CN103390457A - 一种梅花形碳纤维复合芯光电复合架空导线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种梅花形碳纤维复合芯光电复合架空导线，包括碳纤维复合芯、不锈钢光单元、耐高温绝缘材料层；所述耐高温绝缘材料层的横截面是梅花形，其梅花形截面的花瓣处各容纳一根碳纤维复合芯，在耐高温绝缘材料层的梅花形截面的中心处容纳所述不锈钢光单元；所述的不锈钢光单元为由若干条光纤置于一个不锈钢保护管内组成；所述碳纤维复合芯是由环氧树脂、膨胀倍数在100倍以上的纳米膨胀石墨和增强体碳纤维组成的高强导电复合材料构成。本发明相比现有技术具有柔软性能好、抗拉强度提高的特点，同时，梅花形的横截面的散热面积要大于圆形横截面的散热面积，有利于导线的散热。

Description

一种梅花形碳纤维复合芯光电复合架空导线
技术领域
本发明涉及电线电缆领域，尤其涉及电力传输及电力通信系统，特别是城市、农村配网系统的一种具有电力传输及光通信双重功能的一种碳纤维复合芯倍容量电力光缆。
 
背景技术
随着我国经济的迅速发展，城市现代化进程的明显加快，城市规模的不断扩大和新农村建设的快速发展，电力需求快速增长。而且由于能源分布和东西部发展的不平衡，急需解决能源大功率、长距离输送的瓶颈问题。虽然超高压的建设部分缓解了这种矛盾，但受制于传统钢芯铝绞线承载能力的限制，输电线路已不堪承受传输容量快速扩容的需求，电力传输成为电力工业发展的“瓶颈”。目前，世界各国都在研究新型架空输电线路用载体，以取代传统的常规钢芯铝绞线。碳纤维复合芯铝绞线的研制、开发将极大地提高输电线路的输送能力，碳纤维复合芯铝绞线与常规钢芯铝绞线相比，具有以下优点： 
1.强度大，碳纤维复合芯铝绞线强度是常规钢芯铝绞线的2倍。
2.导电率高，碳纤维复合芯铝绞线的电导率为63.2%，比常规钢芯铝铰线电导率提高3-4%。 
3.低弧垂，碳纤维复合芯铝绞线与常规钢芯铝绞线相比具有显著的低弛度特性，在常温下弧垂不到常规钢芯铝绞线的1/10，提高了导线运行的安全性和可靠性。 
4.耐高温，常规钢芯铝绞线的使用温度在100℃以下，而碳纤维复合芯铝绞线可在180℃高温下能有效运行，短时间可以到200℃。 
5.重量轻，碳纤维芯棒的比重约为钢的1/4，碳纤维复合芯铝绞线单位长度重量约为常规钢芯铝绞线的60%-80%。 
6．耐腐蚀，碳纤维复合芯铝绞线使用寿命是常规钢芯铝绞线的2倍。 
7．综合成本低。由于碳纤维复合芯铝绞线容量可以加大运行，而且抗拉强度高、弛度小、重量轻等特点，可使杆、塔之间的跨距增大，高度降低，由于强度高，可以加大杆、塔之间的跨度，减少20%以上的杆、塔。同样容量线路成本比普通导线综合成本低。 
8．节约一半铝材的消耗。从保护环境、节约能源、改善人类生态环境方面来说，具有划时代的意义。 
虽然碳纤维导线有以上诸多优点，但不能实现通信功能，还需要另设一条通信线路才能满足通信功能，造成重复布线。此外现有的圆形截面的导线散热性能不好，散热面积不大。
 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足之处而提供一种相对成本较低，且可提供电力传输和通信传输双重功能的梅花形碳纤维复合芯光电复合架空导线，并且具有良好的散热效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种梅花形碳纤维复合芯光电复合架空导线，其特征在于，包括碳纤维复合芯、不锈钢光单元、耐高温绝缘材料层；所述耐高温绝缘材料层的横截面是梅花形，其梅花形截面的花瓣处各容纳一根碳纤维复合芯，在耐高温绝缘材料层的梅花形截面的中心处容纳所述不锈钢光单元；所述的不锈钢光单元为由若干条光纤置于一个不锈钢保护管内组成，不锈钢保护管采用松套结构，不锈钢保护管空隙内连续填充的阻水物，不锈钢保护管外挤包一层铝层；所述碳纤维复合芯是由环氧树脂、膨胀倍数在１００倍以上的纳米膨胀石墨和增强体碳纤维组成的高强导电复合材料构成，所述增强体碳纤维是碳纤维丝、陶瓷纤维丝和玻璃纤维毡由热固性树脂固化定型制成，所述碳纤维丝是由聚丙烯腈基碳纤维混合纤维素碳纤维制成的纤维丝。 
所述的耐高温绝缘材料层的横截面是有6个花瓣的梅花形。
本发明采用的碳纤维复合芯，相比现有技术具有柔软性能好、抗拉强度提高的特点。采用的不锈钢管外挤包一层铝，可防止不同材料形成的电位腐蚀。同时，梅花形的横截面的散热面积要大于圆形横截面的散热面积，有利于导线的散热，特别是将碳纤维复合芯容纳在花瓣处，更有利于其散热。
 
附图说明
图1为本发明的结构示意图。 
图2为本发明不锈钢光单元的结构示意图。
 
具体实施方式
如图1所示，一种梅花形碳纤维复合芯光电复合架空导线，其特征在于，包括碳纤维复合芯2、不锈钢光单元1、耐高温绝缘材料层3；所述耐高温绝缘材料层3的横截面是梅花形，其梅花形截面的花瓣处各容纳一根碳纤维复合芯2，在耐高温绝缘材料层的梅花形截面的中心处容纳所述不锈钢光单元1。所述碳纤维复合芯2是由环氧树脂、膨胀倍数在１００倍以上的纳米膨胀石墨和增强体碳纤维组成的高强导电复合材料构成，所述增强体碳纤维是碳纤维丝、陶瓷纤维丝和玻璃纤维毡由热固性树脂固化定型制成，所述碳纤维丝是由聚丙烯腈基碳纤维混合纤维素碳纤维制成的纤维丝。 
如图2所示，不锈钢光单元1为由若干条光纤7置于一个不锈钢保护管4内组成，不锈钢保护管4采用松套结构，对光纤7起机械缓冲、防止绞合金属线的侧向压力并起隔热保护作用；不锈钢保护管4空隙内连续填充合适的阻水物6，阻水物6能有效防止潮气或水份渗进光单元，不损害光纤7传输特性和使用寿命；不锈钢保护管4外挤包一层铝层5，有效防止防止不同材料形成的电位腐蚀。 

Claims (2)

1. 一种梅花形碳纤维复合芯光电复合架空导线，其特征在于，包括碳纤维复合芯、不锈钢光单元、耐高温绝缘材料层；所述耐高温绝缘材料层的横截面是梅花形，其梅花形截面的花瓣处各容纳一根碳纤维复合芯，在耐高温绝缘材料层的梅花形截面的中心处容纳所述不锈钢光单元；所述的不锈钢光单元为由若干条光纤置于一个不锈钢保护管内组成，不锈钢保护管采用松套结构，不锈钢保护管空隙内连续填充的阻水物，不锈钢保护管外挤包一层铝层；所述碳纤维复合芯是由环氧树脂、膨胀倍数在１００倍以上的纳米膨胀石墨和增强体碳纤维组成的高强导电复合材料构成，所述增强体碳纤维是碳纤维丝、陶瓷纤维丝和玻璃纤维毡由热固性树脂固化定型制成，所述碳纤维丝是由聚丙烯腈基碳纤维混合纤维素碳纤维制成的纤维丝。
2.如权利要求1所述的梅花形碳纤维复合芯光电复合架空导线，其特征在于，所述的耐高温绝缘材料层的横截面是有6个花瓣的梅花形。
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