本发明属于输电设备，具体为一种新型双层防护防水母线。
背景技术：
1、现有的防水母线通常是在整体结构的树脂绝缘体中嵌入各相导电排，使导电排与树脂绝缘体固结为一个防水的整体。其制造过程通常采用浇注方法，限制了所用材料的范围，并且大多只能进行单层的防护。双层防护作为一种先进的防护方式，具有绝缘性能好、机械性能优异、防水效果好等优点。目前母线双层外护套的制备工艺还相对不成熟，层与层之间的相容性、不同材料之间的膨胀系数不同都会导致层间分离、密封性变差等问题。
2、聚乙烯具有良好的加工性能、机械性能以及介电性能，在众多的聚合物中脱颖而出作为电缆料。随着交联聚乙烯技术的发展，交联聚乙烯电缆凭借优良的力学、电学性能，以及制造工艺简单等优势，逐渐在电力系统中广泛使用。在制造传统硅烷交联聚乙烯中，不得不长时间将电缆料浸泡在温水或蒸汽中，这样使生产交联聚乙烯过程费时费力、耗能；此外还要面临浸泡过程中导体进水、交联不均等问题。自交联技术的出现为解决这一难题提供了新的解决思路的同时，也为解决双层防护母线层间相容性差的问题找到了解决方法。目前大部分自交联选用供水剂为有机酸与氧化锌的组合，产生水的同时，得到的有机酸锌为易吸水的化合物，反而会导致供水剂供水性能的下降，并且产生的有机酸锌还会影响电缆的性能。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本发明采用线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯共挤出后在室温下自交联的方法制备交联聚乙烯材料的双层外护套，通过共价交联的方式解决了层间分离的问题，采用自制供水型抗氧剂，一方面减少了氧化锌的用量，减少了过多有机酸锌对材料性能的影响，一方面提高了抗氧剂与聚乙烯材料相容性，提高了外层护套的力学性能及抗氧化性。
2、本发明目的的技术方案如下：一种新型双层防护防水母线，包括铝管、铜管、导体屏蔽层、主绝缘层、绝缘屏蔽层、接地屏、双层外护套，其特征在于，所述双层外护套包括内层护套与外层护套，所述内层护套的原料，按重量份数，包括线性低密度聚乙烯85～95份、乙烯-辛烯弹性体8～15份、硅烷偶联剂2.3～2.7份、引发剂0.12～0.15份、抗氧剂0.5～1份、硬脂酸1.2～1.5份、氧化锌3～3.5份、催化剂2.4～2.8份；所述外层护套的原料，按重量份数，包括线性低密度聚乙烯50～70份、高密度聚乙烯40～60份、硅烷偶联剂2.3～2.7份、引发剂0.12～0.15份、供水型抗氧剂2.5～3.0份、氧化锌1.2～1.5份、催化剂2.4～2.8份；所述供水型抗氧剂具有如下式i分子结构：
3、
4、优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷的至少一种；所述引发剂为过氧化二异丙苯；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
5、更优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
6、双层外护套中的外层护套，往往需要更加优秀的机械强度、耐磨、耐热性能，特别是抗氧化及抗紫外能力的防老化能力，因此我们设计一种供水型抗氧剂，一方面减少氧化锌及硬脂酸的用量、一方面增强抗氧剂与聚乙烯材料的相容性，从而提高外层护套的综合性能，所述供水型抗氧剂由以下步骤所得：在氮气氛围下，向反应釜中，加入1.1～1.3eq的二酸酐化合物，溶解于氯仿中，加入2.5～3.0eq的胺催化剂后，在室温下向反应釜中加入1.0eq的2,2,6,6-四甲基哌啶胺反应8～16h后，反应停止，依次用氢氧化钠水溶液洗涤三次，用饱和氯化铵溶液洗涤三次，收集有机相，蒸发得到供水型抗氧剂。
7、需要说明的是：氢氧化钠水溶液的浓度为1～2mol/l。
8、优选的，所述二酸酐化合物为四氢苯酐、外-3,6-环氧-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、3a,4,7,7a-四氢-4,7-环氧异苯并呋喃-1,3-二酮中的一种或者几种；所述胺催化剂为三乙胺、n,n-二异丙基乙胺的至少一种。
9、更优选的，所述二酸酐化合物为四氢苯酐；所述胺催化剂为n,n-二异丙基乙胺。
10、本发明还保护所述新型双层防护防水母线的制备方法，包括以下步骤：
11、s1.内层护套材料的预制备：将引发剂溶解到硅烷偶联剂中，将线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯弹性体放入70～90℃烘箱干燥10～12h后等分四份，一份与引发剂、硅烷偶联剂混合，一份与催化剂混合，一份与抗氧剂、硬脂酸混合，一份与氧化锌混合，分别放入密闭容器静置18～24h，依次分别采用双螺旋杆挤出机挤出，混合得混合母粒a；
12、s2.外层护套材料的预制备：将引发剂溶解到硅烷偶联剂中，将线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯放入70～90℃烘箱干燥10～12h后等分四份，一份与引发剂、硅烷偶联剂混合，一份与催化剂混合，一份与供水型抗氧剂混合，一份与氧化锌混合，分别放入密闭容器静置18～24h，依次分别采用双螺旋杆挤出机挤出，混合得混合母粒b；
13、s3.母线预制备：将铝管与铜管放入模具中，缠绕屏蔽层后，挤包绝缘材料形成主绝缘层，缠绕绝缘屏蔽层，缠绕接地屏，得预制备母线；
14、s4.新型双层防护防水母线：分别将混合母粒a与混合母粒b加入预热后的单螺旋杆挤出机1与单螺旋挤出机2，启动单螺旋杆挤出机1，待内层材料稳定流出后，启动单螺旋杆挤出机2，采用双层共挤机头挤出将双层结构挤包在步骤s3所得预制备母线，采用水浴冷却后，将所得挤出材料固定后放置在室温下的潮湿环境3～4d，完成聚乙烯的自交联过程后，烘干，得新型双层防护防水母线。
15、优选的，步骤s1、s2中所述双螺杆挤出机的参数为温度第一段75～85℃，第二段85～95℃，第三段95～105℃，第四段115～125℃，第五段135～145℃，机头155～165℃；主机转速200～240r/min，喂料速度为20～25r/min。
16、优选的，步骤s3中所述单螺旋杆挤出机1的参数为温度第一段165～170℃，第二段175～180℃，第三段185～190℃，第四段195～200℃，主机转速30～40r/min；所述单螺旋杆挤出机2的参数为温度第一段170～175℃，第二段185～190℃，第三段190～195℃，第四段200～210℃，主机转速30～40r/min。
17、优选的，步骤s3中所述的双层共挤机头的厚度设置为内层3～7mm，外层2～3mm。
18、有益效果
19、本发明采用线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯共挤出后在室温下自交联的方法制备交联聚乙烯材料的双层外护套，与现有技术相比具有以下有益效果：
20、1)采用双层防护，内层护套采用提供优异的电气绝缘与良好柔韧性的线性低密度聚乙烯，外层护套采用部分高密度聚乙烯提供更加优异的机械保护，耐磨及耐化学性能；内层护套较厚采用较便宜的线性低密度聚乙烯，外层护套较薄采用部分价值较高的高密度聚乙烯，降低成本；采用双层共挤出工艺进行制备，与多步层压工艺、涂层技术相比拥有更加好的密封性、连接性且效率更高。
21、2)两层采用不同密度的聚乙烯材料作为双层防护材料，增强材料之间相容性；通过自交联的方式得到交联聚乙烯，降低成本、节省能耗的同时，通过共价交联进一步加强了内层护套与外层护套的粘合力，无需额外加入相容剂，进一步节省了成本；避免了通过高温蒸煮进行交联，因受热不均与膨胀系数的不同的问题导致的层与层之间出现裂缝的问题。
22、3)采用自制供水型抗氧剂，一方面替代硬脂酸，减少了氧化锌的用量，一方面增强抗氧剂与聚乙烯材料的相容性，从而提高外层护套的综合性能。
1.一种新型双层防护防水母线，包括铝管、铜管、导体屏蔽层、主绝缘层、绝缘屏蔽层、接地屏、双层外护套，其特征在于，所述双层外护套包括内层护套与外层护套，所述内层护套的原料，按重量份数，包括线性低密度聚乙烯85～95份、乙烯-辛烯弹性体8～15份、硅烷偶联剂2.3～2.7份、引发剂0.12～0.15份、抗氧剂0.5～1份、硬脂酸1.2～1.5份、氧化锌3～3.5份、催化剂2.4～2.8份；所述外层护套的原料，按重量份数，包括线性低密度聚乙烯50～70份、高密度聚乙烯40～60份、硅烷偶联剂2.3～2.7份、引发剂0.12～0.15份、供水型抗氧剂2.5～3.0份、氧化锌1.2～1.5份、催化剂2.4～2.8份；所述供水型抗氧剂具有如下式i分子结构：
2.如权利要求1所述的新型双层防护防水母线，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷的至少一种；所述引发剂为过氧化二异丙苯；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
3.如权利要求1所述的新型双层防护防水母线，其特征在于，所述供水型抗氧剂由以下步骤所得：
4.如权利要求3所述新型双层防护防水母线，其特征在于所述二酸酐化合物为四氢苯酐、外-3,6-环氧-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、3a,4,7,7a-四氢-4,7-环氧异苯并呋喃-1,3-二酮中的一种或者几种；所述胺催化剂为三乙胺、n,n-二异丙基乙胺的至少一种。
5.如权利要求1～4任一项所述的新型双层防护防水母线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的新型双层防护防水母线的制备方法，其特征在于，步骤s1、s2中所述双螺杆挤出机的参数为温度第一段75～85℃，第二段85～95℃，第三段95～105℃，第四段115～125℃，第五段135～145℃，机头155～165℃；主机转速200～240r/min，喂料速度为20～25r/min。
7.如权利要求5所述的新型双层防护防水母线的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述单螺旋杆挤出机1的参数为温度第一段165～170℃，第二段175～180℃，第三段185～190℃，第四段195～200℃，主机转速30～40r/min；所述单螺旋杆挤出机2的参数为温度第一段170～175℃，第二段185～190℃，第三段190～195℃，第四段200～210℃，主机转速30～40r/min。
8.如权利要求5所述的新型双层防护防水母线的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述的双层共挤机头的厚度设置为内层3～7mm，外层2～3mm。
