CN200962340Y

CN200962340Y - 组合导线用复合芯及组合导线

Info

Publication number: CN200962340Y
Application number: CN 200620126418
Authority: CN
Inventors: 成祥; 龚欣明; 范解元; 蒋华君
Original assignee: Far East Holding Group Co Ltd; Far East Composite Technology Co Ltd
Current assignee: Far East Composite Technology Co Ltd
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2016-10-17

Abstract

实用新型是关于对组合导线用复合芯及组合导线的改进，其特征是高强连续长纤维树脂复合芯至少包括同心复合的内部和外部二层，至少一外部芯为高强连续长纤维绞合复合树脂固化。较原纤维相互平行直排复合芯，具有整体抗纵向开裂性好，径向强度及断裂韧性高，复合芯与绞合导体摩擦力大，整体结构更稳定，显著提高了复合芯及导线的安全性及抗侧向冲击力和弯曲性能，改善了生产及施工性能，以及有利于增大复合芯的规格截面，纤维比例提高等一系连锁叠加优点。

Description

组合导线用复合芯及组合导线

技术领域

实用新型是关于对组合导线用复合芯及组合导线的改进，尤其涉及一种抗开裂性和弯曲性好，可以保持高抗拉强度的复合芯及组合导线。

背景技术

树脂基高强连续纤维复合材料线材，因具有抗拉强度大、耐温高、线膨胀低等一系列优点，而得到重视，将成为未来架空导线加强钢芯替代芯。中国专利03809284.0公开了一种组合导线用，由拉挤工艺成型的热固性树脂基、高强连续长纤维复合芯(简称复合芯)，及铝导体组合导线，但纤维相互平行排列、热固性树脂复合芯不足是：质脆、内应力大，韧性差，耐疲劳性和耐冲击性差，断裂韧性低，在受侧向冲击或压力或弯曲时易发生复合芯纵向延伸灾害性开裂，导致复合芯抗拉强度降低，从而弱化和/或失去复合芯高抗拉强度的优势，尤其是受压或弯曲后易发生脆断险象，又因在导线内部难以发现，更是增加了不安全因素；并且这种开裂及脆断性随着复合芯截面增大而增大，加上受弯曲性能的限制，通常热固性树脂基纤维复合芯，适宜的截面一般不超过120mm²，因而难以用作更大跨距组合导线。虽然该专利复合芯公开有采用碳纤维/环氧树脂内部芯，及玻璃纤维/环氧树脂外部芯同心复合结构，但由于复合芯采用拉挤成型工艺，碳纤维内部芯外围的外部芯玻璃纤维仍然为纵向平行直排，纵向直排纤维对内部碳纤维/树脂芯抱合力有限，基本没有抱紧抗开裂作用，断裂韧性低，并且对改善弯曲性能作用也有限，因此此结构复合芯基本没有解决热固性树脂基复合芯，可弯曲量小及受外力或弯曲易发生纵向灾害性开裂的内在缺陷，而用作导线加强芯，高的抗拉强度为第一优先考虑。其次，表层直排纤维，纵向摩擦力小，与金具连接握着力小，不利于架设施工及固定，严重会出现绞合导体滑脱抽芯，整体结构不够稳定。

实用新型内容

实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种防纵向开裂性及弯曲性好，安全性高，表面摩擦力大的组合导线用复合芯。

实用新型的另一目的在于提供一种采用上述复合芯的组合导线。

实用新型第一目的实现，主要改进是使同心复合复合芯的外部芯纤维采用绞合复合树脂固化，外部芯纤维非直排绞合复合，不仅提高了该树脂基复合纤维层的抗纵向开裂性，而且绞合复合大的抱握力还增强了对纵向排列纤维/树脂复合内部芯的抱合握紧力，从而有效增强了树脂基(尤其是热固性树脂基)复合芯的防纵向开裂性，可以保护复合芯高的抗拉强度不受损害，确保安全性；并且外部芯纤维绞合结构，还显著改善了复合芯的弯曲性能，可以较全直排纤维树脂复合芯有更好的弯曲性能，以及表面的摩擦性能。具体说，实用新型组合导线用复合芯，包括高强连续长纤维树脂复合，其特征在于高强连续长纤维树脂复合芯至少包括同心复合的内部和外部二层，至少一外部芯为高强连续长纤维绞合复合树脂固化。

实用新型复合芯中高强连续长纤维，可以是单一高强纤维，也可以是二种或以上高强纤维混杂，即通过不同纤维混合克服单一纤维的某些弱点，改善相应性能，提高加强芯的综合性能。所述高强纤维可以是例如但不限于碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺、硼纤维、芳纶纤维、高性能聚乙烯纤维、聚四氟乙烯高强度纤维、碳纳米纤维、高强度连续氧化铝纤维等高强连续长纤维。内外层纤维，可以相同，也可以不同，其中一种较好是内部芯采用碳纤维，至少最外层的外部芯采用非导电纤维，例如玄武岩纤维、玻璃纤维等。

外部芯纤维绞合，一种较好为采用类似绷带绞合形式(径向上下相邻纤维绞合方向相反)，纤维相互交叉绞合，具有更强的握紧力和更好的弯曲性能，以及整体性。

所说树脂固化，主要是通过树脂将细小纤维粘合成整体芯棒或管状结构，可以是耐温在200℃或更高的热固性树脂，或耐温在200℃或更高的热塑性树脂，还可以是前述热固性树脂和热塑性树脂的混合树脂。

根据导线直径和/或对弯曲性能要求，一种较好为外部芯为二层以上，多层复合有利于形成薄层同心复合结构，这对改善复合芯的弯曲性能是有利的，并且多层复合，也有利于形成多个绞合复合层，可以增强对内部芯的抱握力，提高复合芯径向剖断力，及抗弯曲能力。纤维的绞合节距，兼顾复合芯的轴向拉断力和径向破坏力，适宜的节距范围是复合芯直径的10-80倍，其中较好为30-50倍。

中心树脂基纤维芯，其截面可以是圆形，也可以是多边形，例如六角或八角形。此外，为提高树脂基复合芯弯曲性能，方便生产和架设，对于大规格复合芯，其内芯还可以采用多根固化芯棒拼合结构，例如若干个扇形拼合成圆形或多边形。拼合结构不仅更有利于复合芯做成大截面，适合大跨距组合导线，而且相同截面还提高了弯曲性能，更有利于生产和架设，实用新型复合芯标称截面积可以在10mm²～300mm²。

实用新型所说复合芯，不仅可以用于普通输电导线，而且还可用于各种具有某些功能导线，如扩径导线加强芯、芯线与最内层绞合电导体间有间隙结构的耐蚀防振导线加强芯，以及架空布设的其他导线加强芯等等。

实用新型第二目的实现，主要改进是采用上述至少包括同心复合的内部和外部二层，至少一外部芯为高强连续长纤维绞合复合树脂固化复合芯，外环绕绞合导体组成。

此外，复合芯还可以具有上述所述结构，为节省篇幅，不再一一另行叙述。

所说复合芯外环绕绞合导体，其导体材料不限，可以是现有技术中导线使用材料，例如但不限于软铝、铝合金、铝包钢、硬铝等；绞合单导体截面形状，也可以是现有技术中各种导体，例如但不限于圆导体、各种型线、或型线组合。绞合导体标称截面积不限，例如可以是50mm²～2000mm²。

此外，根据需要，实用新型组合导线还可以按现有技术导线，做成各种具有某些功能的组合导线，例如扩径组合导线，如疏绕扩径结构，或管状复合芯扩径结构的扩径组合导线；复合芯与最内层绞合电导体间有间隙的耐蚀防振导线等等。

实用新型所说纤维层、导体层，并非指数学概念上的径向由单根纤维或导体单元组成的单一薄层，而是指一种结构性的描述。所说外部芯，也是相对于其内部芯(层)而言，并非专指芯的最外层。

实用新型组合导线用复合芯，由于采用至少二层同心复合结构，且至少一外部芯纤维采用绞合方式同心复合树脂固化。外部芯纤维非直排绞合复合(例如类似绷带交叉绞合)，不仅显著提高了该层树脂基纤维芯的防开裂性和弯曲性，而且形成对内部树脂基纤维芯的优良握紧力，有效提高了复合芯的整体抗纵向开裂性，并使复合芯径向强度及断裂韧性得到提高，从而显著提高了复合芯的安全性；外部芯纤维绞合复合结构，抗侧向冲击力及弯曲性能得到提高，允许最大弯曲角度可以较普通全直排纤维复合芯增加10度左右，弯曲性能提高，从而扩大了使用范围，并且生产及施工性得到改善；弯曲性能的提高，还有利于增大复合芯的规格截面，截面积可以由原来的不大于120mm²增大至300mm²，可以用于高抗拉大跨度导线加强芯；再就是，外部芯纤维绞合复合结构，还使得复合芯表面摩擦力增加，不仅更易与配合金具连接，提高握着力，而且与绞合导体间摩擦力增加，施工过程不易产生抽芯滑脱现象，整体结构更稳定；外部芯纤维绞合复合，还有利于复合芯纤维比例的提高，可以使得复合芯整体抗拉强度提高，同样抗拉强度，可以减小复合芯截面，更有利于弯曲性能的提高，改善生产及施工性能；外部芯纤维绞合复合，还使得复合芯外层密实度提高，不仅耐磨性提高，还有利于抗老化性能提高，这对延长使用寿命也是有利的。因此，复合芯外部芯纤维绞合复合，产生了一系连锁叠加优点，更能充分发挥复合芯的优势。以此复合芯制成的组合导线，较纤维直排复合芯组合电缆，同样具有上述优良的物理性能。

以下结合几个具体实施方式，进一步说明实用新型，但实施例只是为了帮助理解实用新型技术方案，而不是对实用新型的具体限定。

附图说明

图1为实用新型复合芯一种结构示意图。

图2为图1复合芯截面剖视图。

图3为实用新型一种组合导线结构示意图。

图4为实用新型一种扩径组合导线结构示意图。

图5为实用新型另一种扩径组合导线结构示意图。

图6为实用新型再一种扩径组合导线结构示意图。

图7为实用新型又一种组合导线结构示意图。

具体实施方式

实施例1：参见图1、2，实用新型组合导线用复合芯，由内向外依次为同心的环氧树脂基纵向平行排列碳纤维复合内部芯1，类似绷带交叉绞合玻璃纤维环氧树脂复合中层芯2，及类似绷带交叉绞合环氧树脂复合外部芯3组成三层结构。

实施例2：参见图3，实用新型组合导线，内部加强芯为实用新型所述复合芯4(例如例1复合芯)，复合芯外依次环绕绞合有拱形导体层5和圆导体层6组成的绞合导体。

实施例3：参见图4，实用新型组合扩径导线，内部复合芯4采用实用新型所述复合芯，复合芯外依次绞合拱形导体层5、圆导体疏绕扩径层7和拱形导体层8组成的绞合导体。

实施例4：参见图5，实用新型组合扩径导线，复合芯4同前，复合芯外依次绞合有金属或非金属支撑扩径填芯9和Z字形铝包钢型线拼合绞合导体10。

实施例5：参见图6，实用新型组合扩径导线，中间加强芯为实用新型所述复合芯制成的中空管11(管壁至少有二层复合，至少外层纤维采用绞合复合树脂固化)，管状复合芯外依次环绕绞合有圆导体层12、拱型导体疏绕扩径层13，和人字形型线拼合导体14。

实施例6：参见图7，如实施例2，所述复合芯外环绕绞合导体由若干层拱型型线15绞合组成。

实施例7：如实施例2、3或6，复合芯与最内层绞合导体间有0.5-8mm间隙，构成耐蚀防振导线。

实施例8：如实施例7，耐蚀防振导线间隙中充填有油膏或油脂。

实施例9：如前述，上述各组合导线最外层导体表面包复(喷涂或浸渍)有聚氨酯涂层。

此外，复合芯还可以采用内外两层结构，内层纤维平行直排，外层纤维绞合；内部芯还可以采用其他非圆的任意几何形状，以及采用多根拼合结构；各层纤维还可以采用其他高强纤维或混合纤维，固化树脂还可以是其他耐温≥200℃的热固性树脂和/或热塑性树脂；复合芯外环绕绞合导体，还可以是其他型线或圆线；组合导线还可以是现有技术钢芯加强其他结构组合导线。等等，实用新型实施例不可能采用穷尽举例，只要采用实用新型所述结构复合芯，均属实用新型保护范围。

Claims

1、组合导线用复合芯，包括高强连续长纤维树脂复合，其特征在于高强连续长纤维树脂复合芯至少包括同心复合的内部和外部二层，至少一外部芯为高强连续长纤维绞合复合树脂固化。

2、根据权利要求1所述组合导线用复合芯，其特征在于外部芯为二层以上的薄层同心复合。

3、根据权利要求1或2所述组合导线用复合芯，其特征在于所说纤维绞合为类似绷带交叉绞合。

4、根据权利要求3所述组合导线用复合芯，其特征在于纤维绞合节距为复合芯直径的10-80倍。

5、根据权利要求4所述组合导线用复合芯，其特征在于纤维绞合节距为复合芯直径的30-50倍。

6、根据权利要求1、2、4或5所述组合导线用复合芯，其特征在于复合芯截面积为10mm²～300mm²。

7、组合导线，由高强连续长纤维树脂复合芯与环绕绞合导体组成，其特征在于所说高强连续长纤维树脂复合芯至少包括同心复合的内部和外部二层，至少一外部芯为高强连续长纤维绞合复合树脂固化。

8、根据权利要求7所述组合导线，其特征在于所说纤维绞合为类似绷带交叉绞合。

9、根据权利要求8所述组合导线，其特征在于纤维绞合节距为复合芯直径的10-80倍。

10、根据权利要求9所述组合导线，其特征在于纤维绞合节距为复合芯直径的30-50倍。

11、根据权利要求7、8、9或10所述组合导线，其特征在于复合芯截面积为10mm²～300mm²。

12、根据权利要求11所述组合导线，其特征在于绞合导体标称截面积为50mm²～2000mm²。

13、根据权利要求12所述组合导线，其特征在于复合芯与最内层绞合电导体间有间隙。

14、根据权利要求13所述组合导线，其特征在于间隙中充填有油膏或油脂。

15、根据权利要求12所述组合导线，其特征在于复合芯为中空管。

16、根据权利要求12所述组合导线，其特征在于复合芯与外导体间有疏绕扩径层。

17、根据权利要求7、8、9、10、12、13、14、15、16或17所述组合导线，其特征在于组合导线最外层导体表面有聚氨酯涂层。