明并且如本文中描述的传输线缆中。
91.使用示差扫描热量计(dsc)根据astm
‑
d3895、iso/cd 11357和en 728确定的氧化诱导时间方法在“确定方法”下描述。
92.过氧化物副产物的量对应于使用hplc根据btm2222确定的wppm。
93.挤压绝缘材料还可以包括选自以下各项的一个或多个添加剂：彩色颜料、填充物、稳定剂、uv吸收剂、抗静电剂、润滑剂和/或硅烷等。
94.填料可以是微米或纳米填料，即平均粒子直径在纳米或微米的填料。合适地，使用纳米填料。这样的填料的示例是多面体低聚倍半硅氧烷(poss)、或者金属氧化物，诸如钙、锌、硅、铝、镁和钛的氧化物、二氧化物或三氧化物。其他填料是caco3和纳米黏土。也可以使用一个或多个填料的混合物。优选的填料是多面体低聚倍半硅氧烷mgo、sio1‑2、al2o3、tio2、cao、炭黑、caco3和纳米黏土、或者它们的混合物。另一优选填料是二氧化硅。填料可以是晶体的的或者无定形的或者它们组合。在实施例中，填料是无定形的。填料可以以挤压绝缘材料的总重量的0.01到10wt％之间的量存在。
95.填料的量在基于聚合物的组合物的总重量的0.5到10wt％之间或者1到10wt％之间。
96.第一和第二半导体层中包括的材料可以包括烯烃聚合物(例如聚乙烯)连同一个或多个传导性填料(诸如炭黑)。
97.所获得的挤压绝缘材料的密度例如在900到950kg/m3之间，或者在915到935kg/m3之间，或者为大约923kg./m3。
98.所获得的挤压绝缘材料的结晶度例如在20到70％之间，或者在35到55％之间，或者在40到50％之间。
99.所获得的挤压绝缘材料的熔点例如在90到130℃之间，或者在100到120℃之间，或者为大约110℃。
100.根据iso 11357
‑
6:2008(e)确定的氧化诱导时间(oit)例如在5到10分钟之间，或者在6到8分钟之间，或者为大约7分钟，如在交联公式上测量的。
101.实验
102.确定方法
103.除非在说明书或实验部分中另外指出，否则以下方法用于属性确定。重量百分比(wt％)定义为基于聚合物的组合物的总重量的百分比。
104.氧化物诱导时间(oit)方法
105.使用示差扫描热量计(dsc)根据astm
‑
d3895、iso/cd 11357和en 728执行oit测试。将直径为5mm并且重量为5
‑
6mg的待测材料(即本发明的交联的聚合物组合物)的圆形样品在室温下引入到dsc中，并且在氮气环境中将样品加热到200℃(20℃/min)。在200℃下等温地的5min的稳定之后，将气体从氮气变为氧气。氧气的流速与氮气相同，为50ml/min。在这些条件下，稳定剂随着时间消耗直到其完全耗尽。在这一点处，聚合物样品(即本发明的交联的聚合物组合物)降解或氧化，以释放另外的热量(放热反应)。
106.氧化诱导时间(oit)定义为针对在稳定剂耗尽时发生的放热反应从氧气接通到启动拐点(onset inflection)测量的时间。因此，oit是材料的热稳定性的度量。针对每个条
件执行并行测量，并且计算平均值。
107.用于使用hplc测量过氧化物副产物的方法
108.根据btm2222测量过氧化物副产物：
109.在72℃下在2h期间在异丙醇和环己烷的1:1(重量)混合物中浸入大致1g的～1mm厚度的压缩模制基板。在过滤之后，在c18
‑
hplc列(例如zorbax c18
‑
sb(150x4.6mm))上注入10μl。使用以下梯度分离过氧化物副产物：
[0110][0111]
uv检测器在200nm处记录信号。各个物质(诸如过氧化二异丙苯和副产物品：乙酰苯、枯醇和α
‑
甲基苯乙烯)的量化基于使用峰值面积的外部校准。
[0112]
熔体流动速率
[0113]
熔体流动速率(mfr)根据iso 1133来确定并且用g/10min来表示。mfr是聚合物的可流动性的表示，并且因此是其可处理性的表示。熔体流动速率越高，聚合物的粘性越低。针对聚乙烯在190℃确定mfr并且可以在不同载荷(诸如2.16kg(mfr2)或21.6kg(mfr
21
))下确定mfr。
[0114]
密度
[0115]
密度根据iso 1183
‑
2来测量。样品制备根据iso 1872
‑
2表格3q(压缩模制)来执行。
[0116]
共聚单体含量
[0117]
a)通过nmr光谱进行的线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯中的α
‑
烯烃含量的量化：
[0118]
共聚单体含量在基本分配之后通过定量13c核磁共振(nmr)光谱来确定(j.randall jms
‑
rev.macromol.chem.phys.,c29(2&3),201
‑
317(1989))。调节实验参数以确保针对这一具体任务的定量频谱的测量。
[0119]
具体地，使用bruker avancelli 400分光仪而采用溶液态nmr光谱。通过使用加热块在10mm样品管中在2.5ml的含重氢四氯乙烯中溶解大致0.200g的聚合物并且在140℃下旋转管炉来制备均匀样品。使用随后的获取参数记录具有noe(核欧沃豪斯效应)(功率门控)的质子去耦合的13c单个脉冲nmr光谱：90度的翻转角、4个伪扫描、4096个瞬变、1.6s的获取时间、20khz的光谱宽度、125℃的温度、两层waltx质子去耦合方案以及3.0s的释放延迟。使用以下处理参数处理所得到的fid(自由诱导衰减)：到32k数据点的零填充以及使用高斯窗函数的切趾法；自动零阶和一阶相位校正以及限于感兴趣的区域的使用五阶多项式的自动基线校正。
[0120]
基于本领域众所周知的方法使用代表性位置的信号积分的简单样品已校正比率来计算数量。
[0121]
b)低密度聚乙烯中的极性共聚单体的共聚单体含量
[0122]
(1)包含>6wt％极性共聚单体单元的聚合物
[0123]
基于使用定量核磁共振(nmr)光谱校准的傅里叶变换红外光谱(ftir)确定，按照已知的方式来确定共聚单体含量(wt％)。下面解释乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯和乙烯丙烯酸甲酯的极性共聚单体含量的确定。针对ftir测量，制备聚合物的薄膜样品：在>6wt％的量中使用0.5
‑
0.7mm厚度用于乙烯丙烯酸丁酯和乙烯丙烯酸乙酯并且使用0.10mm薄膜厚度用于乙烯丙烯酸甲酯。在150℃下以大致5吨的量使用specac薄膜按压来按压薄膜1
‑
2分钟，并且然后以非受控方式使用冷水冷却。测量所获得的薄膜样品的准确厚度。
[0124]
在使用ftir分析之后，针对要被分析的峰值绘制吸光模式下的基线。使用聚乙烯的吸光度峰值对共聚单体的吸光度峰值归一化(例如将在3450cm
‑1处的丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯的峰值高度除以在2020cm
‑1处的聚乙烯的峰值高度)。用下面解释的在文献中很好地描述的传统方式进行nmr光谱校准过程。
[0125]
对于丙烯酸甲酯的含量的确定，制备0.10mm厚的薄膜样品。在分析之后，将在3455cm
‑1处的丙烯酸甲酯的峰值的最大吸光度减去在2475cm
‑1处的基线的吸光度值(a
丙烯酸甲酯
–
a
2475
)。然后，将在2660cm
‑1处的聚乙烯峰值的最大吸光度峰值减去在2475cm
‑1处的基线的吸光度值(a
2660
–
a
2475
)。然后，按照文献中很好地描述的传统方式计算(a
丙烯酸甲酯
–
a
2475
)与(a
2660
–
a
2475
)之间的比率。
[0126]
通过计算可以将重量
‑
％变换成mol
‑
％。这一变换在文献中很好地描述。
[0127]
使用nmr光谱的聚合物中的共聚单体含量的量化。
[0128]
在基本分配之后通过定量核磁共振(nmr)光谱确定共聚单体含量(例如“nmr spectra of polymers and polymer additives”,a.j.brandolini and d.d.hills,2000,marcel dekker,inc.new york)。调节实验参数以确保这对这一具体任务的量化光谱的测量(例如“200and more nmr experiments:a practical course”,s.berger and s.braun,2004,wiley
‑
vch,weinheim)。按照本领域已知的方式使用代表性位置的信号积分样品校正后的比率来计算量化。
[0129]
(2)包含6wt％或更少极性共聚单体单元的聚合物
[0130]
基于使用定量核磁共振(nmr)光谱校准的傅里叶变换红外光谱(ftir)确定，按照已知的方式来确定共聚单体含量(wt％)。下面解释乙烯丙烯酸丁酯和乙烯丙烯酸甲酯的极性共聚单体含量的确定。针对ftir测量，如以上在方法(1)下描述地制备0.05到0.12mm厚度的薄膜样品。测量所获得的薄膜样品的准确厚度。
[0131]
在使用ftir分析之后，针对要被分析的峰值绘制吸光模式下的基线。将共聚单体的峰值的最大吸光度(例如对于丙烯酸甲酯是在1164cm
‑1处并且对于丙烯酸丁酯是在1165cm
‑1处)减去在1850cm
‑1处的基线的吸光度值(a
极性共聚单体
–
a
1850
)。然后，将在2660cm
‑1处的聚乙烯峰值的最大吸光度峰值减去在1850cm
‑1处的基线的吸光度值(a
2660
–
a
1850
)。然后，计算(a
极性共聚单体
–
a
1850
)与(a
2660
–
a
1850
)之间的比率。用以上在方法(1)下描述的在文献中很好地描述的传统方式进行nmr光谱校准过程。
[0132]
可以通过计算将重量
‑
％变换成mol
‑
％。这一变换在文献中很好地描述。
[0133]
使用ta仪器q2000通过dsc测量结晶和融化温度。所使用的温度程序在30℃开始，加热至180℃，在180℃等温2min并且然后冷却至
‑
15℃，在
‑
15℃等温2min并且然后加热至180℃。加热和冷却速率为10℃/min。
[0134]
交联的样品全部在180℃下交联10min并且然后在70℃下在真空中除气一夜以在测量结晶和融化温度之前去除所有的过氧化物副产物。
[0135]
融化温度tm是到样品的热流在其最大值的温度。
[0136]
结晶度——结晶度％＝100xδhf/δh 100％，其中δh100％(j/g)针对pe是290.0(l.mandelkem,macromolecular physics,vol.1
‑
3,academic press,new york 1973,1976&1980)。结晶度的评估从20℃进行。
[0137]
dc传导性方法
[0138]
用测试聚合物组合物的颗粒(pellets)来压缩模制基板。最终基板由测试聚合物组合物构成并且厚度为1mm并且直径为260mm。
[0139]
通过在130℃和20mpa下按压模制600s来制备最终基板。之后，增加温度使其在5min之后达到180℃、或250℃。然后将温度恒定在180℃或250℃保持1000s，在此期间，基板借助于存在于测试聚合物组合物中的过氧化物而变为完全交联。最后，在释放压力的情况下，使用冷却速率15℃/min减小温度直到达到室温。
[0140]
将高压源连接至上部电极以在测试样品上施加电压。使用静电计/皮安计测量所得到的通过样品的电流。测量单元是三电极系统，其中黄铜电极放置在加热炉中，加热炉流通有干燥的压缩空气以维持恒定的湿度水平。
[0141]
测量电极的直径为100mm。采取预防以避免来自电极的圆形边缘的闪络(flashovers)。
[0142]
所施加的电压是30kv dc，这表示30kv/mm的平均电场。温度是70℃。通过基板的电流在持续24小时的整个实验期间被记录。使用24小时之后的电流计算绝缘的传导性。
[0143]
这一方法和传导性测量的测量设备的方案图片在以下公开文献中详细地描述
[0144]
·
nordic insulation symposium 2009(nord
‑
is 09),gothenburg,sweden,june 15
‑
17,2009,page 55
‑
58:olsson et al,“experimental determination of dc conductivity for xlpe insulation”.
[0145]
·
nordic insulation symposium 2013(nord
‑
is 13),trondheim,norway,june 9
‑
12,2013,page 161
‑
164:andersson et al,“comparison of test setups for high field conductivity of hvdc insulation materials”.
[0146]
用于聚合物组合或聚合物中的双键的量的确定方法。
[0147]
a)通过ir光谱进行的碳碳双键的量的量化
[0148]
使用定量红外(ir)光谱来量化碳碳双(c＝c)键的量。通过已知结构的代表性低分子重量模型化合物中的c＝c官能团的摩尔消光系数的先验确定来实现校准。
[0149]
这些基团(n)中的每个的量经由下式被定义为每千个总碳原子(c＝c/100c)的碳碳双键的数目：
[0150]
n＝(a x 14)/(e x l x d)
[0151]
其中a是被定义为峰值高度的最大吸光度，e是所讨论的组的摩尔消光系数(l
·
mol
‑1mm
‑1)，l是薄膜厚度(mm)，d是材料的密度(g
·
cm
‑1)。
[0152]
可以通过针对包含各个含c＝c的分量的总和n来计算每千总碳原子的c＝c键的总量。
[0153]
针对聚乙烯样品，在压缩模制的薄的(0.5
‑
1.0mm)膜上、在4cm
‑1的分辨率下使用ftir分光仪(perkin elmer 2000)记录固态红外光谱并且在吸收模式下对其进行分析。
[0154]
所有量化使用在910到960cm
‑1之间的c＝c
‑
h平面外(out
‑
of
‑
plane)弯曲的吸收来进行。吸收的具体波数取决于包含未饱和种类(species)的化学结构。
[0155]
1)包括聚乙烯均聚物和共聚物的聚合物组合物，除了具有>0.4wt％的极性共聚单体的聚乙烯共聚物
[0156]
对于聚乙烯，量化3种类型的含c＝c的官能团，每个具有特性吸收光谱并且每个被校准用于不同的模型化合物，以得到各个消光系数：
[0157]
·
基于1
‑
癸烯[dec
‑1‑
ene]经由910cm
‑1的乙烯基(r
‑
ch＝ch2)，给出e＝13.13l
·
mol
‑1·
mm
‑1[0158]
·
基于2
‑
甲基
‑1‑
庚烯[2
‑
methyhept
‑1‑
ene]经由888cm
‑1的亚乙烯基(rr’c＝ch2)，给出e＝18.24l
·
mol
‑1·
mm
‑1[0159]
·
基于反式
‑4‑
癸烯[(e)
‑
dec
‑4‑
ene]经由965cm
‑1的反式次亚乙烯基(r
‑
ch＝ch
‑
r’)，给出e＝15.14l
·
mol
‑1·
mm
‑1[0160]
对于具有<0.4wt％的极性共聚物的聚乙烯均聚物或共聚物，在大致980到840cm
‑1之间施加线性基线校正。
[0161]
2)包括具有>0.4wt％的极性共聚物的聚乙烯共聚物的聚合物组合物
[0162]
对于具有>0.4wt％的极性共聚物的聚乙烯共聚物，量化2种类型的含c＝c的官能团，每个具有特性吸收光谱并且每个被校准用于不同的模型化合物，以得到各个消光系数：
[0163]
·
基于1
‑
癸烯[dec
‑1‑
ene]经由910cm
‑1的乙烯基(r
‑
ch＝ch2)，给出e＝13.13l
·
mol
‑1·
mm
‑1[0164]
·
基于2
‑
甲基
‑1‑
庚烯[2
‑
methyhept
‑1‑
ene]经由888cm
‑1的亚乙烯基(rr’c＝ch2)，给出e＝18.24l
·
mol
‑1·
mm
‑1[0165]
eba：
[0166]
对于聚酯(乙烯
‑
co
‑
丙烯酸丁酯)(eba)系统，在大致920到870cm
‑1之间施加线性基线校正。
[0167]
ema：
[0168]
对于聚酯(乙烯
‑
co
‑
丙烯酸甲酯)(ema)系统，在大致930到870cm
‑1之间施加线性基线校正。
[0169]
3)包括不饱和低分子重量分子的聚合物组合物
[0170]
对于包含低分子量的系统，进行含c＝c的种类直接校准，其使用低分子量种类中的c＝c吸收的摩尔消光系数。
[0171]
b)通过ir光谱进行的摩尔吸光吸收的量化
[0172]
根据在astm d3124
‑
98和astm d6248
‑
98中给定的过程来确定摩尔消光系数。以4cm
‑1的分辨率使用配备有0.1mm路径长度液槽的ftir分光计(perkin elmer 2000)来记录溶液状态红外光谱。
[0173]
经由下式将摩尔消光系数(e)确定为l
·
mol
‑1·
mm
‑1：
[0174]
e＝a/(c x l)
[0175]
其中a是被定义为峰值高度的最大吸收率，c是浓度(mol
·
l
‑1)，l是单元厚度(mm)。
[0176]
使用二硫化碳(cs2)的至少3个0.18mol
·
l
‑1的溶液，并且确定摩尔消光系数的平均值。对于w
‑
二乙烯基硅氧烷，假定摩尔消光系数相当于<在此插入小分子>。
[0177]
聚合物组合物或聚合物中的双键的量的确定的方法的替选描述
[0178]
通过ir光谱进行的碳碳双键的量的量化
[0179]
使用定量红外(ir)光谱来量化碳碳双(c＝c)键的量。具体地，使用固态传输ftir光谱(perkin elmer 2000)。通过已知结构的代表性低分子量模型化合物中的c＝c官能团的摩尔消光系数的先验确定来实现校准。
[0180]
给定的含c＝c官能团的种类的量(n)根据下式被定义为每千个总碳原子(c＝c/1000c)的碳碳双键的数目：
[0181]
n＝(a x 14)/(e x l x d)
[0182]
其中a是被定义为峰值高度的最大吸光度，e是所讨论的基团的摩尔消光系数(l
·
mol
‑1mm
‑1)，l是薄膜厚度(mm)，并且d是材料的密度(g
·
cm
‑1)。
[0183]
对于包含不饱和的系统，考虑3种类型的含c＝c的官能团，每个具有特性c＝c
‑
h平面外弯曲振动模式，并且每个被校准用于不同的模型化合物，以得到各个消光系数：
[0184]
·
基于1
‑
癸烯[dec
‑1‑
ene]经由大约910cm
‑1的乙烯基(r
‑
ch＝ch2)，给出e＝13.13l
·
mol
‑1·
mm
‑1[0185]
·
基于2
‑
甲基
‑1‑
庚烯[2
‑
methyhept
‑1‑
ene]的大约888cm
‑1的亚乙烯基(rr’c＝ch2)，给出e＝18.24l
·
mol
‑1·
mm
‑1[0186]
·
基于反式
‑4‑
癸烯[(e)
‑
dec
‑4‑
ene]的大约965cm
‑1的反式次亚乙烯基(r
‑
ch＝ch
‑
r’)，给出e＝15.14l
·
mol
‑1·
mm
‑1[0187]
这一吸收率的具体波数取决于种类的具体化学结构。在处理非脂肪族不饱和基团时，摩尔吸光系数被取为与其相关脂肪类不饱和基团相同，如使用脂肪小分子类似物确定的。
[0188]
根据在astm d3124
‑
98和astm d6248
‑
98中描述的过程来确定摩尔吸光系数。以4cm
‑1的分辨率使用配备有0.1mm路径长度液槽的ftir分光计(perkin elmer 2000)来在标准溶液上记录溶液状态红外光谱。经由下式将摩尔消光系数(e)确定为l
·
mol
‑1·
mm
‑1：
[0189]
e＝a/(c x l)
[0190]
其中a是被定义为峰值高度的最大吸收率，c是浓度(mol
·
l
‑1)，l是单元厚度(mm)。使用二硫化碳(cs2)的至少3个0.18mol
·
l
‑1的溶液，并且确定摩尔消光系数的平均值。
[0191]
实验部分
[0192]
本发明的示例的聚合物的制备以及比较示例
[0193]
所有聚合物是在高压反应器中产生的低密度聚乙烯。至于cta(链转移剂)种子(feeds)，例如pa(乙二醛)含量可以给定为升/小时或kg/h并且使用0.807kg/升的pa的密度而被变换成任何单位以用于重新计算。
[0194]
ldpe1：
[0195]
通过中间冷却将具有回收的cta的乙烯在5级预压器和2级超压缩器中压缩以达到ca 2628帕(262.8mpz)的初始反映压力。总的压缩器是ca 30吨/小时。在压缩器中，添加大
致4.9升/小时的乙二醛(pa、cas编号：123
‑
38
‑
6)连同大致81kg丙烯/小时作为链转移剂以维持1.89g/10min的mfr。在此，还向反应器添加量为27gk/h的1,7
‑
辛二烯。在内径为ca 40mm并且总长为1200米的前馈两带(zone)管状反应器的预先加热部分中，将压缩后的混合物加热到157℃。在用于放热聚合反应达到ca 275℃(之后被冷却至大致200℃)的峰值温度的充足量的预加热之后，注入市面上可获得的溶解在异十二烷中的过氧化自由基引发剂的混合物。随后的第二峰值反应温度是264℃。反应混合物通过球阀(kick valve)被减压，被冷却，并且聚合物与未反应的气体分离。
[0196]
ldpe2：
[0197]
通过中间冷却将具有回收的cta的乙烯在5级预压器和2级超压缩器中压缩以达到ca 2904帕(290.4mpz)的初始反应压力。总的压缩器吞吐量是ca 30吨/小时。在压缩器区域中，添加大致105kg丙烯/小时作为链转移剂以维持1.89g/10min的mfr。在此，还向反应器添加量为62gk/h的1,7
‑
辛二烯。在内径为ca 40mm并且总长为1200米的前馈两带管状反应器的预先加热部分中，将压缩后的混合物加热到159℃。在用于放热聚合反应达到ca 289℃(之后被冷却至大致210℃)的峰值温度的充足量的预加热之后，注入市面上可获得的溶解在异十二烷中的过氧化自由基引发剂的混合物。随后的第二和第三峰值反应温度分别是283℃和262℃，其中其间的冷却步骤到225℃。反应混合物通过球阀被减压，被冷却，并且聚合物与未反应的气体分离。
[0198]
发明示例(inv.ex.)1到9、参考示例(ref.ex.)1(没有交联)以及ref.ex.2到9(表示与传统量的过氧化物交联的现有技术的聚合物组合物)交联的聚合物组合物的成分以及组合物的属性和实验结果在表1中给出。所使用的添加剂在市面上可获得：
[0199]
过氧化物：dcp＝过氧化二异丙苯((cas编号.80
‑
43
‑
3)
[0200]
含硫的抗氧化剂：4,4
’‑
硫代双(2
‑
叔丁基
‑5‑
甲基苯酚)(cas编号：96
‑
69
‑
5)。
[0201]
添加剂：2,4
‑
二苯基
‑4‑
甲基
‑1‑
戊烯(cas
‑
编号6362
‑
80
‑
7)。
[0202]
dcp的量以每kg聚合物组合物
‑
o
‑
o
‑
官能团的含量的mmol来给出。这些量也用在括号中给出作为重量％(wt％)。
[0203]
表1：发明的示例和参考示例的交联的组成的属性：
[0204][0205]
[0206][0207][0208][0209]
表中的wt％值基于聚合物组合物的总量。
[0210]
表2：聚烯烃组成的属性
[0211]
基础树脂属性ldpe1ldpe2
190℃下的mfr 2.16kg[g/10min]1.891.89密度[kg/m3]923921vinyl[c＝c/1000c]0.540.82亚乙烯基[c＝c/1000c]0.160.2反式亚乙烯基[c＝c/1000c]0.060.09结晶度[％]48.843.9熔点t
m
[℃]110.2109.3
[0212]
表1示出了交联的聚合物组合物的导电性，其可以用作根据本发明的挤压绝缘材料(inv.ex.1
‑
18)，与参考样本(ref.ex.2
‑
9)相比显著减小。
[0213]
负载循环测试
[0214]
在负载循环测试期间，传输线缆在负极性循环期间承受dc电压，之后是正极性循环。可以使用1.85*u0的dc电压，其中u0如以上定义地例如是450kv、或525kv、或450kv以上、或者在450到1200kv之间，例如是475、或500、或550、或600、或850kv的电压。
[0215]
循环的数目可以在负极性或正极性下从5到25、或者从5到20、或者从10到25、或者从10到15个循环变化。可以针对两个极性使用相同数目的循环。
[0216]
后跟正极性循环的负极性循环之后可以是另外的正极性循环，其中dc电压如上面定义。在过去的正极性测量期间使用的循环的数目可以小于以上提及的用于负和/或正循环的循环的数目。循环的数目可以是1到20、或者1到10、或者5到10。
[0217]
可以在一个负载循环测试期间在所有3个极性下使用相同的dc电压。
[0218]
在正极性下的额外循环可以在至少1到25、或4到15天期间执行。
[0219]
可选地，负载循环测试可以包括在不同极性的块之间的至少72、或48、或24、或12、或10、或8、或6小时的休息周期。例如，负极性的循环的步骤之后可以可选地后跟至少6到10小时的休息周期。休息周期可以没有电压并且线缆可以在休息周期期间被加热。
[0220]
cigr
é
tb496
[0221]
cigr
é
tb496中规定的类型测试是用于测试dc挤压线缆系统的最高达500kv的额定传输电压的u0的推荐。
[0222]
cigr
é
tb496中规定了电气类型测试，尤其是在第4章中。类型测试包括负载循环测试(
§
4.4.2)和叠加脉冲电压测试(
§
4.4.3)。
[0223]
§
4.3非电气类型测试
[0224]
先于电气测试，如以上描述的包括挤压绝缘材料的传输线缆可以经受机械预处理，如iec 62067[4]中规定的，和/或经受机械测试，如electra[9]中规定的。
[0225]
线缆长度可以是任意合适的长度，诸如在5到100m之间、或者大约40米的长度。
[0226]
线缆厚度取决于若干因素，诸如例如所使用的具体的绝缘材料、所使用的电压等。材料可以具有在5到100mm之间或者大约26mm的厚度。测试可以在电压450、或525kv或450以上(例如475、或500、或550或600、或850kv的电压)下执行。测试也可以在450到1200kv之间的电压下执行。
[0227]
§
4.4电气类型测试
[0228]
cigr
é
tb496的附录c中描述了电气类型测试的原理概述。
[0229]
线缆的厚度用iec608111
‑1‑
1[10]中规定的方法来测量。厚度如以上解释地变化。
标称值t
n
可以在5到50mm之间，或者例如为26mm。绝缘的平均厚度不超过标称值的25％、15％、或10％、或5％。
[0230]
§
4.4.1机械预处理
[0231]
iec 62067[4]中规定的机械预处理包括弯曲。
[0232]
线缆经历如electra 171[13]中规定的机械测试。
[0233]
弯曲测试
[0234]
测试样品经受以下测试序列。
[0235]
在环境温度下在测试柱体周围将线缆弯曲至少完整的一圈。然后，将其拉直并且绕着其轴扭曲180度并且再次弯曲。将这一过程重复3次。实际弯曲直径小于或等于10m、或8m、或5m、或4.5m、或4.29m。
[0236]
§
4.4.2负载循环测试
[0237]
热条件如在cigr
é
tb496的
§
1.5.5中规定的具有70℃的t
cond
。
[0238]
具有70℃的t
cond
的负载循环测试
§
4.4.2.3
[0239]
8h/16h
[0240]
执行dc电压为u
t
＝
‑
1.85*u0的12个负载循环，之后是dc电压为u
t
＝ 1.85*u0的12个负载循环。u0是如以上定义的u0，例如是450kv、或525kv、或450kv以上、或者在450到1200kv之间，例如是475、或500、或550、或600、或850kv的电压。
[0241]
每个循环包括使用ac或dc电流的8小时的加热，之后是16小时的自然冷却。
[0242]
测试的示例，其中u0＝450kv并且u
t
＝832kv，或者u0＝525kv并且u
t
＝972kv。
[0243]
1.1)
[0244]
u
t
＝832kv或972kv的负极性下的十二个(12)“24小时”负载循环
[0245]
u
t
＝832kv或972kv的正极性下的十二个(12)“24小时”负载循环
[0246]
u
t
＝832kv或972kv的正极性下的三个(3)“48小时”负载循环
[0247]
不同极性的循环之间存在没有电压的48小时的休息周期，并且使用加热。
[0248]
在没有电气击穿的情况下执行了所有的测试循环12 12 3(最少30天)。
[0249]
1.2)也根据cigr
é
tb496的
§
1.5.5测试了以下循环类型。
[0250]
a)“24小时”负载循环(在
§
1.5.5中定义为负载循环(lc))。图5示出了导体的温度如何随时间变化。
[0251][0252]
b)“48小时”负载循环(在
§
1.5.5中定义为负载循环(lc))。图6示出了导体的温度如何随时间变化。
[0253][0254][0255]
在没有电气击穿的情况下执行了所有的测试循环12 12 3(最少30天)。
[0256]
§
4.4.3叠加脉冲电压测试
[0257]
使用如cigr
é
tb496的
§
1.5.6.2中规定的测试过程。实现
§
1.5.5中定义的温度条件至少10小时期，其中t
cond
是70℃。
[0258]
根据electra 189[9]中描述的过程施加叠加脉冲电压。
[0259]
如cigr
é
tb496的
§
4.4.3.3中规定地针对vsc量化开关脉冲承受测试。
[0260]
叠加开关浪涌承受测试
[0261]
在第一脉冲之前的10小时对线缆预先加压，从而在线缆上引入功率并且加热线缆并且将其维持在正常操作中的最大导体温度以上的温度(本文中称为“加热”或“预先加压/加热”)。
[0262]
在第一脉冲之前至少10小时施加标称dc电压u0。u0例如是450kv、或者525kv、或者450kv以上、或者在450到1200kv之间，例如是475、或500、或550、或600、或850kv的电压。
[0263]
测试脉冲形状：
[0264]
到波峰的时间t
p
＝250μs
±
20％
[0265]
到半值的时间t2＝2500μs
±
60％
[0266]
按以下示出的测试顺序执行脉冲测试：
[0267]
针对450kv、或525kv的测试序列示例：
[0268]
在 450kv或 525kv下的线缆预加压/加热。10个正的浪涌 u
p2,s
862kv，分别为 1006kv.250/2500s
[0269]
450kv或 525kv的线缆预加压/加热。10个负的浪涌
‑
u
p2,o
‑
412kv，分别为
‑
481kv.250/2500s
[0270]
‑
450kv或
‑
525kv的线缆预加压/加热。10个负的浪涌
‑
u
p2,s
‑
862kv，分别为
‑
1006kv.250/2500s
[0271]
‑
450kv或
‑
525kv的线缆预加压/加热。10个正的浪涌 u
p2,o
412kv，分别为 481kv.250/2500s
[0272]
随后的dc测试
[0273]
向测试对象施加的负的dc电压1.85*u0并且维持2小时。执行测试而没有导体加热。
[0274]
u0例如是450kv、或者525kv、或者450kv以上、或者在450到1200kv之间，例如是475、或500、或550、或600、或850kv的电压。dc电压的另一示例可以是832kv或972kv。
[0275]
根据cigr
é
tb496的
§
4.4.3.4中给出的原理执行闪速(lightening)脉冲承受测试。
[0276]
§
4.4.5检查
[0277]
可以对1m样品进行iec 62067[4]中规定的测试和要求。
[0278]
§
4.4.6成功准则、重新测试和中断
[0279]
执行电气测试而没有击穿。
[0280]
本文中使用的术语“导体”表示导体或半导体，其可以是捆绑在一起的一个或多个导体。
[0281]
本文中使用的表述“在
……
之间”包括所提及的值以及在这些值之间的所有值。因此，在1到2mm之间的值包括1mm、1.654mm和2mm。
[0282]
本文中使用的表述“低密度”表示在0.80到0.97g/cm3之间、例如在0.90到03.93g/cm3之间的聚合物的密度。
[0283]
本文中使用的表述“高压或hv”表示包括直流或交流系统中的高压和超高压(uhv)。
[0284]
本文中使用的表述“额定”电压u0表示设计其线缆系统的导体与核心屏蔽层之间的dc电压。
[0285]
u
t
和u
p2,s
、u
p2,o
在cigr
é
tb496的
§
1.5.3中定义。
[0286]
本发明不限于所公开的实施例，而是可以在以下权利要求的范围内变化和修改。