CN102097187B - 一种防覆冰钢芯铝绞线的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种防覆冰钢芯铝绞线的制备方法，属于电力工业领域。本发明以钢芯铝绞线为基体，通过表面预处理、预热、静电喷涂防覆冰涂料、加热塑化和自然冷却等工序得到防覆冰钢芯铝绞线，通过调整预热温度、静电喷涂电压和气压控制防覆冰涂层总厚度。表面预处理溶液组成和工艺参数：植酸30-50g/L，氧化锌5-9g/L，8-羟基喹啉0.1-0.3g/L，室温，浸渍1-3min；预热工艺参数：温度330-350℃，时间3-5分；防覆冰涂料分为底层涂料和面层涂料，底层涂料由聚苯硫醚、氟树脂和无机填料组成，面层采用纯氟树脂；塑化工艺参数：温度280-320℃，时间5-10min；冷却至室温即得到防覆冰钢芯铝绞线，涂层总厚度为40-60um。本发明工艺简单、操作方便和效率高，特别适于新钢芯铝绞线的连续化生产，防覆冰效果好。
Description
技术领域
本发明属于电力工业领域，特别是涉及一种防覆冰钢芯铝绞线的制备方法。
背景技术
高压电线大多数采用钢芯铝绞线，将钢芯的抗拉强度和铝的导电性能结合为一体，裸露的铝导线容易发生氧化反应在表面生成一层氧化膜，在沿海地区和酸雨频发地区非常容易发生腐蚀形成一层铝的盐膜，这些氧化膜和盐膜非常容易吸附灰尘和吸附水分，严重影响导线的性能，而且这种影响随着服役时间延长而明显加重。在-5-0℃的低温下，钢芯铝绞线吸附水分非常容易凝结成覆冰，覆冰将增加导线和塌架的负荷，覆冰超过一定厚度将会导致断线和塌架坍塌等灾害事故，2008年发生在湖南和贵州等地的冻雨灾害就是很好例证。近年来，冻雨灾害频发，已经成为影响我国南方供电网络安全的主要因素之一，防止覆冰和有效清除冰凌已经成为供电系统的难点和焦点之一。通过提高塌架和导线的设计强度以及采用机械除冰和热熔冰都可以减少覆冰灾害，但是这将导致投入增大。通过提高钢芯铝导线本身的防覆冰性能是行之有效的方法，可以从根本上减轻或避免覆冰灾害。申请号为200820133543.0的中国专利公开了一种防冰雪钢芯铝绞线，该专利通过在原来钢芯铝导线包覆一层铝以提高防冰雪性能，该专利的不足之处是无法从根本上解决冻雨引起的结冰现象；申请号为200910086997.6的中国专利公开了一种抑制输电裸导线表面覆冰的方法，在导线表面制备一层憎水氟硅烷涂层，该专利的不足之处是制备时间长，如表面修饰工序12小时，加热工序2小时，无法满足钢芯铝绞线的工业化连续生产。
发明内容
本发明针对现有防覆冰钢芯铝绞线制备技术的不足，提供一种工艺简单、操作方便和效率高的防覆冰钢芯铝绞线的制备方法。
本发明是通过以下方式实施的：
一种防覆冰钢芯铝绞线的制备方法，以钢芯铝绞线为基体，通过表面预处理、预热、静电喷涂防覆冰涂料、加热塑化和自然冷却等工序得到防覆冰钢芯铝绞线，通过调整预热温度、静电喷涂电压和气压控制防覆冰涂层总厚度。表面预处理溶液组成和工艺参数：植酸30-50g/L，氧化锌5-9g/L，8-羟基喹啉0.1-0.3g/L，室温，浸渍1-3min；预热工艺参数：温度330-350℃，时间3-5分；底层涂料组成和静电喷涂工艺参数：底层涂料由聚苯硫醚、氟树脂和无机填料组成，氟树脂为聚全氟乙丙烯、聚四氟乙烯和可熔性聚四氟乙烯中的一种，无机填料为二氧化钛、三氧化二铬和石墨中的一种，各组分质量百分比为：聚苯硫醚树脂30-40％，氟树脂50-60％，无机填料5-10％，喷涂电压为40-70kV，喷涂压力0.1-0.3MPa，涂层厚度为15-20um；面层涂料组成和静电喷涂工艺参数：面层采用纯氟树脂，氟树脂为聚全氟乙丙烯、聚四氟乙烯和可熔性聚四氟乙烯中的一种，喷涂电压为40-70kV，喷涂压力0.2-0.6MPa，涂层厚度为25-40um；塑化工艺参数：温度280-320℃，时间5-10Min；自然冷却至室温即得到防覆冰钢芯铝绞线，防覆冰涂层总厚度为40-60um。防覆冰模拟实验：调整覆冰室温度为-5～0℃，控制水温为0～1.0℃，将钢芯铝绞线和防覆冰钢芯铝绞线同时置入覆冰室，将水连续喷淋到导线上，通过视窗观察发生覆冰时间和覆冰结构，从而判断防覆冰效果；防覆冰钢芯铝绞线的制备工艺流程为：钢芯铝绞线→表面预处理→预热→静电喷涂底层涂料→静电喷涂面层涂料→加热塑化→冷却→防覆冰钢芯铝绞线。
本发明防覆冰钢芯铝绞线的优点在于：
采用含植酸及其盐的溶液对钢芯铝绞线进行表面预处理在其表面上形成一层植酸盐化学转化膜，有利于提高涂层的结合强度；防覆冰涂层采用复合涂层技术，将氟树脂和聚苯硫醚树脂和氟树脂有机地结合为一体，既满足了防覆冰要求，又克服了氟树脂涂层与钢芯铝绞线结合强度低的缺点；采用对钢芯铝绞线预热后再静电喷涂工艺提高涂层均匀性和喷涂效率；防覆冰效果明显，同时具有防腐蚀和防污性能；本发明工艺简单、操作方便和效率高，特别适合于新钢芯铝绞线的连续化生产。
具体实施方式
下面给出本发明的三个最佳实施例：
实施例1
表面预处理溶液组成和工艺参数：植酸30g/L，氧化锌5g/L，8-羟基喹啉0.1g/L，室温，浸渍3min；预热工艺参数：温度330℃，时间5分；底层涂料中各组分质量百分比和静电喷涂工艺参数：聚苯硫醚树脂40％，聚四氟乙烯52％，二氧化钛8％，喷涂电压为40kV，喷涂压力0.3MPa，涂层厚度为15um；面层涂料组成和静电喷涂工艺参数：面层采用纯聚四氟乙烯，喷涂电压为40kV，喷涂压力0.6MPa，涂层厚度为35um；塑化工艺参数：温度330℃，时间10Min；冷却至室温即得到防覆冰钢芯铝绞线，防覆冰涂层总厚度为50um。防覆冰模拟实验条件和现象：覆冰室温度为-5℃，水温为1.0℃；未经过防覆冰处理的钢芯铝导线1h出现覆冰，3h形成连续覆冰，覆冰厚度随喷淋时间延长而明显增加，24h覆冰厚度超过20mm；该防覆冰钢芯铝绞线24h导线下部出现点状覆冰，48h导线上部出现点状覆冰和底面出现不连续冰凌，超过48h不连续冰凌出现剥落现象。防覆冰钢芯铝绞线制备工艺流程为：钢芯铝绞线→表面预处理→预热→静电喷涂底层涂料→静电喷涂面层→加热塑化→冷却→防覆冰钢芯铝绞线。
实施例2
表面预处理溶液组成和工艺参数：植酸50g/L，氧化锌9g/L，8-羟基喹啉0.3g/L，室温，浸渍1min；预热工艺参数：温度350℃，时间3分；底层涂料中各组分质量百分比和静电喷涂工艺参数：聚苯硫醚树脂30％，聚全氟乙丙烯60％，三氧化二铬10％，喷涂电压为50kV，喷涂压力0.2MPa，涂层厚度为20um；面层涂料组成和静电喷涂工艺参数：面层采用纯聚全氟乙丙烯，喷涂电压为70kV，喷涂压力0.4MPa，涂层厚度为25um；塑化工艺参数：温度280℃，时间10Min；冷却至室温即得到防覆冰钢芯铝绞线，防覆冰涂层总厚度为45um。防覆冰模拟实验条件和现象：覆冰室温度为-2℃，水温为0℃；未经过防覆冰处理的钢芯铝导线12h出现覆冰，24h形成连续覆冰，覆冰厚度随喷淋时间延长而明显增加，48h覆冰厚度超过10mm；该防覆冰钢芯铝绞线24h无覆冰，48h导线下部出现点状覆冰，72h下部出现不连续冰凌，冰凌剥落现象明显。防覆冰钢芯铝绞线制备工艺流程同实施例1。
实施例3
表面预处理溶液组成和工艺参数：植酸40g/L，氧化锌79g/L，8-羟基喹啉0.2g/L，室温，浸渍2min；预热工艺参数：温度340℃，时间4分；底层涂料中各组分质量百分比和静电喷涂工艺参数：聚苯硫醚树脂37％，可熔性聚四氟乙烯58％，石墨5％，喷涂电压为70kV，喷涂压力0.1MPa，涂层厚度为16um；面层涂料组成和静电喷涂工艺参数：面层采用纯氟树脂，氟树脂为聚全氟乙丙烯、聚四氟乙烯和可熔性聚四氟乙烯中的一种，喷涂电压为40-70kV，喷涂压力0.6MPa，涂层厚度为36um；塑化工艺参数：温度300℃，时间8Min；冷却至室温即得到防覆冰钢芯铝绞线，防覆冰涂层总厚度为52um。防覆冰模拟实验条件和现象：覆冰室温度为-3℃，水温为0.5℃；未经过防覆冰处理的钢芯铝导线5h出现覆冰，18h形成连续覆冰，覆冰厚度随喷淋时间延长而明显增加，48h覆冰厚度超过15mm；该防覆冰钢芯铝绞线24h无覆冰，48h导线下部出现点状覆冰，72h下部出现不连续冰凌，有冰凌剥落现象。防覆冰钢芯铝绞线制备工艺流程同实施例1。
Claims (2)
1.一种防覆冰钢芯铝绞线的制备方法，以钢芯铝绞线为基体，其特征是通过表面预处理、预热、静电喷涂防覆冰涂料、加热塑化和冷却工序得到防覆冰钢芯铝绞线，通过调整预热温度、静电喷涂电压和气压控制防覆冰涂层总厚度；表面预处理溶液组成和工艺参数：植酸30-50g/L，氧化锌5-9g/L，8-羟基喹啉0.1-0.3g/L，室温，浸渍1-3min；预热工艺参数：温度330-350℃，时间3-5分；防覆冰涂料分为底层涂料和面层涂料；底层涂料组成和静电喷涂工艺参数：底层涂料由聚苯硫醚、氟树脂和无机填料组成，各组分质量百分比为：聚苯硫醚树脂30-40％，氟树脂50-60％，无机填料5-10％，喷涂电压为40-70kV，喷涂气压为0.1-0.3MPa，涂层厚度为15-20um；面层涂料组成和静电喷涂工艺参数：面层采用氟纯树脂，喷涂电压为40-70kV，喷涂压力0.2-0.6MPa，涂层厚度为25-40um；塑化工艺参数：温度280-320℃，时间5-10Min；冷却至室温即得到防覆冰钢芯铝绞线，涂层总厚度为40-60um。
2.根据权利要求1所述的一种防覆冰钢芯铝绞线的制备方法，其特征是，氟树脂为聚全氟乙丙烯、聚四氟乙烯和可熔性聚四氟乙烯中的一种，无机填料为二氧化钛、三氧化二铬和石墨中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| 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 | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Free format text: FORMER OWNER: SHANDONG UNIVERSITY Effective date: 20141126 Owner name: SHANDONG UNIVERSITY STATE GRID SHANDONG ELECTRIC P Effective date: 20141126 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xu Zijun Inventor after: Zhang Zhenli Inventor after: Xu Tianxi Inventor after: Niu Bingzhen Inventor before: Guan Congsheng Inventor before: Jin Liyong |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 250061 JINAN, SHANDONG PROVINCE TO: 100031 XICHENG, BEIJING Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: GUAN CONGSHENG JIN LIYONG TO: XU ZIJUN ZHANG ZHENLI XU TIANXI NIU BINGZHEN |
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Effective date of registration: 20141126 Address after: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing Patentee after: State Grid Corporation of China Patentee after: Shandong University Patentee after: Zibo Power Supply Company of State Grid Shandong Province Electric Power Company Address before: 250061 Ji'nan Province, Lixia District, Shandong by Road No. ten, No. 17923 Patentee before: Shandong University |
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| CI01 | Correction of invention patent gazette |
Correction item: Inventor Correct: Guan Congsheng|Jin Liyong|Xu Zijun|Zhang Zhenli|Xu Tianxi|Niu Bingzhen False: Xu Zijun|Zhang Zhenli|Xu Tianxi|Niu Bingzhen Number: 24 Volume: 27 |
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: XU ZIJUN; ZHANG ZHENLI, XU TIANXI, NIU BINGZHEN TO: GUAN CONGSHENG; JIN LIYONG; XU ZIJUN; ZHANG ZHENLI; XU TIANXI; NIU BINGZHEN |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120222 Termination date: 20210221 |