CN201348902Y - 复合芯及复合芯导线 - Google Patents

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王秋玲
何州文
张卓
徐丽
李震
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Abstract

本实用新型涉及一种复合芯及复合芯导线，其中上述复合芯包括碳纤维内层和绝缘纤维外层，所述绝缘纤维外层呈螺纹状包覆在所述碳纤维内层上。上述复合芯导线包括上述复合芯和导电介质，上述导电介质嵌在呈螺纹状的绝缘纤维的纹缝中。上述复合芯，由于采用碳纤维三维织物挤拉成型，且外层缠绕包覆呈螺纹状的绝缘纤维，从而大大提高了复合芯横向的强度和韧性，使其具有很好的抗弯曲能力。上述复合芯导线，由于采用碳纤维增强树脂基复合材料作为承载力的导线芯，具有拉伸强度大、韧性好、热膨胀系数小和弧垂低等特点；同时，由于复合芯和导电介质接触紧密，因而可以避免由导线变形引起的电晕和电干扰等问题。

Description

复合芯及复合芯导线
技术领域
本实用新型涉及复合芯及复合芯导线，特别涉及一种具有良好韧性、横向不易折断的复合芯及复合芯导线。
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，而得到广泛应用，成为架空导线加强钢芯替代芯。目前已有的一种组合导线，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)及铝导体组合导线构成，上述纤维相互平行排列，且上述复合芯采用碳纤维/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。
虽然上述复合芯采用了碳纤维/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，但由于复合芯采用挤拉成型工艺，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，因此该结构的复合芯基本没有解决热固性树脂基复合芯的质脆、内应力大，韧性差，耐疲劳性和耐冲击性差，断裂韧性低，可弯曲量小等内在缺陷，而用作导线加强芯，高的抗拉强度应为首先考虑的要素。另外，采用上述复合芯的导线容易变形，因而易产生电晕、电干扰等问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种复合芯及复合芯导线，使复合芯具有良好的韧性、横向不易折断，使复合芯导线具有良好的韧性和强度、横向不易折断、热膨胀系数小和弧垂小。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种复合芯，该复合芯包括碳纤维内层和绝缘纤维外层，所述绝缘纤维外层呈螺纹状包覆在所述碳纤维内层上。
其中，上述碳纤维内层为三维织物拉挤缠绕成型；上述绝缘纤维外层中的绝缘纤维为玄武岩纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维中的一种或任意组合。
上述绝缘纤维外层的直径为1-3毫米，上述碳纤维内层的直径为4-15毫米。
上述复合芯的密度为1-3g/cm3，优选密度为1.7-1.9g/cm3。
上述复合芯，由于采用碳纤维三维织物挤拉成型，且外层缠绕包覆呈螺纹状的绝缘纤维，从而大大提高了复合芯横向的强度和韧性，使其具有很好的抗弯曲能力。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种复合芯导线，该复合芯导线包括上述复合芯和导电介质，上述导电介质嵌在呈螺纹状的绝缘纤维的纹缝中。
上述导电介质包括铝、铜、银、金和铂；上述复合芯导线的拉断力为120-180KN。
上述复合芯导线，由于采用碳纤维增强树脂基复合材料作为承载力的导线芯，具有拉伸强度大、韧性好、热膨胀系数小和弧垂低等特点；同时，由于复合芯和导电介质可以紧密结合，因而可以避免由导线变形引起的电晕和电干扰等问题。
附图说明
图1为本实用新型复合芯的结构示意图；
图2为本实用新型复合芯的截面示意图；
图3为本实用新型复合芯导线的结构示意图；
图4为本实用新型复合芯导线的截面示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，为本实用新型复合芯的结构示意图，该复合芯包括碳纤维内层1和绝缘纤维外层2，上述绝缘纤维外层2呈螺纹状包覆在上述碳纤维内层1上。
其中，上述碳纤维内层为三维织物拉挤缠绕成型，由于碳纤维材料具有高拉伸强度、良好的韧性，所以该复合芯强度高，韧性好，横向不易折断；另外，上述绝缘纤维可以为玄武岩纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维中的一种或任意组合；如图2所示，为本实用新型复合芯的截面示意图，从图2中可以看出碳纤维内层1和绝缘纤维外层2的位置关系及绝缘纤维外层2呈螺纹状，其中，绝缘纤维外层2的直径为1-3毫米，碳纤维内层1的直径为4-15毫米；该复合芯的密度为1-3g/cm3，优选密度为1.7-1.9g/cm3。
上述复合芯，由于采用碳纤维三维织物挤拉成型，且外层缠绕包覆呈螺纹状的绝缘纤维，大大提高了复合芯横向的强度和韧性，使其具有很好的抗弯曲能力。
如图3所示，为本实用新型复合芯导线的结构示意图，该复合芯导线包括碳纤维内层1、绝缘纤维外层2和导电介质3，上述导电介质3嵌在呈螺纹状的绝缘纤维的纹缝中。
其中，上述碳纤维内层为三维织物拉挤缠绕成型，由于碳纤维材料具有高拉伸强度、良好的韧性，所以该复合芯强度高，韧性好，横向不易折断；另外，上述绝缘纤维可以为玄武岩纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维中的一种或任意组合；其中，上述绝缘纤维外层的直径为1-3毫米，碳纤维内层的直径为4-15毫米；该复合芯的密度为1-3g/cm3，优选密度为1.7-1.9g/cm3。
如图4所示，为本实用新型复合芯导线的截面示意图，从图4中可以看出碳纤维内层1、绝缘纤维外层2和导电介质3之间的位置关系，且上述绝缘纤维外层2呈螺纹状，导电介质3正好嵌在呈螺纹状的绝缘纤维的纹缝中。上述导电介质可以是铝、铜、银、金、铂或其他合金；由于该复合芯导线包含上述结构的复合芯，因而具有高强度和较好的韧性，横向不易拉断，其能承受的拉断力为120-180KN。
上述复合芯导线，由于采用碳纤维增强树脂基复合材料作为承载力的导线芯，具有拉伸强度大、韧性好、热膨胀系数小和弧垂低等特点；同时，由于导电介质嵌在呈螺纹状的绝缘纤维的纹缝中，因而二者接触紧密，从而可以避免由导线变形引起的电晕和电干扰等问题。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1、一种复合芯，其特征在于包括碳纤维内层和绝缘纤维外层，所述绝缘纤维外层呈螺纹状包覆在所述碳纤维内层上。
2、根据权利要求1所述的复合芯，其特征在于所述碳纤维内层为三维织物拉挤缠绕成型。
3、根据权利要求1或2所述的复合芯，其特征在于所述绝缘纤维外层中的绝缘纤维为玄武岩纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维中的一种或任意组合。
4、根据权利要求3所述的复合芯，其特征在于所述绝缘纤维外层的直径为1-3毫米，所述碳纤维内层的直径为4-15毫米。
5、根据权利要求4所述的复合芯，其特征在于所述复合芯的密度为1-3g/cm3。
6、根据权利要求5所述的复合芯，其特征在于所述复合芯的密度为1.7-1.9g/cm3。
7、一种包含权利要求1-6任一所述的复合芯的复合芯导线，其特征在于还包括导电介质，所述导电介质嵌在呈螺纹状的绝缘纤维的纹缝中。
8、根据权利要求7所述的复合芯导线，其特征在于所述导电介质包括铝、铜、银、金和铂。
9、根据权利要求7或8所述的复合芯导线，其特征在于所述复合芯导线的拉断力为120-180KN。
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