一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于線纜技術(shù)領(lǐng)域，特指一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，在碳纖維復(fù)合芯的外表面由內(nèi)向外依次設(shè)置有環(huán)氧樹脂保護(hù)層、耐熱鋁合金型線絞合層，優(yōu)點是：與傳統(tǒng)的普通導(dǎo)線相比，具有強(qiáng)度高、導(dǎo)電率高、載流量高、線損低、耐熱性好、耐腐蝕性好、重量輕、弛度低、跨距大等諸多優(yōu)點，綜合解決了電力傳輸存在的各種技術(shù)難題，可使輸電線路的輸電容量大幅增加，大大提高了輸電線路的傳輸效率；從節(jié)能環(huán)保和提高輸電能力等方面綜合來看，具有顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益，適用于電力線路的新建、改造和擴(kuò)容項目中，應(yīng)用前景非常廣闊。
【專利說明】
一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于線纜技術(shù)領(lǐng)域，特指一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加速了電力工業(yè)的高速發(fā)展，也推動了輸電線路的技術(shù)進(jìn)步。架空電力導(dǎo)線作為輸送電力的載體，在輸電線路中占有極為重要的地位。長期以來，傳統(tǒng)的架空電力導(dǎo)線主要使用的是鋼芯鋁絞線，這種普通電力導(dǎo)線具有強(qiáng)度低、導(dǎo)電率低、載流量低、線損高、耐熱性差、重量重、跨距小等缺點，使用這種電力導(dǎo)線來進(jìn)行輸送電力會導(dǎo)致輸電成本居高不下，傳輸效率低下，嚴(yán)重阻礙了電力工業(yè)的正常發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，具有強(qiáng)度高、導(dǎo)電率高、載流量高、線損低、耐熱性好、耐腐蝕性好、重量輕、弛度低、跨距大等諸多優(yōu)點，綜合解決了電力傳輸存在的各種技術(shù)難題，可使輸電線路的輸電容量大幅增加，大大提高了輸電線路的傳輸效率。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，在碳纖維復(fù)合芯的外表面由內(nèi)向外依次設(shè)置有環(huán)氧樹脂保護(hù)層、耐熱鋁合金型線絞合層。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述碳纖維復(fù)合芯的橫截面呈圓形，碳纖維復(fù)合芯由聚丙烯腈PAN基碳纖維絲束制成，聚丙烯腈PAN基碳纖維絲束外包覆有無堿玻璃纖維層。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述碳纖維復(fù)合芯的直徑為4.5mm—9.5mm。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述環(huán)氧樹脂保護(hù)層的厚度為0.3mm—0.7mm。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述環(huán)氧樹脂保護(hù)層的厚度為0.5mm。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述鋁合金型線絞合層包括由內(nèi)到外設(shè)置有兩層以上，且相鄰的鋁合金型線絞合層的絞向相反。
[0011 ]在上述技術(shù)方案中，所述最外層的鋁合金型線絞合層的絞向為右向。
[0012]在上述技術(shù)方案中，任一層的鋁合金型線絞合層的節(jié)徑比不大于相鄰的內(nèi)層的鋁合金型線絞合層的節(jié)徑比。
[0013]在上述技術(shù)方案中，所述鋁合金型線絞合層中的鋁合金單線的橫截面呈梯形。
[0014]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)突出且有益的技術(shù)效果是:
[0015]1、本實用新型的電力導(dǎo)線與傳統(tǒng)的普通導(dǎo)線相比，具有強(qiáng)度高、導(dǎo)電率高、載流量高、線損低、耐熱性好、耐腐蝕性好、重量輕、弛度低、跨距大等諸多優(yōu)點，綜合解決了電力傳輸存在的各種技術(shù)難題，可使輸電線路的輸電容量大幅增加，大大提高了輸電線路的傳輸效率。
[0016]2、本實用新型的電力導(dǎo)線從節(jié)能環(huán)保和提高輸電能力等方面綜合來看，具有顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益，適用于電力線路的新建、改造和擴(kuò)容項目中，應(yīng)用前景非常廣闊。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實用新型的碳纖維復(fù)合芯外表面設(shè)置有環(huán)氧樹脂保護(hù)層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖以具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述，參見圖1一 2:
[0020]—種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，在碳纖維復(fù)合芯I的外表面由內(nèi)向外依次設(shè)置有環(huán)氧樹脂保護(hù)層2、耐熱鋁合金型線絞合層3，碳纖維復(fù)合芯I的橫截面呈圓形，碳纖維復(fù)合芯I由聚丙烯腈PAN基碳纖維絲束4制成，聚丙烯腈PAN基碳纖維絲束外包覆有無堿玻璃纖維層5，碳纖維復(fù)合芯I的直徑為4.5mm—9.5mm，環(huán)氧樹脂保護(hù)層2的厚度為0.3mm—0.7_，環(huán)氧樹脂保護(hù)層2的厚度為0.5_。
[0021]上述鋁合金型線絞合層3包括由內(nèi)到外設(shè)置有兩層以上，且相鄰的鋁合金型線絞合層3的絞向相反，最外層的鋁合金型線絞合層3的絞向為向右，任一層的鋁合金型線絞合層3的節(jié)徑比不大于相鄰的內(nèi)層的鋁合金型線絞合層3的節(jié)徑比，鋁合金型線絞合層3中的鋁合金單線的橫截面呈梯形。
[0022]碳纖維復(fù)合芯I是一種既具有碳素材料的結(jié)構(gòu)特性，同時又具有纖維形態(tài)特性的新型有機(jī)復(fù)合材料，其中，聚丙烯腈PAN基碳纖維絲是一種機(jī)械物理性能非常優(yōu)異的有機(jī)材料，具有重量輕、強(qiáng)度大、比重小、線膨脹系數(shù)小等特性，無堿玻璃纖維絲是一種性能優(yōu)異的非金屬材料，具有優(yōu)異的電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性。采用連續(xù)拉擠復(fù)合技術(shù)，將高強(qiáng)度的聚丙烯腈PAN基碳纖維絲、高強(qiáng)度的無堿玻璃纖維絲在恒溫(20°C)、恒濕(40%)條件下通過拉擠設(shè)備緊密復(fù)合在一起，制作出來的碳纖維復(fù)合芯I的抗張強(qiáng)度不小于2290MPa，抗張強(qiáng)度是普通鋼絲的1.7倍，是高強(qiáng)度鋼絲的1.5倍；
[0023]環(huán)氧樹脂保護(hù)層2采用新型高溫韌性環(huán)氧樹脂體，通過快速固化技術(shù)包覆在碳纖維復(fù)合芯I表面，形成環(huán)氧樹脂保護(hù)層2，新型高溫韌性環(huán)氧樹脂，其固化物玻璃化Tg(DMA法)轉(zhuǎn)變溫度可達(dá)200°C以上，因此環(huán)氧樹脂保護(hù)層2具有優(yōu)異的耐高溫性，耐腐蝕性，能夠長期在較高溫度下運行。
[0024]鋁合金型線絞合層3中的鋁合金線采用高導(dǎo)電率耐熱鋁合金導(dǎo)線加工形成，熔煉時，加入適量的鐵、硅等合金成分，其中硅的添加比例在0.03 % -0.04 %，鐵的添加比例在
0.05%-0.10%，鋁材純度不小于99.85%，加工出的鋁合金桿導(dǎo)電率達(dá)到63% IACS，長期工作溫度達(dá)160°C，鋁合金型線采用連續(xù)擠鋁機(jī)擠出工藝生產(chǎn)，其橫截面為梯形形狀，擠制出的鋁合金型線更加結(jié)構(gòu)緊湊、組織致密，具有載流量大、耐熱性好等特性。
[0025]耐熱鋁合金型線絞合時，應(yīng)調(diào)整好預(yù)成型裝置、單線張力控制、分線盤，保證加工精度，壓模采用納米模，并根據(jù)絞線的特點確定結(jié)構(gòu)尺寸、絞向、節(jié)徑比，使各層的鋁合金型線排列緊密、整齊，張力適宜。
[0026]本實用新型的電力導(dǎo)線與傳統(tǒng)導(dǎo)線相比，具有以下性能特點:
[0027]I)碳纖維復(fù)合芯I比重不大于1.9g/cm3，比重只有鋼的1/4，弧垂是普通導(dǎo)線的I/12，其具有重量輕，低弛度等特性，可降低電力線路桿塔的高度，節(jié)省了線路的綜合成本，提高了線路運行的可靠性。
[0028]2)碳纖維復(fù)合芯抗張強(qiáng)度不小于2290MPa，是普通鋼絲的1.7倍，是高強(qiáng)度鋼絲的
1.5倍，其破斷力比普通導(dǎo)線增加了 30%;抗張強(qiáng)度的提高，增大了電力線路桿塔之間的跨距，減少桿塔數(shù)約20%，減低了電力線路的建設(shè)成本;碳纖維復(fù)合芯線膨脹系數(shù)不大于2.0X 10—5/°C，在高溫下，弧垂是普通導(dǎo)線的1/12，保證了使用安全。
[0029]3)耐腐蝕性好:碳纖維復(fù)合芯I具有優(yōu)異的耐腐蝕性，由于其外表面是無堿玻璃纖維，具有優(yōu)異的絕緣性，碳纖維復(fù)合芯與耐熱鋁合金型線之間不存在電位差，不會產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，使用壽命高于普通導(dǎo)線的兩倍。
[0030]4)導(dǎo)電率高，載流量大:碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，其導(dǎo)電率為63%IACS，相同直徑時，其絞線截面積為普通導(dǎo)線的1.29倍，載流量可提高29 %，在160 °C時的載流量比普通導(dǎo)線提高60%以上，運行時可減少輸電線損6%左右;在特殊高寒地區(qū)，其可作為融冰電力導(dǎo)線，確保電力通暢。
[0031]5)高溫耐熱性好，使用壽命長:本實用新型的電力導(dǎo)線的長期工作溫度在160°C，短時允許溫度可達(dá)200°C，載流量比普通導(dǎo)線提高60%以上，且工作溫度在1600C時，熱老化壽命不小于40年，使用壽命顯著提升。
[0032]上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非依此限制本實用新型的保護(hù)范圍，故:凡依本實用新型的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，其特征在于:在碳纖維復(fù)合芯的外表面由內(nèi)向外依次設(shè)置有環(huán)氧樹脂保護(hù)層、耐熱鋁合金型線絞合層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，其特征在于:所述碳纖維復(fù)合芯的橫截面呈圓形，碳纖維復(fù)合芯由聚丙烯腈PAN基碳纖維絲束制成，聚丙烯腈PAN基碳纖維絲束外包覆有無堿玻璃纖維層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，其特征在于:所述碳纖維復(fù)合芯的直徑為4.5mm一9.5mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，其特征在于:所述環(huán)氧樹脂保護(hù)層的厚度為0.3mm—0.7mm。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，其特征在于:所述環(huán)氧樹脂保護(hù)層的厚度為0.5mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，其特征在于:所述鋁合金型線絞合層包括由內(nèi)到外設(shè)置有兩層以上，且相鄰的鋁合金型線絞合層的絞向相反。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，其特征在于:所述最外層的鋁合金型線絞合層的絞向為右向。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，其特征在于:任一層的鋁合金型線絞合層的節(jié)徑比不大于相鄰的內(nèi)層的鋁合金型線絞合層的節(jié)徑比。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強(qiáng)高導(dǎo)碳纖維復(fù)合芯耐熱鋁合金型線電力導(dǎo)線，其特征在于:所述鋁合金型線絞合層中的鋁合金單線的橫截面呈梯形。
【文檔編號】H01B5/10GK205645377SQ201620417699
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】余紀(jì)炎, 趙懷順
【申請人】開開電纜科技有限公司