CN102903416A - 一种碳纤维复合导线芯及其制备方法 - Google Patents
一种碳纤维复合导线芯及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102903416A CN102903416A CN2012103554414A CN201210355441A CN102903416A CN 102903416 A CN102903416 A CN 102903416A CN 2012103554414 A CN2012103554414 A CN 2012103554414A CN 201210355441 A CN201210355441 A CN 201210355441A CN 102903416 A CN102903416 A CN 102903416A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- fiber composite
- lead wire
- aluminium alloy
- core
- 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.)
- Granted
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 44
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical group [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 24
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 3
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 3
- 238000009716 squeeze casting Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000010512 thermal transition Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种碳纤维复合导线芯、其制备方法及其包含它的导线。一种碳纤维复合导线芯，包括铝合金柱体和均匀分布在铝合金柱体中、带有二氧化硅涂层的碳纤维。本发明所得导线芯，强度高，比一般钢芯的抗拉强度几乎高1倍，比高强度钢芯的抗拉强度高40%；线损低、导电率高，不存在钢丝材料引起的磁损热效应，输送相同负荷的条件下，具有更低的运行温度，可以减少输电损失约6%；弧垂小，导线与常规导线相比具有显著的低弛度特性，允许工作温度高；载流量大，相同质量时碳纤维芯导线的铝材截面为常规ACSR导线的1.29倍；重量轻，碳纤维和铝合金的密度分别为1.8克/立方厘米和2.7克/立方厘米；耐腐蚀，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳纤维复合导线芯及其制备方法。
背景技术
随着近些年国民经济的快速发展，电力需求的迅速增加，电力输送走廊的增加与日亦紧张的土地资源之间矛盾不断加剧，如何提高输电线路走廊单位土地面积的输送容量、节约走廊用地，减少输电线路对环境的影响、降低建设投资，是电力基础建设必须关注的一个问题。同时部分早期建成的输电线路的输送能力已经不能满足日益增长的输送负荷要求，需要进行增容改造，而这些线路由于受到土地、路径、拆迁及赔偿等因素影响，新开辟线路通道日益困难，且政策处理难度高，建设工期长，工程投资大。因此，采用新技术和新材料，在原有设施基础上，通过更换导线来实现增容目的成为了最佳选择。
现有的导线多采用金属材料，具有耗电量大，热转化效率低，易烧断，易损耗，使用寿命短，很难满足在恶劣环境下耐长久且高导电率等要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维复合导线芯、其制备方法及其包含它的导线。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种碳纤维复合导线芯，包括铝合金柱体和均匀分布在铝合金柱体中、带有二氧化硅涂层的碳纤维。
发明人认为：将碳纤维表面涂布二氧化硅涂层，可改善纤维与铝合金熔体的润湿性能，从而提高导线芯的强度、降低线损率、提高导电率。
为了保证导线芯的强度和导电率，所述的二氧化硅涂层的厚为40-60nm。
为了使用方便，所述的铝合金柱体为圆柱体。
为了提高导线芯的工作温度，保证导电率，减轻导线芯重量，所述碳纤维的直径为5-8μm。
为了保证导线芯性能的同时，减轻导线芯的重量，所述碳纤维和铝合金的密度分别为1.7-1.9克/立方厘米和2.6-2.8克/立方厘米。
包含所述的碳纤维复合导线芯的导线。
所述的碳纤维复合导线芯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、将碳纤维上涂布二氧化硅涂层，固化；
B、将步骤A所得物料预热至温度为400℃-500℃；
C、将步骤B所得物料置于模具中，用铝合金熔体浇注于模具中，挤压浸渗将铝合金熔体浸渗到纤维间隙，成型，得铝合金包裹碳纤维的碳纤维复合导线芯。
为了保证涂布质量，同时方便省工，步骤A中涂布方法为将碳纤维浸渍在硅溶胶中进行表面涂布，使固化后二氧化硅涂层的厚为40-60nm。
为了保证导线芯的强度，步骤C中浇注温度为740-780℃。
为了保证导线芯的质量，步骤C中成型时，压力为10MPa-50MPa，保压时间为1-3min。
本发明所得导线芯，强度高，比一般钢芯的抗拉强度几乎高1倍，比高强度钢芯的抗拉强度高40%，因此有利于直线管、耐张线夹与导线的压接强度；线损低、导电率高，不存在钢丝材料引起的磁损热效应，输送相同负荷的条件下，具有更低的运行温度，可以减少输电损失约6%；弧垂小，导线与常规导线相比具有显著的低弛度特性，允许工作温度高；载流量大，相同质量时碳纤维芯导线的铝材截面为常规ACSR（钢芯铝绞线）导线的1.29倍，增加了导电面积；重量轻，碳纤维和铝合金的密度分别为1.8克/立方厘米和2.7克/立方厘米；耐腐蚀，使用寿命长，延缓了导线的老化，延长了导线的使用寿命。
附图说明
图1为本发明导线芯横截面结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图1所示的碳纤维复合导线芯，包括铝合金柱体1和均匀分布在铝合金柱体1中、带有50nm厚二氧化硅涂层2的碳纤维3；铝合金柱体为圆柱体；碳纤维的直径为7μm；碳纤维和铝合金的密度分别为1.8克/立方厘米和2.7克/立方厘米。
上述的碳纤维复合导线芯的制备方法，包括如下步骤：
A、将碳纤维浸渍在硅溶胶中进行表面涂布，使固化后二氧化硅涂层的厚为40-60nm，固化；
B、将步骤A所得物料预热至温度为400℃-500℃；
C、将步骤B所得物料置于模具中，用铝合金熔体浇注于模具中，挤压浸渗将铝合金熔体浸渗到纤维间隙，成型，得铝合金包裹碳纤维的碳纤维复合导线芯，浇注温度为750℃，成型时，压力为40MPa，保压时间为2min。
将上述的碳纤维复合导线芯外套上绝缘层得导线。
以河南郑州恒发电材有限公司的普通强度级钢芯铝绞线、高强度级钢芯铝绞线为对比例，比较结果如下：
(1)强度高：比一般钢芯的抗拉强度几乎高1倍，比高强度钢芯的抗拉强度高40%，因此有利于直线管、耐张线夹与导线的压接强度。
(2)线损低、导电率高：不存在钢丝材料引起的磁损热效应，输送相同负荷的条件下，具有更低的运行温度，可以减少输电损失约6%。
(3)弧垂小：导线与常规导线相比具有显著的低弛度特性。
(4)允许工作温度高，载流量大：相同质量时本发明碳纤维芯导线的铝材截面为钢芯铝绞线的1.29倍，增加了导电面积。
(5)重量轻：本发明碳纤维和铝合金的密度分别为1.8克/立方厘米和2.7克/立方厘米。
(6)耐腐蚀，使用寿命长：延缓了导线的老化，延长了导线的使用寿命。
Claims (10)
1.一种碳纤维复合导线芯，其特征在于：包括铝合金柱体和均匀分布在铝合金柱体中、带有二氧化硅涂层的碳纤维。
2.如权利要求1所述的碳纤维复合导线芯，其特征在于：所述的二氧化硅涂层的厚为40-60nm。
3.如权利要求1或2所述的碳纤维复合导线芯，其特征在于：所述的铝合金柱体为圆柱体。
4.如权利要求1或2所述的碳纤维复合导线芯，其特征在于：所述碳纤维的直径为5-8μm。
5.如权利要求1或2所述的碳纤维复合导线芯，其特征在于：所述碳纤维和铝合金的密度分别为1.7-1.9克/立方厘米和2.6-2.8克/立方厘米。
6.包含权利要求1至5任意一项所述的碳纤维复合导线芯的导线。
7.权利要求1至5任意一项所述的碳纤维复合导线芯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、将碳纤维上涂布二氧化硅涂层，固化；
B、将步骤A所得物料预热至温度为400℃-500℃；
C、将步骤B所得物料置于模具中，用铝合金熔体浇注于模具中，挤压浸渗将铝合金熔体浸渗到纤维间隙，成型，得铝合金包裹碳纤维的碳纤维复合导线芯。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤A中涂布方法为将碳纤维浸渍在硅溶胶中进行表面涂布，使固化后二氧化硅涂层的厚为40-60nm。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于：步骤C中浇注温度为740-780℃。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于：步骤C中成型时，压力为10MPa-50MPa，保压时间为1-3min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210355441.4A CN102903416B (zh) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | 一种碳纤维复合导线芯及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210355441.4A CN102903416B (zh) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | 一种碳纤维复合导线芯及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102903416A true CN102903416A (zh) | 2013-01-30 |
| CN102903416B CN102903416B (zh) | 2015-01-21 |
Family
ID=47575615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210355441.4A Active CN102903416B (zh) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | 一种碳纤维复合导线芯及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102903416B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105322464A (zh) * | 2015-11-28 | 2016-02-10 | 国网河南省电力公司郑州供电公司 | 架空线路异物消除方法 |
| CN105845207A (zh) * | 2014-03-24 | 2016-08-10 | 邹玉华 | 一种耐腐蚀，使用寿命长的电缆 |
| CN105869697A (zh) * | 2015-01-22 | 2016-08-17 | 德尔福派克电气系统有限公司 | 一种高强度高导电率汽车铝导线 |
| CN105895263A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-08-24 | 国网山东省电力公司莒南县供电公司 | 一种碳纤维复合导线 |
| CN106571734A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-04-19 | 通化师范学院 | 基于三相‑单相矩阵变换器的海洋可控源电磁发射器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN200962341Y (zh) * | 2006-10-24 | 2007-10-17 | 西安四方机电有限责任公司 | 一种碳纤维复合输电导线 |
| CN101499331A (zh) * | 2008-02-01 | 2009-08-05 | 北京富纳特创新科技有限公司 | 线缆 |
| CN202887761U (zh) * | 2012-09-21 | 2013-04-17 | 左洪运 | 一种碳纤维复合导线芯 |
-
2012
- 2012-09-21 CN CN201210355441.4A patent/CN102903416B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN200962341Y (zh) * | 2006-10-24 | 2007-10-17 | 西安四方机电有限责任公司 | 一种碳纤维复合输电导线 |
| CN101499331A (zh) * | 2008-02-01 | 2009-08-05 | 北京富纳特创新科技有限公司 | 线缆 |
| CN202887761U (zh) * | 2012-09-21 | 2013-04-17 | 左洪运 | 一种碳纤维复合导线芯 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 孙毅: "《碳纤维表面涂层制备研究》", 30 June 2008 * |
| 张国定 等: "《金属基复合材料》", 31 July 1996, 上海交通大学出版社 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105845207A (zh) * | 2014-03-24 | 2016-08-10 | 邹玉华 | 一种耐腐蚀，使用寿命长的电缆 |
| CN105869697A (zh) * | 2015-01-22 | 2016-08-17 | 德尔福派克电气系统有限公司 | 一种高强度高导电率汽车铝导线 |
| CN105322464A (zh) * | 2015-11-28 | 2016-02-10 | 国网河南省电力公司郑州供电公司 | 架空线路异物消除方法 |
| CN105895263A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-08-24 | 国网山东省电力公司莒南县供电公司 | 一种碳纤维复合导线 |
| CN106571734A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-04-19 | 通化师范学院 | 基于三相‑单相矩阵变换器的海洋可控源电磁发射器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102903416B (zh) | 2015-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102903416B (zh) | 一种碳纤维复合导线芯及其制备方法 | |
| CN101625911B (zh) | 高导电性抗冰导线及其制造方法 | |
| CN109448917A (zh) | 一种节能型低弧垂特强钢芯软铝绞线及其生产工艺 | |
| CN101261890B (zh) | 高强度间隙型超耐热铝合金导线及超耐热铝合金的制造工艺 | |
| CN103088228A (zh) | 一种高强度高导电铜合金绞线的生产方法 | |
| CN108133766A (zh) | 一种大截面碳纤维复合芯导线 | |
| CN202887761U (zh) | 一种碳纤维复合导线芯 | |
| CN204712895U (zh) | 一种铁路电气化用承力索 | |
| CN104264003B (zh) | 一种耐拉伸的节能铝合金导线及其制备方法 | |
| CN201465586U (zh) | 铝基碳纤维复合材料芯导线 | |
| CN106876031A (zh) | 一种自阻尼低损耗高强度铝包钢芯耐热铝合金绞线 | |
| CN202153452U (zh) | 一种碳纤维复合芯铝绞线导线 | |
| CN214705464U (zh) | 一种高效节能型架空绝缘电缆 | |
| CN101620894A (zh) | 一种铝基碳纤维复合材料芯导线 | |
| CN204695804U (zh) | 碳纤维复合芯高导电率铝型线导线 | |
| CN102394131B (zh) | 一种镁铝硅合金架空导线 | |
| CN103730203A (zh) | 一种复合芯高导电率硬铝导线及其制造方法 | |
| CN103021542A (zh) | 一种轻型环保电缆芯及制备方法 | |
| CN208655264U (zh) | 一种耐热倍容量间隙型铝合金包镍钴合金芯铝合金架空绞线 | |
| CN205303019U (zh) | 一种加强型铝合金抗压电缆 | |
| CN203588738U (zh) | 一种绞合碳纤维光纤复合架空导线 | |
| CN103886996A (zh) | 钢芯铝合金型线绞线架空导线及其制造工艺 | |
| CN201820488U (zh) | 一种防弹纤维电缆 | |
| CN207397770U (zh) | 一种石墨烯复合涂层架空导线 | |
| CN203535975U (zh) | 一种加强型铝合金电缆 |
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 | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20130130 Assignee: JIANGSU BAIJIALI NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Assignor: Zuo Hongyun Contract record no.: 2015320010012 Denomination of invention: Carbon fiber composite lead wire core and preparation method thereof Granted publication date: 20150121 License type: Common License Record date: 20150213 |
|
| EM01 | Change of recordation of patent licensing contract |
Change date: 20150508 Contract record no.: 2015320010012 License type after: Exclusive license License type before: General permission |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220408 Address after: 215000 Chenglin Road, Xinjing village, Yangcheng Lake ecological leisure tourism resort, Xiangcheng District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee after: JIANGSU BAIJIALI NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 215000 No. 18, Fuzhou Road, Yangchenghu Town, Xiangcheng District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: Zuo Hongyun |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 46 Xinggang Road, Bixi Street, Changshu City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215500 Patentee after: Jiangsu Baijiali New Material Technology Co.,Ltd. Address before: 215000 Chenglin Road, Xinjing village, Yangcheng Lake ecological leisure tourism resort, Xiangcheng District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: JIANGSU BAIJIALI NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. |