CN114005596A - 一种具有复合加强芯的架空导线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有复合加强芯的架空导线，包括导电层和复合加强芯，导电层包括多股导电线，导电层中的导电线均绞合在复合加强芯外部，复合加强芯中设置有芳纶纤维件。本发明可以有效降低架空导线的自重，并有效提高了架空导线的使用性能，为架空输电线路的安全稳定运行提供了有效保障，同时也有效降低了架空导线的加工成本和使用成本。

Description

一种具有复合加强芯的架空导线

技术领域

本发明涉及架空导线技术领域，尤其是指一种具有复合加强芯的架空导线。

背景技术

架空线路主要指架设在地面杆塔之上，用以传输电能的输电线路。现有的架空输电导线的加强芯一般使用的是镀锌钢芯或者铝包钢芯，这种加强芯密度较大、重量较大且在交流输电线路中具有较大磁损，另外镀锌钢芯还存在耐腐蚀性较低的问题，铝包钢芯类导线还存在自身强度低于同规格钢芯铝绞线的问题，为解决上述问题，现有技术中对加强芯进行了改进，例如一种是采用铝基陶瓷纤维复合芯来代替现有的镀锌钢芯/铝包钢芯,但是该复合芯价格昂贵，其价格甚至达到普通导线的几倍或几十倍，难以进行长距离和大规模的使用；还有一种是采用碳纤维加强芯来代替现有的镀锌钢芯/铝包钢芯,这种方式虽可以减轻导线重量，但是其抗弯曲性能较差，在施工过程中易造成损伤，从而导致导线在运行过程中发生断线问题，影响线路运行安全。

因此，现有的架空导线加强芯无法在满足质量轻、低成本的同时还兼具较好的使用性能，无法满足架空导线的铺设需求。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的架空导线加强芯无法在满足质量轻、低成本的同时还兼具较好的使用性能的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有复合加强芯的架空导线，包括导电层和复合加强芯，所述导电层包括多股导电线，所述导电层中的导电线均绞合在复合加强芯外部，所述复合加强芯中设置有芳纶纤维件。

在本发明的一个实施例中，所述芳纶纤维件呈丝状，所述复合加强芯包括由内向外依次设置的第一芯棒和第一环氧树脂层，所述第一芯棒上内嵌有芳纶纤维件和碳纤维丝。

在本发明的一个实施例中，所述第一芯棒采用环氧树脂棒。

在本发明的一个实施例中，碳纤维丝和芳纶纤维件的数量之和记为纤维总数量，所述芳纶纤维件数量是纤维总数量的20％～50％。

在本发明的一个实施例中，所述芳纶纤维件呈带状，所述复合加强芯包括由内而外依次设置的第二芯棒、芳纶纤维件和第二环氧树脂层，所述芳纶纤维件包覆在所述第二芯棒上，所述第二芯棒为碳纤维棒。

在本发明的一个实施例中，所述复合加强芯包括中部芯，所述中部芯外部绞合有多股金属绞线，相邻两股金属绞线之间的间隙中绞合有芳纶纤维件，所述中部芯和金属绞线均采用铝包钢芯结构。

在本发明的一个实施例中，所述芳纶纤维件呈带状，所述复合加强芯包括内芯，所述芳纶纤维件包覆在所述内芯外部，所述内芯包括中部芯和绞合在中部芯外部的多股金属绞线，所述中部芯和金属绞线均采用铝包钢芯结构。

在本发明的一个实施例中，所述导电线为软铝型线或铝合金线。

在本发明的一个实施例中，所述导电线的横截面呈梯形。

在本发明的一个实施例中，所述复合加强芯的外部设置多层导电层。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的具有复合加强芯的架空导线，可以有效降低架空导线的自重，并使得架空导线具备高强度、低密度、大容量、低弧垂、耐腐蚀、耐高温等优点，有效提高了架空导线的使用性能，并为架空输电线路的安全稳定运行提供了有效保障，同时也有效降低了架空导线的加工成本和使用成本。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的具有复合加强芯的架空导线的第一实施例的结构示意图；

图2是本发明的具有复合加强芯的架空导线的第二实施例的结构示意图；

图3是本发明的具有复合加强芯的架空导线的第三实施例的结构示意图；

图4是本发明的具有复合加强芯的架空导线的第四实施例的结构示意图；

说明书附图标记说明：1、导电层；11、导电线；2、复合加强芯；21、芳纶纤维件；22、第一芯棒；23、碳纤维丝；24、第一环氧树脂层；25、第二芯棒；26、第二环氧树脂层；27、中部芯；28、金属绞线；29、内芯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例一

参照图1所示，本实施例公开了一种具有复合加强芯的架空导线，包括导电层1和复合加强芯2，导电层1包括多股导电线11，导电层1中的导电线11均绞合在复合加强芯2外部，复合加强芯2中设置有芳纶纤维件21。

通过在复合加强芯2中加入芳纶纤维件21，利于减少架空导线的重量、线密度和交、直流电阻，同时具有一定的抗弯曲效果，防火阻燃，并利于提升架空导线的抗拉强度，同时相较于同种直径的镀锌钢芯、铝包钢芯或铝基陶瓷纤维复合芯类加强芯来说，也大大降低了加工成本。

其中，如图1所示，芳纶纤维件21呈丝状，复合加强芯2包括由内向外依次设置的第一芯棒22和第一环氧树脂层24，第一芯棒22上内嵌有芳纶纤维件21和碳纤维丝23。

其中，第一环氧树脂层24起到固化结构的作用，同时也可对第一芯棒22起到保护作用。

进一步地，第一环氧树脂层24的厚度为0.1mm～0.5mm，该厚度不易过大，以避免增加整体重量。

在其中一个实施方式中，第一芯棒22采用环氧树脂棒。环氧树脂本身是具有一定的粘合剂作用，加工时，先将丝状芳纶纤维件21和碳纤维丝23按一定比例混合，之后，再以环氧树脂作为粘合剂进行粘合，并以一定工艺制成圆形棒状，就可以形成内嵌有芳纶纤维件21和碳纤维丝23的第一芯棒结构。

在其中一个实施方式中，碳纤维丝23和芳纶纤维件21的数量之和记为纤维总数量，芳纶纤维件21的数量是该纤维总数量的20％～50％，以在减少架空导线自重的同时，也能够更好地保证提高架空导线的强度，减少弧垂变化。

在其中一个实施方式中，复合加强芯2可以包括多个第一芯棒22，所有的第一芯棒22均被包覆在第一环氧树脂层24内部。

在其中一个实施方式中，导电层1中的导电线11为软铝型线或铝合金线，均能起到较好的导电作用，且便于加工和绞合。

进一步地，铝合金线可采用耐热或超耐热铝合金线。

在其中一个实施方式中，导电线11的横截面呈圆形。

在另外一个实施方式中，如图1所示，导电线11的横截面也可以呈梯形，可以使得导电层1的绞合结构更加稳定和紧密。

在另外一个实施方式中，导电线11的横截面也可以呈SZ形，可以使得导电层1的绞合结构更加稳定和紧密。

在其中一个实施方式中，复合加强芯2的外部设置多层导电层1，以提升导电效果。例如，图1中设置有两层导电层1。

进一步地，最外层导电层1的外表面可设置有弧形凹槽，以降低风阻；另外，最外层导电层1的外表面还可以进行喷砂处理，以形成亚光表面，从而降低架空导线的表面反光率。

实施例二

本实施例和实施一的区别在于：如图2所示，芳纶纤维件21呈带状，复合加强芯2包括由内而外依次设置的第二芯棒25、芳纶纤维件21和第二环氧树脂层26，芳纶纤维件21包覆在第二芯棒25外部，第二芯棒25为碳纤维棒。

其中，第二环氧树脂层26起到固化结构的作用，同时也可对内部的芳纶纤维件21和第二芯棒25起到保护作用。

进一步地，第二环氧树脂层26的厚度为0.1mm～0.5mm，该厚度不易过大，以避免增加整体重量。

在其中一个实施方式中，带状芳纶纤维件21以绕包方式包覆在第二芯棒25上，以提高结构稳定性。

在其中一个实施方式中，导电层1中的导电线11为软铝型线或铝合金线，均能起到较好的导电作用，且便于加工和绞合。

进一步地，铝合金线可采用耐热或超耐热铝合金线。

在其中一个实施方式中，导电线11的横截面呈圆形。

在另外一个实施方式中，如图2所示，导电线11的横截面也可以呈梯形，可以使得导电层1的绞合结构更加稳定和紧密。

在另外一个实施方式中，导电线11的横截面也可以呈SZ形，可以使得导电层1的绞合结构更加稳定和紧密。

在其中一个实施方式中，复合加强芯2的外部设置多层导电层1，以提升导电效果。例如，图2中设置有两层导电层1。

进一步地，最外层导电层1的外表面可设置有弧形凹槽，以降低风阻；另外，最外层导电层1的外表面还可以进行喷砂处理，以形成亚光表面，从而降低架空导线的表面反光率。

实施例三

本实施例和实施一的区别在于：如图3所示，复合加强芯2包括中部芯27，中部芯27外部绞合有多股金属绞线28，相邻两股金属绞线28之间的间隙中绞合有芳纶纤维件21，中部芯27和金属绞线28均采用铝包钢芯结构。

上述芳纶纤维件21为芳纶纤维束丝。芳纶纤维件21的绞合方向和金属绞线28的绞合方向相同。

进一步地，相邻两股金属绞线28和其间隙中的芳纶纤维件21是呈相切设置，且该芳纶纤维件21和导电层1也呈相切设置，以使得芳纶纤维件21可以落入自然绞合的间隙之中，从而不影响架空导线整体直径。

例如，参阅图3所示，该结构的复合加强芯2包括一个中部芯27、六股金属绞线28和六个芳纶纤维件21，相邻两股金属绞线28之间的间隙中均绞合有一个芳纶纤维件21。

在其中一个实施方式中，导电层1中的导电线11为软铝型线或铝合金线，均能起到较好的导电作用，且便于加工和绞合。

进一步地，铝合金线可采用耐热或超耐热铝合金线。

在其中一个实施方式中，如图3所示，导电线11的横截面呈圆形。

在另外一个实施方式中，导电线11的横截面也可以呈梯形，可以使得导电层1的绞合结构更加稳定和紧密。

在另外一个实施方式中，导电线11的横截面也可以呈SZ形，可以使得导电层1的绞合结构更加稳定和紧密。

在其中一个实施方式中，复合加强芯2的外部设置多层导电层1，以提升导电效果。例如，图3中设置有两层导电层1。

进一步地，最外层导电层1的外表面可设置有弧形凹槽，以降低风阻；另外，最外层导电层1的外表面还可以进行喷砂处理，以形成亚光表面，从而降低架空导线的表面反光率。

实施例四

本实施例和实施一的区别在于：如图4所示，芳纶纤维件21呈带状，复合加强芯2包括内芯29，芳纶纤维件21包覆在内芯29外部，内芯29包括中部芯27和绞合在中部芯27外部的多股金属绞线28，中部芯27和金属绞线28均采用铝包钢芯结构。

在其中一个实施方式中，带状芳纶纤维件21以绕包方式包覆在内芯29外部，以提高结构稳定性。

在其中一个实施方式中，导电层1中的导电线11为软铝型线或铝合金线，均能起到较好的导电作用，且便于加工和绞合。

进一步地，铝合金线可采用耐热或超耐热铝合金线。

在其中一个实施方式中，如图4所示，导电线11的横截面呈圆形。

在另外一个实施方式中，导电线11的横截面也可以呈梯形，可以使得导电层1的绞合结构更加稳定和紧密。

在另外一个实施方式中，导电线11的横截面也可以呈SZ形，可以使得导电层1的绞合结构更加稳定和紧密。

在其中一个实施方式中，复合加强芯2的外部设置多层导电层1，以提升导电效果。例如，图4中设置有两层导电层1。

进一步地，最外层导电层1的外表面可设置有弧形凹槽，以降低风阻；另外，最外层导电层1的外表面还可以进行喷砂处理，以形成亚光表面，从而降低架空导线的表面反光率。

上述实施例的架空导线，通过在复合加强芯中加入将芳纶纤维件，使得芳纶纤维件和碳纤维复合，或者将芳纶纤维件和金属绞线内芯复合，均可以有效降低架空导线的自重，并使得架空导线具备高强度、低密度、大容量(导线输送容量)、低弧垂、耐腐蚀、耐高温等优点，有效提高了架空导线的使用性能，为架空输电线路的安全稳定运行提供了有效保障；也能够有效降低线路运行过程中的能量损耗，提高导线的经济性；另外，也利于降低杆塔载荷和塔身高度，能够有效节省塔材，节约铺设成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有复合加强芯的架空导线，其特征在于：包括导电层和复合加强芯，所述导电层包括多股导电线，所述导电层中的导电线均绞合在复合加强芯外部，所述复合加强芯中设置有芳纶纤维件。

2.根据权利要求1所述的具有复合加强芯的架空导线，其特征在于：所述芳纶纤维件呈丝状，所述复合加强芯包括由内向外依次设置的第一芯棒和第一环氧树脂层，所述第一芯棒上内嵌有芳纶纤维件和碳纤维丝。

3.根据权利要求2所述的具有复合加强芯的架空导线，其特征在于：所述第一芯棒采用环氧树脂棒。

4.根据权利要求2所述的具有复合加强芯的架空导线，其特征在于：碳纤维丝和芳纶纤维件的数量之和记为纤维总数量，所述芳纶纤维件数量是纤维总数量的20％～50％。

5.根据权利要求1所述的具有复合加强芯的架空导线，其特征在于：所述芳纶纤维件呈带状，所述复合加强芯包括由内而外依次设置的第二芯棒、芳纶纤维件和第二环氧树脂层，所述芳纶纤维件包覆在所述第二芯棒上，所述第二芯棒为碳纤维棒。

6.根据权利要求1所述的具有复合加强芯的架空导线，其特征在于：所述复合加强芯包括中部芯，所述中部芯外部绞合有多股金属绞线，相邻两股金属绞线之间的间隙中绞合有芳纶纤维件，所述中部芯和金属绞线均采用铝包钢芯结构。

7.根据权利要求1所述的具有复合加强芯的架空导线，其特征在于：所述芳纶纤维件呈带状，所述复合加强芯包括内芯，所述芳纶纤维件包覆在所述内芯外部，所述内芯包括中部芯和绞合在中部芯外部的多股金属绞线，所述中部芯和金属绞线均采用铝包钢芯结构。

8.根据权利要求1所述的具有复合加强芯的架空导线，其特征在于：所述导电线为软铝型线或铝合金线。

9.根据权利要求1所述的具有复合加强芯的架空导线，其特征在于：所述导电线的横截面呈梯形。

10.根据权利要求1所述的具有复合加强芯的架空导线，其特征在于：所述复合加强芯的外部设置多层导电层。

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