聚丙烯基直流电缆绝缘材料的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.11.025

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (11): 174-182.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.11.025

聚丙烯基直流电缆绝缘材料的研究进展

宋佳宁¹^,², 杜斌¹, 张振莉¹, 高岗岗¹, 荔栓红¹, 祝文亲¹, 曹文斌², 陈商涛¹()

^1.中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院，北京 102206
^2.北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083
^3.中国石油庆阳石化公司，甘肃庆阳 745100

收稿日期:2022-08-09 出版日期:2022-11-26 发布日期:2022-11-25
通讯作者: 陈商涛（1978—），男，教授级高工，从事聚烯烃新产品开发，chenst7890@petrochina.com.cn
E-mail:chenst7890@petrochina.com.cn

Research progress in polypropylene⁃based insulation materials for direct current power cables

SONG Jianing¹^,², DU Bin¹, ZHANG Zhenli¹, GAO Ganggang¹, LI Shuanhong¹, ZHU Wenqin¹, CAO Wenbin², CHEN Shangtao¹()

^1.Petro China Petrochemical Research Institute，Beijing 102206，China
^2.School of Materials Science and Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China
^3.PetroChina Qing Yang Petrochemical Company，Qingyang 745100，China

Received:2022-08-09 Online:2022-11-26 Published:2022-11-25
Contact: CHEN Shangtao E-mail:chenst7890@petrochina.com.cn

摘要/Abstract

摘要：

阐述了直流电缆绝缘的基本要求，介绍了聚丙烯（PP）材料用于直流电缆绝缘时在力学性能、耐老化性能、绝缘性能及导热性能等方面存在的问题，综述了PP共聚改性、纳米粒子改性、共混改性和接枝改性的研究进展，并对PP基直流电缆绝缘材料在电力电缆领域未来的研究方向提出了展望。

关键词: 电缆绝缘, 直流输电, 聚丙烯, 纳米改性, 空间电荷

Abstract:

This paper introduced the basic requirements of direct current （DC） cable insulation as well as the problems exi⁃sting in mechanical properties， aging resistance， insulation properties and thermal conductivity when using polypropylene as a raw material for DC cable insulation. The research progress in the copolymerization modification， nanoparticle modification， blend modification and graft modification of polypropylene was reviewed. The future research direction of polypropylene⁃based materials for DC cable insulation was prospected.

Key words: cable insulation, direct current transmission, polypropylene, nano?modification, space charge

中图分类号:

TQ325.1⁺4

宋佳宁, 杜斌, 张振莉, 高岗岗, 荔栓红, 祝文亲, 曹文斌, 陈商涛. 聚丙烯基直流电缆绝缘材料的研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(11): 174-182.

SONG Jianing, DU Bin, ZHANG Zhenli, GAO Ganggang, LI Shuanhong, ZHU Wenqin, CAO Wenbin, CHEN Shangtao. Research progress in polypropylene⁃based insulation materials for direct current power cables[J]. China Plastics, 2022, 36(11): 174-182.

图/表 6

性能	PP	PE⁃XL
熔点	较高	较低
生产工艺	简单高效	繁杂低效
是否交联	否	是
聚合物特性	热塑性	热固性
电缆长期工作温度/℃	90	70
力学性能	抗张强度高，热变形小	抗张强度较低，热变形大
电气性能	击穿场强高，体积电阻率高	击穿场强低，体积电阻率低
环保特性	可回收再利用	难回收再利用

表1 PP和PE⁃XL性能比较［7］

Tab.1 Performance comparison of PP and PE⁃XL［7］

图1 单轴拉伸应力⁃应变曲线［15］

Fig.1 Uniaxially tensile stress⁃strain curve［15］

图2 PP在60 kV/mm直流电场下室温45 min后的空间电荷分布及TSC曲线［15］

Fig.2 Space charge distribution of PP under direct current electric field of 60 kV/mm at room temperature for 45 mins and its TSC curve［15］

图3 纳米粒子含量对PP热导率的影响［24］

Fig.3 Effect of nano particle content on thermal conductivity of PP［24］

图4 不同密度PP/弹性体复合材料的扫描电子显微镜照片［28］

Fig.4 SEM images of PP/elastomer composites with different density［28］

图5 接枝侧链示意图［9］

Fig.5 Schematic diagram of grafting side chains［9］

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聚丙烯基直流电缆绝缘材料的研究进展

Research progress in polypropylene⁃based insulation materials for direct current power cables

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