CN101111905B - 用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线、其制造方法及使用其的架空传输电缆 - Google Patents

用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线、其制造方法及使用其的架空传输电缆 Download PDF

Info

Publication number
CN101111905B
CN101111905B CN2005800474030A CN200580047403A CN101111905B CN 101111905 B CN101111905 B CN 101111905B CN 2005800474030 A CN2005800474030 A CN 2005800474030A CN 200580047403 A CN200580047403 A CN 200580047403A CN 101111905 B CN101111905 B CN 101111905B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
reinforced plastic
transmission cable
overhead transmission
plastic line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2005800474030A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101111905A (zh
Inventor
李正喜
李在益
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LS Cable and Systems Ltd
Original Assignee
LS Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LS Cable Ltd filed Critical LS Cable Ltd
Publication of CN101111905A publication Critical patent/CN101111905A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101111905B publication Critical patent/CN101111905B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/08—Several wires or the like stranded in the form of a rope
    • H01B5/10—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material
    • H01B5/102—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core
    • H01B5/105—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core composed of synthetic filaments, e.g. glass-fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/22—Cables including at least one electrical conductor together with optical fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/14—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable
    • D07B1/147—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable comprising electric conductors or elements for information transfer
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B5/00—Making ropes or cables from special materials or of particular form
    • D07B5/005—Making ropes or cables from special materials or of particular form characterised by their outer shape or surface properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B5/00—Making ropes or cables from special materials or of particular form
    • D07B5/06—Making ropes or cables from special materials or of particular form from natural or artificial staple fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2047—Cores
    • D07B2201/2052—Cores characterised by their structure
    • D07B2201/2055—Cores characterised by their structure comprising filaments or fibers
    • D07B2201/2056—Cores characterised by their structure comprising filaments or fibers arranged parallel to the axis
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2047—Cores
    • D07B2201/2052—Cores characterised by their structure
    • D07B2201/2055—Cores characterised by their structure comprising filaments or fibers
    • D07B2201/2058—Cores characterised by their structure comprising filaments or fibers comprising fillers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2047—Cores
    • D07B2201/2052—Cores characterised by their structure
    • D07B2201/2065—Cores characterised by their structure comprising a coating
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2047—Cores
    • D07B2201/2067—Cores characterised by the elongation or tension behaviour
    • D07B2201/2068—Cores characterised by the elongation or tension behaviour having a load bearing function
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/20—Organic high polymers
    • D07B2205/201—Polyolefins
    • D07B2205/2014—High performance polyolefins, e.g. Dyneema or Spectra
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/20—Organic high polymers
    • D07B2205/2046—Polyamides, e.g. nylons
    • D07B2205/205—Aramides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/20—Organic high polymers
    • D07B2205/2096—Poly-p-phenylenebenzo-bisoxazole [PBO]
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/30—Inorganic materials
    • D07B2205/3003—Glass
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/30—Inorganic materials
    • D07B2205/3007—Carbon
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964—Artificial fiber or filament
    • Y10T428/2967—Synthetic resin or polymer

Abstract

本发明提供了用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线、其制造方法及使用其的架空传输电缆。公开了一种用作架空传输电缆的纤维强化塑料线。根据本发明的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线包括：具有预定直径并由热固性基质树脂构成的线；以及与纵向平行地分散在所述线内部的多根高强度纤维，利用耦联剂对所述高强度纤维进行表面处理以提高与所述基质树脂的界面粘附力。由于利用耦联剂对本发明的纤维强化塑料线的高强度纤维进行了表面处理，因此该纤维强化塑料线在室温和高温下都具有高抗拉强度。由于所述纤维强化塑料线具有非常低的热膨胀系数等并且其重量轻，因此可将其有效地用作架空传输电缆中的加强件。

Description

用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线、其制造方法及使用其的架空传输电缆
技术领域
本发明涉及一种能够用作架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线、其制造方法及使用其的架空传输电缆。
背景技术
通常，架空传输电缆用于将发电厂中产生的电力传输到远程中央和邻近的接收区域中的一次变电站。
常规架空传输电缆由中心加强件11和包围中心加强件11的导体单元13构成，如图1所示。传统上，架空传输电缆通常包括主要由钢丝和钢线构成的中心加强件以及由铝或铝合金构成的导体单元，并且通常被称作钢芯铝绞线(ACSR)。
架空传输电缆的这种导体单元13用于传输电流，其中，可以在加强件的外部使用圆形或压制的铝导体，并且这种导体单元可以形成为多层。
同时，布置在架空传输电缆的中心区域中的加强件11用于支撑传输电缆以及保持其电缆强度。这种中心加强件的结构可以是实心线(solidwire)的形式，或者是由多股实心线构成的绞合线的形式。
通常，架空传输电缆通过悬挂在以预定间隔安装的诸如多个钢塔或电杆的支撑物上而被安装在室外，但是由于这种环境性质，架空传输电缆的加强件的诸如抗拉强度的物理性质应当优异，并应具有高张紧和低垂度特性。
然而，架空传输电缆暴露于外部环境并在相当恶劣的条件下使用，例如，当电流传输通过电缆时，电缆自身的温度上升到90℃或更高。具体地说，通过传输高压电流所产生的热可以使支撑架空传输电缆的中心加强件膨胀，这会导致电缆下垂。
特别是，现有技术中使用的由钢线和钢丝构成的加强件的重量重，因此电缆的下垂现象增加得更严重，并且钢塔和电杆还会严重地经受极端压力，这会引起安全问题。
随着近来传输容量的增大，使这些问题更加严重。因此，考虑到电缆在高温下的下垂现象，应采取措施来安装更高的钢塔或电杆，以及缩小钢塔或电杆的安装间隔。
发明内容
技术问题
因此，设计本发明来解决现有技术的问题，因此本发明的目的是提供一种用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线、其制造方法及使用其的架空传输电缆，由于所述纤维强化塑料线具有诸如即使在高温下也能保持高抗拉强度和低热膨胀系数的优异机械性质以及其重量轻，因此所述纤维强化塑料线能够使电缆在高温下的下垂现象最小化。
技术方案
为了实现以上目的，本发明提供了一种用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线，该纤维强化塑料线包括：具有预定直径并且由热固性基质树脂构成的线；以及与纵向平行地分散在所述线内部的多根高强度纤维，其中利用耦联剂(coupling agent)对所述高强度纤维进行表面处理以提高与所述基质树脂的界面粘附力。
此外，本发明提供了一种架空传输电缆，该架空传输电缆具有中心加强件和包围该中心加强件的导体单元，其中所述中心加强件由前述根据本发明的纤维强化塑料线构成。
同时，可以通过以下方法来制造前述纤维强化塑料线，该方法包括以下步骤：(S1)利用包括耦联剂的溶液对多根高强度纤维进行表面处理；(S2)将多根经表面处理的高强度纤维浸入到热固性树脂组合物中；(S3)通过对浸入到所述热固性树脂组合物中的所述多根高强度纤维进行加热以使所述热固性树脂固化，来制备纤维强化塑料线；以及(S4)将得到的纤维强化塑料线缠绕起来。
附图说明
应理解，给出以下附图仅仅是为了说明优选实施方式，并不是想要限制本发明的范围，下面将参照这些附图来详细描述本发明的优选实施方式。在附图中：
图1是示出了常规架空传输电缆的立体图。
图2是示出了根据本发明的纤维强化塑料线的剖面图。
图3是示出了使用根据本发明的纤维强化塑料线的、实心线形式的加强件的立体图。
图4是示出了使用根据本发明的纤维强化塑料线的、绞合线形式的加强件的立体图。
具体实施方式
下文中，将参照附图来详细描述本发明的优选实施方式。
为了改善架空传输电缆的性质，本发明人已进行了许多尝试来开发一种包括高强度纤维和热固性基质树脂的纤维强化塑料线，来替代在现有技术中用作加强件的钢线或钢丝。
然而，仅由高强度纤维和热固性基质树脂构成的纤维强化塑料线具有以下问题：在制造该纤维强化塑料线时在其内部产生了气泡，此外这些纤维彼此结块。这种现象是纤维强化塑料线的强度劣化的主要因素。
因此，本发明人基于上述问题是由高强度纤维表面与聚合树脂之间的界面的接合力不足所导致这一事实，尝试进行了许多研究。结果，本发明人发现，通过对高强度纤维股(strand)进行表面处理，提高了与聚合树脂部分的界面粘附力，因此聚合物复合物(polymeric complex)的性质没有劣化。即，本发明人采用利用耦联剂进行了表面处理的纤维作为高强度纤维，解决了前述问题。
在本发明中，纤维强化塑料线包括重量轻且具有优异的机械性质的高强度纤维和热固性基质树脂，并且通过利用耦联剂对高强度纤维进行表面处理从而在高强度纤维与热固性聚合树脂之间的界面处具有增大的界面粘附力。因此，由于根据本发明的纤维强化塑料线即使在高温下也具有优异的抗拉强度以及诸如热膨胀系数低等的优异性质，因此可将其有效地用作架空传输电缆的加强件等。具体地说，根据本发明的纤维强化塑料线具有以下优点：由于该纤维强化塑料线可以由重量轻的材料制成从而与现有技术中使用的加强件相比其重量减小，因此在将其用作架空传输电缆中的加强件时，可以进一步使架空传输电缆的下垂现象最小化。
图2是示出了根据本发明的纤维强化塑料线的剖面图。
参照图2，根据本发明的纤维强化塑料线具有预定直径，并包括由热固性基质树脂制成的线21以及与纵向平行地分散在所述线的内部的多根高强度纤维23。即，多根高强度纤维23被浸入在热固性基质树脂中，这表示多个高强度纤维股分散在该热固性基质树脂中。这里，将纤维束布置成与纤维强化塑料线的纵向平行。
在本发明中，高强度纤维的抗拉强度至少为140kgf/mm2。这里使用的这种高强度纤维是(但不限于)选自于由以下纤维构成的组：碳纤维、玻璃纤维、芳纶(Kevlar)、聚丙烯酸脂纤维、超高分子量PE(聚乙烯)纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维和PBO(聚对苯撑苯并双噁唑)纤维等。
这种高强度纤维股的直径优选地为约3μm至10μm。如果其直径小于3μm，则存在不经济且难以制造高强度纤维股的问题，而如果其直径超过10μm，则难以获得期望强度的纤维股。
在根据本发明的纤维强化塑料线中，基于纤维强化塑料线的总重量，高强度纤维的含量按重量计优选地为50％至85％，并且按重量计特别优选地为70％至80％。这是因为，如果高强度纤维的含量按重量计少于50％，则纤维强化塑料线的强度劣化，而如果高强度纤维的含量按重量计超过85％，则纤维之间的结块增加，并且由于气泡和裂缝的产生而导致纤维强化塑料线的物理性质劣化且可用性降低。
此外，可以单独或混合地使用如上所述的高强度纤维。例如，可以混合使用碳纤维和玻璃纤维以获得具有优异的抗拉强度和优异的弯曲强度的高强度纤维。因此优选的是，基于所使用的高强度纤维的总重量，在90℃级电缆的情况下，玻璃纤维的含量按重量计为约60％至90％，在230℃级电缆的情况下，玻璃纤维的含量按重量计为约10％至40％。
在本发明中，耦联剂并无特别限制，只要其可以用于对高强度纤维进行表面处理即可。例如，耦联剂包括钛酸盐基耦联剂、硅烷基耦联剂、锆酸盐基耦联剂等，并且可以单独或组合地使用它们。
向利用这种耦联剂进行了表面处理的纤维的表面引入多种反应剂(reactor)，其中该反应剂与聚合树脂起反应从而去除对最终产品的性质造成不利影响的气泡和缺陷，并且还防止了纤维之间的结块，由此提高了高强度纤维与热固性聚合树脂之间的界面粘附力以及高强度纤维的分散性。
在本发明中，具有优异的性质(例如，耐热性、耐磨性等)的热固性基质树脂优选地(而非限制性地)选自于由诸如热固性树脂(例如环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、玻璃纤维分散型环氧树脂等)的固化材料组成的组，并且可以单独或组合地使用它们。
优选的是，这种纤维强化塑料线在90℃(普通架空传输电缆的工作温度)下的抗拉强度高于110kgf/mm2，弹性模量为5000kgf/mm2或更大，热膨胀系数为7×10-6m/m/℃或更小。
具有以上性质的本发明的纤维强化塑料线可以有效地用作架空传输电缆的中心加强件。例如，在包括中心加强件和包围该中心加强件的导体单元的架空传输电缆中，包括该纤维强化塑料线作为中心加强件。
此时，如图3和图4所示地构造中心加强件。参照图3和图4，可以使用本发明的纤维强化塑料线将中心加强件制造成实心线30或绞合线40的结构。在图3和图4中，相同的标号表示相同的组成部分。
在本发明的架空传输电缆中，可以使用在架空传输电缆中通常使用的材料(例如，圆形或压制的铝导体等)作为导体单元，并且这种导体单元可以形成为多层。
本发明的架空传输电缆由于加强件的优异性质从而即使在高温下也具有极好的性质，诸如抗拉强度和低垂度。另外，由于与使用常规钢线和钢丝作为加强件的ACSR电缆相比，该架空传输电缆的重量显著地轻，因此可以使架空传输电缆的下垂现象最小化。因此，本发明的架空传输电缆具有以下优点：如果使用这种架空传输电缆，则即使其传输容量增大，也不必安装更多钢塔或电杆。
同时，根据本发明的前述纤维强化塑料线可以使用以下方法来制造。
首先，利用耦联剂对高强度纤维进行表面处理。此时，高强度纤维是通过以下湿处理进行表面处理的。
首先，通过在诸如乙醇的合适溶剂(例如，异丙醇等)中溶解耦联剂，以液相形式制备耦联剂溶液。此时，耦联剂溶液的浓度按重量计优选地为约0.1％至1％，并且为了使耦合效率最优化，耦联剂溶液的浓度按重量计更优选地为约0.1％至0.5％。将高强度纤维股浸入到该溶液中以被该溶液完全浸润，并且例如使用机械搅拌器对其进行揉捏(knead)，直到该纤维的表面处理完成为止。这里，处理溶液的温度优选地保持在约70℃至80℃。此时，可以使用的高强度纤维和耦联剂与先前所描述的相同。
通过去除溶剂对利用耦联剂进行了表面处理的纤维进行干燥。在该情况下，在真空电炉中例如以80℃或更高温度将纤维彻底干燥。优选的是，按使纤维不能与湿气直接接触的方式来贮存经干燥的纤维。
接下来，将多根经表面处理的高强度纤维股浸入到未固化的热固性树脂组合物中。在该阶段，多根经表面处理的高强度纤维股被布置成与纵向平行，并被浸入到热固性树脂组合物中。
此时，可以使用的热固性树脂组合物优选地包括基础树脂、固化剂、固化加速剂、填充剂、脱模剂等。并且，热固性树脂组合物的混合比优选地是：100重量份的基础树脂、30至150重量份的固化剂、0.2至3重量份的固化加速剂、0.2至20重量份的填充剂以及0.2至0.5重量份的脱模剂，但是并不限于此。此外，除如上所述的添加剂之外还可以使用常用的树脂添加剂。
前述基础树脂优选地(但非限制性地)选自于由诸如环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、玻璃纤维分散型环氧树脂等的热固性树脂组成的组，并且可以单独或组合地使用它们。脂环族(Cycloaliphatics)、酚醛树脂(Novolaks)、缩水甘油胺(glycidylamines)等也可以用作环氧树脂。
此外，所述固化剂包括胺、酸酐、咪唑等，并且可以根据期望性质和处理条件来进行适当的选择，但并不特别局限于此。固化加速剂用于激发热固性树脂中的交联反应，而其种类无特别限制。填充剂用于改进树脂的机械性质和高张力线的外观，而脱模剂用于提高处理稳定性，并且还用于通过在成型处理期间使固化的树脂合成物与染料之间的摩擦最小地传递热固性树脂组合物来改善线的外观，并且其种类无特别限制。
随后，通过对浸入到热固性树脂组合物中的高强度纤维进行加热，使存在于纤维之间以及纤维周围的热固性树脂固化，从而形成其中高强度纤维浸入到热固性基质树脂中的纤维强化塑料线。
优选的是，可将使热固性树脂组合物固化的处理分成几个步骤。例如，热固化步骤从作为第一固化步骤的预加热处理开始，接着组合物在更高的温度下完全固化。此时，优选的是，在热固化步骤的开始处使用超声波，因此，可以使高强度纤维股在聚合树脂中的结块最小化。
随后，在经过冷却器之后完成热固性树脂的固化步骤。结果，制造出根据本发明的纤维强化塑料线。
最后，由于得到的纤维强化塑料线是线，因此使用适当的装置将其拿起。如有必要，可以在加热炉中对纤维强化塑料线进行后固化。
本发明的实施方式
为了更好地理解本发明，在下文中将参照附图来详细描述本发明的优选实施方式。然而，这里进行的描述仅是出于说明的目的的优选实施例，而并是想要限制本发明的范围，因此应理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对其做出其他等同物和变型。下面将充分描述本发明的优选实施方式，使其对本领域技术人员变得清楚。
实施方式1
首先，将钛酸盐耦联剂溶解在异丙醇中，以制备包括按重量计为0.5％的钛酸盐耦联剂的溶液。将直径为10μm的玻璃纤维浸入该溶液中，该溶液的温度保持在70℃至80℃。在该玻璃纤维充分浸渍1小时之后，将其放入保持在100℃下的真空电炉中，接着去除溶剂异丙醇，以获得经表面处理的玻璃纤维，按不能与湿气相接触的方式贮存该玻璃纤维。同时，在浴器(bath)中制备热固性树脂组合物，该组合物包括：100重量份的耐热环氧树脂、100重量份的酸酐基固化剂、1重量份的固化加速剂、2重量份的填充剂以及0.5重量份的脱模剂。将先前制备的玻璃纤维在保持其拉力恒定的同时安装到线轴(bobbin)中，在干燥炉中在70℃至80℃下进行干燥，然后将其浸入到包括得到的热固性树脂组合物的浴器中。为了使浸入到所述热固性树脂组合物中的玻璃纤维固化，通过将该玻璃纤维引入到直线卷绕模具(traverse-winding die)中并在180℃下进行加热来执行第一固化步骤。此时，施加超声波以防止浸入的玻璃纤维结块并使得聚合树脂可以均匀地浸入在纤维之间。接着，在保持在220℃下的固化单元中执行使聚合树脂固化的第二固化步骤。最后，对聚合树脂进行冷却，从而获得具有按重量计为80％的高强度纤维并且直径为3mm的纤维强化塑料线。
对比示例1
在浴器中制备热固性树脂组合物，该组合物包括：100重量份的不饱和聚酯树脂、2重量份的固化剂、1重量份的固化加速剂、6重量份的填充剂以及1重量份的脱模剂。将未经表面处理的玻璃纤维在保持其拉力恒定的同时安装到线轴，在干燥炉中在70℃至80℃下进行干燥，然后将其浸入到所述浴器中。为了使浸入到所述热固性树脂组合物中的玻璃纤维固化，通过将该玻璃纤维引入到来回卷绕模具中并在175℃进行加热来执行第一固化步骤。此时，施加超声波以防止浸入的玻璃纤维结块并使得聚合树脂可以均匀地浸入在纤维之间。然后，在保持在195℃下的固化单元中执行使聚合树脂固化的第二固化步骤。然后，对聚合树脂进行冷却，从而获得具有按重量计为80％的高强度纤维并且直径为3mm的纤维强化塑料线。
对比示例2
除了使用环氧树脂来替代不饱和聚酯树脂之外，按与对比示例1相同的方式制造出纤维强化塑料线，该纤维强化塑料线具有按重量计为80％的高强度纤维并且直径为3mm。
对实施方式1以及对比示例1和2中制备的纤维强化塑料线的抗拉强度进行了测量。通过利用ASTM D3916的标准化方法来对它们的抗拉强度进行测量。如下，在表1至表3中列出了结果。
表1
Figure GDA0000092281690000091
表2
Figure GDA0000092281690000092
表3
Figure GDA0000092281690000093
表1表示在不同周围温度下的抗拉强度的测量结果，表2表示在各温度下的抗拉强度相对于如表1中所列出的在环境温度(25℃)下的抗拉强度的残留抗拉强度(％)。此外，表3表示如表1中所列出的在环境温度下的抗拉强度相对于根据实施方式1的纤维强化塑料线的抗拉强度的相对抗拉强度。
参照表1至表3，揭示出：与对比示例1和2中制备的纤维强化塑料线相比，使用经表面处理的玻璃纤维的根据实施方式1的纤维强化塑料线在各温度下都具有优异的抗拉强度。此外，可以看出：当与对比示例1和2中制备的纤维强化塑料线相比时，实施方式1中制备的纤维强化塑料线在高温下也具有优异的残留抗拉强度，特别地甚至在90℃或更高温度(架空传输电缆的实际工作温度)下也具有极好的抗拉强度。
接下来，将对比示例1和2以及实施方式1中制备的纤维强化塑料线在特定温度下老化1000小时，然后测量它们的抗拉强度。如下，在表4至表7中列出了结果。利用根据ASTM D3916的标准化方法，对所述抗拉强度进行测量。
表4
表5
表6
Figure GDA0000092281690000103
表7
Figure GDA0000092281690000104
表4表示在特定温度下老化1000小时后的纤维强化塑料线的抗拉强度的测量值，表5表示在高温下的抗拉强度相对于如表4中所列出的在环境温度下的抗拉强度的残留抗拉强度(％)。
参照表4和表5，揭示出：与对比示例1和2中制备的纤维强化塑料线相比，实施方式1中制备的纤维强化塑料线即使在老化后也在不同温度下具有优异的抗拉强度。特别的是可以看出：实施方式1中制备的纤维强化塑料线即使在90℃或更高温度(架空传输电缆的实际工作温度)下也具有优异的残留抗拉强度。
表6和表7分别表示在90℃和135℃下的抗拉强度相对于根据实施方式1的纤维强化塑料线的抗拉强度的相对抗拉强度(％)。参照表6和表7，揭示出：与对比示例1和2的纤维强化塑料线相比，实施方式1中制备的纤维强化塑料线即使在高温下也具有优异的抗拉强度。特别的是可以看出：实施方式1中制备的纤维强化塑料线在较高温度下具有更优异的抗拉强度。
如上所述，应理解：由于在本发明的纤维强化塑料线中使用了经表面处理的高强度纤维，因此尽管长时间老化，该纤维强化塑料线仍保持足够的抗拉强度。
实施方式3
按与如上所述的实施方式1相同的方式制备纤维强化塑料线，并将得到的纤维强化塑料线用作中心加强件来制备架空传输电缆。将铝用作导体单元，并用7股线来制造该加强件。
实施方式4
除了使用碳纤维来替代如上所述的实施方式3中的玻璃纤维之外，把按与如上所述的实施方式1相同的方式制备的纤维强化塑料线用作中心加强件，然后按与如上所述的实施方式3相同的方式制造架空传输电缆。
针对常规ACSR和在实施方式3和4中制备的架空传输电缆，对热膨胀系数和重量进行测量和比较。如下，在表8中列出了结果。
表8
Figure GDA0000092281690000111
在表8中，导体单元和加强件的结构的值表示[每根绞合线中使用的实心线的数量]/[实心线的直径：mm]。
参照表8，揭示出：在实施方式3和4的使用本发明的纤维强化塑料线作为加强件的架空传输电缆的情况下，与使用常规钢加强件的ACSR电缆相比，其重量可以减小约20％。并且发现，与常规ACSR相比，该加强件的热膨胀系数显著减小。因此，揭示出：使用聚合物复合物作为加强件的根据本发明的架空传输电缆的热膨胀系数低并且重量轻。
工业实用性
如上所述，由于利用耦联剂对根据本发明的纤维强化塑料线的高强度纤维进行了表面处理从而提高了基质树脂与高强度纤维之间的界面粘附力，因此该纤维强化塑料线即使在高温下也具有高抗拉强度。另外，本发明的纤维强化塑料线由于保持了低热膨胀系数等而具有优异的耐热性，并且其重量轻。因此，与常规架空传输电缆相比，以该纤维强化塑料线作为加强件的架空传输电缆具有以下优点：可以使由温度升高所引起的下垂现象最小化。

Claims (14)

1.一种用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线，该纤维强化塑料线包括：
具有预定直径并由热固性基质树脂构成的线；以及
纵向平行地分散在所述线内部的多根高强度纤维股，各所述高强度纤维股具有140kgf/mm2或更高的抗拉强度，
其中，利用耦联剂对所述高强度纤维股进行表面处理，以提高与所述基质树脂的界面粘附力；以及
其中，所述高强度纤维股的含量按重量计为所述纤维强化塑料线的总重量的50％至85％。
2.根据权利要求1所述的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线，
其中，所述高强度纤维股是选自于由以下纤维构成的组中的至少一种：碳纤维、玻璃纤维、芳纶、聚丙烯酸脂纤维、超高分子量聚乙烯纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维和聚亚苯基苯并二恶唑纤维。
3.根据权利要求1所述的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线，
其中，所述热固性基质树脂是选自于由以下树脂构成的组中的至少一种：环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂和玻璃纤维分散型环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线，
其中，所述耦联剂包括选自于由以下耦联剂构成的组中的至少一种：钛酸盐基耦联剂、硅烷基耦联剂和锆酸盐基耦联剂。
5.根据权利要求1所述的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线，
其中，所述纤维强化塑料线在90℃下具有至少110kgf/mm2的抗拉强度和至少5000kgf/mm2的弹性模量。
6.根据权利要求1所述的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线，其中，各所述高强度纤维股的直径为3μm至10μm。
7.一种架空传输电缆，该架空传输电缆包括中心加强件和包围所述中心加强件的导体单元，
其中，所述中心加强件由在权利要求1至6的任一项中限定的所述纤维强化塑料线制成。
8.根据权利要求7所述的架空传输电缆，
其中，所述中心加强件是实心线或绞合线的形式。
9.一种用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线的制造方法，该方法包括以下步骤：
(S1)利用包括耦联剂的溶液对多根高强度纤维股进行表面处理；
(S2)将多根经表面处理的所述高强度纤维股浸入到热固性树脂组合物中；
(S3)通过对浸入到所述热固性树脂组合物中的所述多根高强度纤维股进行加热以使所述热固性树脂固化，来制备纤维强化塑料线；以及
(S4)将得到的纤维强化塑料线缠绕起来，
其中，各所述高强度纤维股具有140kgf/mm2或更高的抗拉强度，所述高强度纤维股的含量按重量计为所述纤维强化塑料线的总重量的50％至85％。
10.根据权利要求9所述的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线的制造方法，
其中，所述高强度纤维股是选自于由以下纤维构成的组中的至少一种：碳纤维、玻璃纤维、芳纶、聚丙烯酸脂纤维、超高分子量聚乙烯纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维和聚亚苯基苯并二恶唑纤维。
11.根据权利要求9所述的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线的制造方法，
其中，所述热固性树脂组合物包括：100重量份的基础树脂、30至150重量份的固化剂、0.2至3重量份的固化加速剂、0.2至20重量份的填充剂以及0.2至0.5重量份的脱模剂。
12.根据权利要求11所述的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线的制造方法，
其中，所述热固性树脂组合物中的基础树脂是选自于由以下树脂构成的组中的至少一种：环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂和玻璃纤维分散型环氧树脂。
13.根据权利要求9所述的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线的制造方法，
其中，所述耦联剂是选自于由以下耦联剂构成的组中的至少一种：钛酸盐基耦联剂、硅烷基耦联剂和锆酸盐基耦联剂。
14.根据权利要求9所述的用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线的制造方法，其中，所述高强度纤维股的直径为3μm至10μm。
CN2005800474030A 2005-01-29 2005-07-01 用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线、其制造方法及使用其的架空传输电缆 Active CN101111905B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050008358 2005-01-29
KR10-2005-0008358 2005-01-29
KR1020050008358A KR100594658B1 (ko) 2005-01-29 2005-01-29 가공 송전선의 인장선용 섬유강화 플라스틱 선재, 그제조방법 및 이를 이용한 가공 송전선
PCT/KR2005/002100 WO2006080608A1 (en) 2005-01-29 2005-07-01 Fiber reinforced plastic wire for strength member of overhead transmission cable, method for manufacturing the same, and overhead transmission cable using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101111905A CN101111905A (zh) 2008-01-23
CN101111905B true CN101111905B (zh) 2012-03-21

Family

ID=36740609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005800474030A Active CN101111905B (zh) 2005-01-29 2005-07-01 用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线、其制造方法及使用其的架空传输电缆

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7619167B2 (zh)
KR (1) KR100594658B1 (zh)
CN (1) CN101111905B (zh)
CA (1) CA2595543C (zh)
WO (1) WO2006080608A1 (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA200308847B (en) * 2002-12-04 2005-01-26 Inventio Ag Reinforced synthetic cable for lifts
US8203074B2 (en) * 2006-10-25 2012-06-19 Advanced Technology Holdings Ltd. Messenger supported overhead cable for electrical transmission
KR100817982B1 (ko) * 2007-02-12 2008-03-31 엘에스전선 주식회사 가공 송전선 인장선용 고분자 복합 선재 및 그 제조방법
ITMI20071106A1 (it) * 2007-05-31 2008-12-01 Tratos Cavi S P A Corda per linee elettriche
GB2458001B (en) 2008-01-18 2010-12-08 Kone Corp An elevator hoist rope, an elevator and method
CN101436446B (zh) * 2008-08-29 2011-01-19 上海熊猫线缆股份有限公司 薄壁高强度多芯电缆
JP2010118574A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Denso Corp リアクトル、及びその製造方法
CN101673599B (zh) * 2009-08-25 2011-02-02 浙江顺天复合材料有限公司 一种用于电缆的带光栅光纤的复合型材及其制备方法
KR101157330B1 (ko) 2009-12-30 2012-06-18 주식회사 효성 가공송전선용 섬유 강화 플라스틱 중심 인장선의 제조방법
CN102733214B (zh) * 2011-04-08 2016-01-20 上海斯瑞科技有限公司 光缆用一体式高柔韧性加强芯及其制备方法
US9499673B2 (en) * 2013-07-28 2016-11-22 Anf Technology Limited Method and apparatus for producing a nanocomposite material reinforced by unidirectionally oriented pre-dispersed alumina nanofibers
WO2016033226A1 (en) 2014-08-26 2016-03-03 Curt G. Joa, Inc. Apparatus and methods for securing elastic to a carrier web
USD815047S1 (en) 2014-09-25 2018-04-10 Conway Electric, LLC Overbraided electrical cord with X pattern
KR101785890B1 (ko) * 2016-08-29 2017-10-17 엘에스전선 주식회사 가공송전선용 중심인장선 및 이를 포함하는 가공송전선
WO2018054418A1 (de) * 2016-09-26 2018-03-29 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Seil zur abspannung des turms einer windenergieanlage
KR102461640B1 (ko) * 2017-02-14 2022-10-31 엘에스전선 주식회사 가공송전선용 중심인장선 및 이를 포함하는 가공송전선
TWI694651B (zh) * 2017-09-29 2020-05-21 南韓商Ls電線有限公司 用於高架電纜的中心張力構件、包含中心張力構件的高架電纜、包含高架電纜的高架輸電系統，以及構建高架輸電系統的方法
KR102449183B1 (ko) * 2017-09-29 2022-09-28 엘에스전선 주식회사 가공송전선용 중심인장선 및 이를 포함하는 가공송전선
KR102449116B1 (ko) * 2017-09-29 2022-09-28 엘에스전선 주식회사 가공송전선을 포함하는 가공송전시스템 및 이의 시공방법
US11584619B2 (en) 2018-01-15 2023-02-21 Otis Elevator Company Reinforced jacket for belt
JP2021511165A (ja) 2018-01-29 2021-05-06 カート ジー．ジョア、インコーポレイテッド 吸収性衛生製品用の弾性複合材構造体を製造する装置および方法
US20190299553A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Thyssenkrupp Elevator Ag "Apparatus and Method for Making Composite Elevator Belt"
JP2020009620A (ja) * 2018-07-06 2020-01-16 東京製綱株式会社 電線用耐熱コア
US11925538B2 (en) 2019-01-07 2024-03-12 Curt G. Joa, Inc. Apparatus and method of manufacturing an elastic composite structure for an absorbent sanitary product
US11173072B2 (en) 2019-09-05 2021-11-16 Curt G. Joa, Inc. Curved elastic with entrapment

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155788A (en) * 1990-08-29 1992-10-13 American Telephone & Telegraph Company Optical fiber disposed in and decoupled from a reinforcing member
CN1058026C (zh) * 1993-12-28 2000-11-01 川崎制铁株式会社 玻璃纤维含量高的增强聚丙烯树脂及其成形品
CN1329580A (zh) * 1998-10-13 2002-01-02 Ppg工业俄亥俄公司 浸渍玻璃纤维束以及包括它的产品

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3674581A (en) * 1969-04-01 1972-07-04 Celanese Corp Production of fiber reinforced composites
KR100413331B1 (ko) * 2001-11-08 2004-01-03 엘지전선 주식회사 광섬유 복합 가공지선
TWI354002B (en) * 2003-12-24 2011-12-11 Sumitomo Chemical Co Epoxy compounds and cured epoxy resin obtained by
US7093416B2 (en) * 2004-06-17 2006-08-22 3M Innovative Properties Company Cable and method of making the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155788A (en) * 1990-08-29 1992-10-13 American Telephone & Telegraph Company Optical fiber disposed in and decoupled from a reinforcing member
CN1058026C (zh) * 1993-12-28 2000-11-01 川崎制铁株式会社 玻璃纤维含量高的增强聚丙烯树脂及其成形品
CN1329580A (zh) * 1998-10-13 2002-01-02 Ppg工业俄亥俄公司 浸渍玻璃纤维束以及包括它的产品

Also Published As

Publication number Publication date
CN101111905A (zh) 2008-01-23
WO2006080608A9 (en) 2007-10-11
CA2595543A1 (en) 2006-08-03
KR100594658B1 (ko) 2006-06-30
US7619167B2 (en) 2009-11-17
US20080164051A1 (en) 2008-07-10
CA2595543C (en) 2012-07-10
WO2006080608A1 (en) 2006-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101111905B (zh) 用于架空传输电缆的加强件的纤维强化塑料线、其制造方法及使用其的架空传输电缆
KR100817982B1 (ko) 가공 송전선 인장선용 고분자 복합 선재 및 그 제조방법
RU2602881C2 (ru) Композиции отверждаемых эпоксидных смол и композиты, полученные из них
CA2575625C (en) An electricity transport conductor for overhead lines
US7179522B2 (en) Aluminum conductor composite core reinforced cable and method of manufacture
US20070128435A1 (en) Aluminum conductor composite core reinforced cable and method of manufacture
KR20100014418A (ko) 전기 컨덕터 및 전기 컨덕터용 코어
EA007945B1 (ru) Кабель с алюминиевым проводником, армированный композитным сердечником, и способ его производства
WO2019151174A1 (ja) 繊維強化成形品およびその製造方法
KR102021318B1 (ko) 전력 전송 및 분배를 위한 절연 복합체
KR101157330B1 (ko) 가공송전선용 섬유 강화 플라스틱 중심 인장선의 제조방법
CN108962423B (zh) 用于电缆的碳纤维复合芯及其制造方法
CN102504523B (zh) 一种高韧性聚氨酯复合绝缘子芯棒及其制备方法
JPH05148780A (ja) 繊維強化複合材料からなるロープの製造方法
KR100875774B1 (ko) 가공 송전선의 인장선용 섬유 강화 고분자 복합체 제조용조성물 및 이를 이용하여 가공 송전선의 인장선용 섬유강화 고분자 복합체 제조 방법
CN110343367B (zh) 一种架空导线用高韧性碳纤维复合芯
CN106782850A (zh) 一种架空导线用碳纤维复合材料芯棒及其加工方法
KR20210114348A (ko) 가공송전선용 중심인장선 및 이를 포함하는 가공송전선
KR20110078089A (ko) 가공송전선의 중심 인장선용 섬유강화 플라스틱 제조용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 가공송전선
CN104900320A (zh) 一种智慧能源用超柔性绞合型碳纤维复合芯及其制作方法
WO2008097010A1 (en) Composition and method for manufacturing high molecular composite reinforced fiber strength member of overhead electric cable
KR100899727B1 (ko) 가공 송전선의 인장선용 섬유 강화 고분자 복합체 제조용조성물 및 이를 이용하여 가공 송전선의 인장선용 섬유강화 고분자 복합체 제조 방법
WO2021182820A1 (ko) 가공송전선용 중심인장선 및 이를 포함하는 가공송전선
JP2001328189A (ja) 繊維強化合成樹脂製線状物
CN117116538A (zh) 一种竖井用抗拉控制电缆

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant