專利名稱：一種石墨烯納米材料導(dǎo)線接續(xù)金具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于輸電線路用導(dǎo)線的接續(xù)金具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯納米材料導(dǎo)線接續(xù)金具。
背景技術(shù)：
導(dǎo)線接續(xù)管用于架空輸電線路導(dǎo)線的兩終端，除了承受導(dǎo)線全部拉力外，還作為導(dǎo)電體傳導(dǎo)電流，是輸電線路中的重要金具。特高壓工程以建設(shè)“環(huán)境友好型”工程為目標(biāo)，全面優(yōu)化工程的設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格保證電場(chǎng)、磁場(chǎng)、可聽噪聲與無線電干擾水平滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。為此，若設(shè)計(jì)采用普通導(dǎo)線，勢(shì)必要加大導(dǎo)線截面和增加導(dǎo)線的分裂根數(shù)，這樣勢(shì)必增大了導(dǎo)線和母線的使用量、鐵塔的結(jié)構(gòu)尺寸及線路走廊寬度等，從而加大了工程投資。如果在滿足輸電容量和線路工程要求的前提下，設(shè)計(jì)采用一種輕質(zhì)輸電導(dǎo)線，盡可能提高其電氣和機(jī)械性能，并使其表面光潔圓滑，這樣不但能顯著降低線路損耗，增加輸送能力，降低全壽命周期成本，滿足線路的輸電和電暈要求，而且還能大大減少導(dǎo)線的總重量和導(dǎo)線分裂根數(shù)，減少鐵塔荷載和結(jié)構(gòu)重量，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和深遠(yuǎn)的社會(huì)效益。附著式石墨烯納米材料導(dǎo)線，其結(jié)構(gòu)型式如附

圖1所示，是一種新型的輸電導(dǎo)線。導(dǎo)線包括內(nèi)層和外層，導(dǎo)線內(nèi)層由圓線型碳纖維的單絲絞繞而成，單絲之間相互緊貼，形成規(guī)整的管型結(jié)構(gòu)，外層由石墨烯納米材料薄片絞繞而成，設(shè)置于內(nèi)層的外圍，石墨烯納米材料薄片為圓弧形結(jié)構(gòu)。石墨烯納米材料薄片沿內(nèi)層碳纖維圓周方向均勻的分布在外層，石墨烯納米材料薄片等間距放置。內(nèi)層的碳纖維，主要作為承力作用，以及石墨烯納米材料新型導(dǎo)線的基底，外層為石墨烯納米材料薄片絞制而成，是架空用輸電線路導(dǎo)線的導(dǎo)電部分。
作為一種新型結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線，導(dǎo)線接續(xù)管需要與新型導(dǎo)線配合，接續(xù)管需要穩(wěn)定有效的握持將導(dǎo)線連接起來，并傳遞機(jī)械和電氣荷載。在復(fù)合導(dǎo)線接續(xù)金具方面，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201220181173.4，發(fā)明名稱為“一種碳纖維光電復(fù)合導(dǎo)線接續(xù)金具”的實(shí)用新型專利，公開的技術(shù)方案為:復(fù)合導(dǎo)線內(nèi)部是碳纖維復(fù)合芯，外部是鋁導(dǎo)線，接續(xù)金具包括有導(dǎo)電管主體，在管內(nèi)的徑向中點(diǎn)處設(shè)置有雙頭連接螺栓，雙頭連接螺栓分別與兩側(cè)均對(duì)稱設(shè)置的碳纖維復(fù)合芯夾緊裝置連接，夾緊裝置前端設(shè)置有填充襯管，填充襯管的頭端伸出導(dǎo)電管主體外；在導(dǎo)電管主體上設(shè)置一個(gè)鏤空孔；在導(dǎo)電管主體外設(shè)置有螺旋環(huán)繞條紋。上述實(shí)用新型是針對(duì)碳纖維復(fù)合芯接續(xù)金具的一種改進(jìn)，石墨烯納米材料導(dǎo)線本身是一種新型的輸電導(dǎo)線，在其接續(xù)金具方面的研究較少。因此，研制一種石墨烯納米材料導(dǎo)線的接續(xù)金具，對(duì)石墨烯納米材料導(dǎo)線的廣泛應(yīng)用具有推動(dòng)作用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種附著式石墨烯納米材料導(dǎo)線接續(xù)金具，解決了附著式石墨烯納米材料導(dǎo)線施工中的難題，為附著式石墨烯納米材料導(dǎo)線的工程應(yīng)用提供技術(shù)支撐。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:一種石墨烯納米材料導(dǎo)線接續(xù)金具，其改進(jìn)之處在于所述金具包括碳纖維壓接接續(xù)管和石墨烯膜接續(xù)套管；所述碳纖維壓接接續(xù)管由橫截面為O字型的柱狀基體構(gòu)成，所述石墨烯膜接續(xù)套管由橫截面為圓弧形的扇形薄片構(gòu)成。本實(shí)用新型的第一優(yōu)選技術(shù)方案為:所述石墨烯膜接續(xù)套管包括12-15片扇形薄片，扇形薄片圓弧角取值范圍為20°至25°。本實(shí)用新型的第二優(yōu)選技術(shù)方案為:所述構(gòu)成石墨烯膜接續(xù)套管的扇形薄片的圓弧角相同或不相同。本實(shí)用新型的第三優(yōu)選技術(shù)方案為:所述扇形薄片沿其長(zhǎng)度方向呈螺旋狀分布，所述扇形薄片沿其長(zhǎng)度方向的投影為一段圓弧型或O字型。本實(shí)用新型的第四優(yōu)選技術(shù)方案為:所述構(gòu)成同一石墨烯膜接續(xù)套管的扇形薄片螺旋旋向相同。由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果包括:I)接續(xù) 金具能穩(wěn)定有效的握持導(dǎo)線，接續(xù)金具包括碳纖維壓接接續(xù)管和石墨烯膜接續(xù)套管，倆套管的內(nèi)外表面均為光滑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2)本實(shí)用新型的碳纖維壓接接續(xù)管用于導(dǎo)線中碳纖維的接續(xù)，接續(xù)完成后，主要起承力的作用，石墨烯膜接續(xù)套管用于導(dǎo)線外層的接續(xù)，石墨烯膜接續(xù)套管和導(dǎo)線外層利用熱氣法接續(xù)，接續(xù)完成后石墨烯膜接續(xù)套管和導(dǎo)線外層之間形成原子結(jié)合力，為導(dǎo)線的導(dǎo)電部分，因此，接續(xù)金具在保證傳遞導(dǎo)線張力的同時(shí)，能夠穩(wěn)定的傳遞電氣負(fù)荷，保證導(dǎo)線的輸電性能；3)石墨烯膜接續(xù)套管由沿其長(zhǎng)度方向呈螺旋結(jié)構(gòu)的扇形薄片構(gòu)成，構(gòu)成同一石墨烯膜接續(xù)套管的扇形薄片螺旋旋向相同，使得石墨烯膜接續(xù)套管形成絞繞方向，有利于接續(xù)后導(dǎo)線的導(dǎo)電性能。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1是附著式石墨烯納米材料導(dǎo)線；圖2是剔除導(dǎo)線需接續(xù)端外層石墨烯薄片導(dǎo)線示意圖；圖3是碳纖維棒壓接示意圖；圖4是壓接完成示意圖；附圖標(biāo)記:1-內(nèi)層，2-外層，3-碳纖維壓接接續(xù)管，4-石墨烯膜接續(xù)套管。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于附著式石墨烯納米材料導(dǎo)線的接續(xù)金具。附著式石墨烯納米材料導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式如圖1所示，導(dǎo)線包括內(nèi)層I和外層2，內(nèi)層I為碳纖維復(fù)合材料圓管，主要作為承力作用，具體結(jié)構(gòu)為圓線型碳纖維的單絲絞繞，單絲之間相互緊貼，形成規(guī)整的管型結(jié)構(gòu)。外層2為附著均勻的石墨烯納米材料薄片，設(shè)置于內(nèi)層的外圍，石墨烯納米材料薄片為圓弧形結(jié)構(gòu)，是架空用輸電線路導(dǎo)線的導(dǎo)電部分。接續(xù)金具包括碳纖維壓接接續(xù)管3和石墨烯膜接續(xù)套管4，分別用于內(nèi)層I和外層2的接續(xù)。碳纖維壓接接續(xù)管3為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其橫截面積為O字型，環(huán)形碳纖維壓接接續(xù)管3的內(nèi)徑與導(dǎo)線內(nèi)層I的外徑相配合，碳纖維壓接接續(xù)管3的壁厚與導(dǎo)線外層2的厚度相當(dāng)。碳纖維壓接接續(xù)管3主要連接穩(wěn)固導(dǎo)線內(nèi)層1，起到承力作用。石墨烯膜接續(xù)套管4由石墨烯納米材料制成，為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其橫截面積為O字型。石墨烯膜接續(xù)套管4包括12-15個(gè)圓弧角為20°至25°的扇形薄片，構(gòu)成同一石墨烯膜接續(xù)套管4的扇形薄片，圓弧角可以相同，也可以不相同，但扇形薄片所對(duì)應(yīng)的半徑均相同。扇形薄片沿其長(zhǎng)度方向呈螺旋狀，構(gòu)成同一石墨烯膜接續(xù)套管4的扇形薄片螺旋旋向相同，螺旋狀的扇形薄片沿其長(zhǎng)度方向中軸線的投影為一段圓弧型或O字型。不同直徑的導(dǎo)線需要不同直徑的石墨烯膜接續(xù)套管4與之配合。石墨烯膜接續(xù)套管4的內(nèi)徑與導(dǎo)線外層2的外徑相配合，石墨烯膜接續(xù)套管4的壁厚與導(dǎo)線外層2的厚度相當(dāng)。石墨烯膜接續(xù)套管4為接續(xù)部位的導(dǎo)電部分。本實(shí)用新型的碳纖維壓接接續(xù)管3用于導(dǎo)線中碳纖維的接續(xù)，接續(xù)完成后，主要起承力的作用，石墨烯膜接續(xù)套管4用于導(dǎo)線外層的接續(xù)，石墨烯膜接續(xù)套管4和導(dǎo)線外層利用熱氣法接續(xù)，接續(xù)完成后石墨烯膜接續(xù)套管4和導(dǎo)線外層之間形成原子結(jié)合力，為導(dǎo)線的導(dǎo)電部分，因此，接續(xù)金具在保證傳遞導(dǎo)線張力的同時(shí)，能夠穩(wěn)定的傳遞電氣負(fù)荷，保證導(dǎo)線的輸電性能。此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在不脫離本實(shí)用新型的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實(shí)施例僅僅是例證性的，而不是對(duì) 本實(shí)用新型的范圍的限制，本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求1.一種石墨烯納米材料導(dǎo)線接續(xù)金具，其特征在于所述金具包括碳纖維壓接接續(xù)管(3)和石墨烯膜接續(xù)套管(4);所述碳纖維壓接接續(xù)管(3)由橫截面為O字型的柱狀基體構(gòu)成，所述石墨烯膜接續(xù)套管(4)由橫截面為圓弧形的扇形薄片構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種石墨烯納米材料導(dǎo)線接續(xù)金具，其特征在于所述石墨烯膜接續(xù)套管(4)包括12-15片扇形薄片，扇形薄片圓弧角取值范圍為20°至25°。
3.如權(quán)利要求1所述的一種石墨烯納米材料導(dǎo)線接續(xù)金具，其特征在于所述構(gòu)成石墨烯膜接續(xù)套管(4)的扇形薄片的圓弧角相同或不相同。
4.如權(quán)利要求1所述的 一種石墨烯納米材料導(dǎo)線接續(xù)金具，其特征在于所述扇形薄片沿其長(zhǎng)度方向呈螺旋狀分布，所述扇形薄片沿其長(zhǎng)度方向的投影為一段圓弧型或O字型。
5.如權(quán)利要求1所述的一種石墨烯納米材料導(dǎo)線接續(xù)金具，其特征在于所述構(gòu)成同一石墨烯膜接續(xù)套管(4)的扇形薄片螺旋旋向相同。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種石墨烯納米材料導(dǎo)線接續(xù)金具，解決了附著式石墨烯納米材料導(dǎo)線施工中的難題，為石墨烯納米材料導(dǎo)線的工程應(yīng)用提供技術(shù)支撐。本實(shí)用新型接續(xù)金具包括碳纖維壓接接續(xù)管和石墨烯膜接續(xù)套管；碳纖維壓接接續(xù)管由橫截面為O字型的柱狀基體構(gòu)成；石墨烯膜接續(xù)套管由橫截面為圓弧形的扇形薄片構(gòu)成。
文檔編號(hào)H01R4/20GK203103536SQ20122068897
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者朱寬軍, 司佳鈞, 李新民 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司