CN114024273A - 高耐受性能的线缆支架及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐受性能的线缆支架及其制备方法，属于电缆或电线的安装技术领域，其包括支架本体，特征在于：所述支架本体包括杆状的金属芯材，金属芯材上包覆有SMC复合材料层，SMC复合材料层中设有碳纤维柱，碳纤维柱的内端连接金属芯材、外端具有伸出SMC复合材料层外壁的突出段，突出段上具有连接部。此线缆支架不仅大大简化了支架本体的自身结构，还能增强其耐烧蚀、耐酸碱、耐火、耐高温和高强度等高耐受性能；SMC复合材料层中设置的碳纤维柱可以为架设的线缆提供接地连接点，便于线缆的接地连接，并在线缆接地的同时也将金属芯材接地了，及时将静电荷泄漏掉，避免静电荷的累计，避免产生悬浮电位。

Description

高耐受性能的线缆支架及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆或电线的安装技术领域，具体涉及一种高耐受性能的线缆支架及其制备方法。
背景技术
目前，电缆的敷设实现电力输送的必要前提，其敷设方式主要采用架空或者地下管道方式，这两种方式均需要线缆支架作为支撑。线缆支架大多采用在立柱上设置托臂的结构，为了增大支撑强度，也有在立柱与托臂间增加斜撑构成三角支架。此种结构的线缆支架，一方面通过螺栓将立柱安装在墙壁等附属物上，连接强度低，容易脱落；另一方面金属支架则容易腐蚀，尤其是湿度大或者酸碱环境下，严重影响了线缆支架的使用寿命。此外，结构也较复杂，占据的安装空间大。
为此，中国专利201020211776.5公开了一种直角多梁分体式玻璃钢电缆支架，其利用玻璃钢的优良特性，使得电缆支架具有极高的绝缘性、强度高、质量轻、耐腐蚀和阻燃性好的优点。中国专利201820591443.6还公开了一种高强度组合式电缆支架，其所用立架和托座均为一体成型的SMC复合材料制件。这两种支架虽然解决了上述易腐蚀的问题，但其自身强度较低，仍然存在结构复杂的问题，并且无法消除电缆支架在日常应用中产生的静电荷，容易使静电荷得到积累，在遇有电位差的物体时，容易放电而产生电火花，增加安全隐患。
所以，在电力行业，研发一款耐蚀高强且安全的线缆支架是具有实际意义的一件事情。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐受性能的线缆支架及其制备方法，能够增加线缆支架的强度和耐腐蚀性能，并避免静电荷的积累。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种高耐受性能的线缆支架，包括支架本体，其特征在于，所述支架本体包括杆状的金属芯材，金属芯材上包覆有SMC复合材料层，SMC复合材料层中设有碳纤维柱，碳纤维柱的内端连接金属芯材、外端具有伸出SMC复合材料层外壁的突出段，突出段上具有连接部。
进一步的，所述连接部为开设在突出段顶端的连接孔；
或者连接部为开设在突出段上的卡槽；
或者连接部为安装在突出段上的卡接件。
进一步的，SMC复合材料层的外壁上设有线缆挡圈。
进一步的，金属芯材的横截面为圆形，可以使得支架的各方位能够均匀受力，增强其整体强度。
进一步的，所述金属芯材为圆管，圆管的两端设有封头。
进一步的，还包括外壁具有棱角的插座，插座为SMC复合材料块，插座中设有安装孔，所述支架本体能配装在安装孔中。
所述SMC复合材料块的横截面呈矩形或者方形。
所述SMC复合材料块的外壁上设有沟槽。
进一步的，所述支架本体上安装有用以检测线缆温度的温度传感器，温度传感器连接无线模块，无线模块将温度传感器的检测信号传送给管理主机。
本发明还提供了以制备上述线缆支架的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）表面处理：对横截面呈圆形的金属件进行表面处理，使得金属件的表面呈凹凸不平状；
（2）涂覆：在步骤（1）处理的金属件上涂覆偶联剂；
（3）热压：将步骤（2）处理的金属件放置于模具中，在SMC复合材料中穿设碳纤维形成夹合材料，将夹合材料热压附和在金属件的外壁上，SMC复合材料热合成SMC复合材料层，碳纤维热合成碳纤维柱，碳纤维柱的内端连接金属件、外端具有伸出SMC复合材料层外壁的突出段，突出段上具有连接部。
进一步的，还包括安装温度传感器的步骤，在步骤（3）制得的线缆支架上安装温度传感器，温度传感器连接无线模块，无线模块将温度传感器的检测信号传送给管理主机。
进一步的，所述连接部为开设在突出段顶端的连接孔、开设在突出段上的卡槽或者在突出段上安装卡接件。
进一步的，步骤（1）中所用的金属件为金属管，增设封堵步骤：采用堵头将金属管的两管口封堵。
进一步的，步骤（1）中的表面处理是进行打花操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、由于支架本体采用在杆状的金属芯材外包覆SMC复合材料层的结构，不仅大大简化了支架本体的自身结构，还能增强其耐烧蚀、耐酸碱、耐火、耐高温和高强度等综合耐受性；SMC复合材料层中设置的碳纤维柱可以为架设的线缆提供接地连接点，便于线缆的接地连接，并在线缆接地的同时也将金属芯材接地了，及时将静电荷泄漏掉，避免静电荷的累计，避免产生悬浮电位。
2、本发明的支架本体呈直杆状，可以将其插入墙壁的孔洞中，不仅简化了支架本体自身结构和安装方式，还增大了支架本体的安装强度，利于提供更大的支撑力。
3、连接部不论采用在突出段的顶端开设螺纹连接孔的结构，还是在突出段上开设卡槽的结构，亦或是在突出段上安装卡接件的结构，均便于线缆接地线在此处的连接。
4、由于SMC复合材料层的外壁上设有线缆挡圈，可以将线缆紧靠线缆挡圈放置，利于保持电缆间距离。
5、由于金属芯材为圆管，圆管的两端设有封头，可以在保证一定强度的前提下，节省金属材料的用量，降低成本和总重。
6、由于还设置了外壁具有棱角的插座，插座中设有安装孔，可以将插座预埋到施工中的墙体中，安装时直接将支架本体插入即可，省时省力。
7、由于SMC复合材料块的外壁上设有沟槽，增大了插座与墙体间的接触面积，使其安装更加牢固。
8、由于支架本体上安装用以检测线缆温度的温度传感器，温度传感器连接无线模块，可以通过温度传感器监测线缆的温度，便于寻找线缆中的发热故障点，从而代替现有技术中的机器人巡视和人工查测，在降低人力成本的前提下，能够更及时的发现故障点，减低故障的发展程度。
9、由于线缆支架在制备的过程中，将金属件的表面处理成凹凸不平状，并涂覆偶联金属和SMC复合材料的偶联剂，能够增大金属件与SMC复合材料的接触面积，并共同增强二者间的连接强度。
10、本发明打破常规线缆支架的结构，在增强其抗弯、抗压强度的前提下；便于线缆接地，并同时将金属芯材接地了，避免了线缆支架的悬浮电位，从而克服电火花放电隐患，便于在本领域内推广应用。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是图1的A向视图；
图3是图2中B-B剖视图。
附图标记为：1、支架本体；11、圆管；12、SMC复合材料层；13、线缆挡圈；14、封头；15、碳纤维柱；16、螺纹连接孔；2、插座；21、SMC复合材料块；22、沟槽；23、安装孔。
具体实施方式
本发明的主旨思想是：在横截面呈圆形的金属芯材上包覆SMC复合材料层作为支架本体，增强支架本体的抗弯、抗压强度和耐腐蚀性能，延长其使用寿命，并在SMC复合材料层设置碳纤维柱，使其内端连接金属芯材、外端突出SMC复合材料层设置，作为所架设线缆的接地点，便于线缆接地的同时也将内部的金属芯材接地了，能避免静电荷的累计，消除其悬浮电位，继而避免电火花放电现象的发生。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明将靠近圆管11中心的一侧定义为内侧，相应地将远离圆管11中心的另一侧定义为外侧。
如图1、图2和图3所示，本发明的支架本体1采用金属质地且力学性能优良的圆管11作为芯材，圆管11的两端设有封头14，圆管11的外壁上包覆有SMC复合材料层12，SMC复合材料层12的外壁上设有线缆挡圈13，还在SMC复合材料层12中设置碳纤维柱15，碳纤维柱15的内端连接圆管11、外端具有伸出SMC复合材料层12外壁的突出段，突出段的顶壁上开设有螺纹连接孔16。
为了便于在墙体等附属物施工时预留出支架本体1的安装孔23，还配备了横截面呈矩形的插座2，插座2中设有能与支架本体1相配装的安装孔23。为了增强插座2的耐蚀性，插座2优选SMC复合材料块21，SMC复合材料块21的外壁上设有沟槽22，可以增强与附属物的接触面积，增强其安装稳固性。
为了便于实现对线缆故障点的监控，还在支架本体上安装用以检测线缆温度的温度传感器，温度传感器连接无线模块，无线模块可以将温度传感器的检测信号传送给管理主机，可以通过温度传感器监测线缆的温度，便于通过温度管控的方式寻找线缆中的发热故障点，从而代替现有技术中的机器人巡视和人工查测，在降低人力成本的前提下，能够更及时的发现故障点，减低故障的发展程度。
上述支架本体可以经由以下步骤制得：
（1）表面处理：对金属材质的圆管表面进行打花处理，使得圆管的表面呈凹凸不平状，增强其粗糙度；
（2）封堵：采用堵头将圆管的两管口封堵；
（3）涂覆：在步骤（1）和（2）处理的圆管上涂覆偶联剂，该偶联剂能够偶联圆管和SMC复合材料，增强圆管与下一步热压的SMC复合材料的连接强度；
（4）热压：将步骤（3）处理的圆管放置于模具中，在SMC复合材料中穿设碳纤维形成夹合材料，将夹合材料热压附和在圆管的外壁上，SMC复合材料热合成SMC复合材料层，碳纤维热合成碳纤维柱，碳纤维柱的内端连接圆管、外端具有伸出SMC复合材料层外壁的突出段，在突出段顶端上开设螺纹连接孔。
上述步骤（1）和（2）部分先后顺序，不论先表面处理后封堵，还是先封堵后表面处理，都不影响后续操作的效果。在步骤（4）制得的线缆支架上安装温度传感器，温度传感器连接无线模块，无线模块将温度传感器的检测信号传送给管理主机。还可以在SMC复合材料放置于模具中热压成SMC复合材料块21，SMC复合材料块21中设有安装孔23。
施工预架设电缆处的墙体等附属物时，将SMC复合材料块21预埋入附属物中，裸露出安装孔23，待施工完毕后，将支架本体1的一端插入安装孔23内、另一端悬空；碳纤维柱15靠近SMC复合材料块21侧且裸露在安装孔23外，并使得碳纤维柱15朝下，完成支架本体1的安装，就可以在支架本体1上架设电缆了。如果需要在已有附属物上安装支架本体1，则在附属物上钻制安装孔，然后将支架本体1的一端插入安装孔内，同样，另一端悬空即可。
架设的线缆时，将线缆的接地线通过螺栓压接在突出段的螺纹连接孔16上，然后另一端引入大地，即能将线缆的泄漏电流及时引流掉，又能将支架本体上产生的静电荷及时泄漏掉，避免了静电荷的累计，不会产生悬浮电位。线缆在输送电力的过程中，隐患点一般伴有发热现象，导致监测温度上升，可以根据两升温的温度传感器的信号以及温升较大者，判定发热点的大致范围，便于快速查找其具体位置，及时做出补救措施，保障电力安全、可靠输送。
除采用上述开设突出部顶壁上螺纹连接孔16作为连接部外，还可以在突出段上开设卡槽，实现接地线的卡接，当然还可以在突出段上安装卡接件，只要便于接地线在突出段上的连接即可。当然作为芯材的金属件可以选用上述的圆管，也可以选用实心的金属件，只是圆管可以节省金属材料的用量，降低成本和总重。金属芯材的横截面并不仅限于上述实施例中的圆形，还可以选用方形、矩形或者三角形，只是采用圆形，能够使芯材的周壁均匀受力，利于提高其整体抗弯、抗压能力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种高耐受性能的线缆支架，包括支架本体，其特征在于，所述支架本体包括杆状的金属芯材，金属芯材上包覆有SMC复合材料层，SMC复合材料层中设有碳纤维柱，碳纤维柱的内端连接金属芯材、外端具有伸出SMC复合材料层外壁的突出段，突出段上具有连接部。
2.按照权利要求1所述的高耐受性能的线缆支架，其特征在于，所述连接部为开设在突出段顶端的连接孔；
或者连接部为开设在突出段上的卡槽；
或者连接部为安装在突出段上的卡接件。
3.按照权利要求1所述的高耐受性能的线缆支架，其特征在于，所述SMC复合材料层的外壁上设有线缆挡圈。
4.按照权利要求1所述的高耐受性能的线缆支架，其特征在于，所述金属芯材为圆管，圆管的两端设有封头。
5.按照权利要求1至4任一所述的高耐受性能的线缆支架，其特征在于，还包括外壁具有棱角的插座，插座为SMC复合材料块，插座中设有安装孔，所述支架本体能配装在安装孔中。
6.按照权利要求1至4任一所述的高耐受性能的线缆支架，其特征在于，所述支架本体上安装有用以检测线缆温度的温度传感器，温度传感器连接无线模块，无线模块将温度传感器的检测信号传送给管理主机。
7.一种高耐受性能的线缆支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）表面处理：对金属杆件进行表面处理，使得金属件的表面呈凹凸不平状；
（2）涂覆：在步骤（1）处理的金属杆件上涂覆偶联剂；
（3）热压：将步骤（2）处理的金属杆件放置于模具中，在SMC复合材料中穿设碳纤维形成夹合材料，将夹合材料热压附和在金属杆件的外壁上，SMC复合材料热合成SMC复合材料层，碳纤维热合成碳纤维柱，碳纤维柱的内端连接金属件、外端具有伸出SMC复合材料层外壁的突出段，突出段上具有连接部。
8.按照权利要求7所述的高耐受性能的线缆支架的制备方法，其特征在于，还包括安装温度传感器的步骤，在步骤（3）制得的线缆支架上安装温度传感器，温度传感器连接无线模块，无线模块将温度传感器的检测信号传送出。
9.按照权利要求7或8所述的高耐受性能的线缆支架的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所用的金属杆件为金属管，增设封堵步骤：采用堵头将金属管的两管口封堵。
10.按照权利要求9所述的高耐受性能的线缆支架的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的表面处理是进行打花操作。
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