CN202711808U - 一种绝缘型碳纤维复合芯导线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种绝缘型碳纤维复合芯导线，其基本结构有四层组成，其芯部是碳纤维复合材料芯杆，芯杆外层是导电体，导电体外层是耐高温树脂绝缘层，最外层是编织纤维与树脂固化的编织防护层。本实用新型的芯杆采用拉挤工艺成型，导电体采用复合绞制工艺成型，高温绝缘树脂层采用涂覆或缠绕成型，最外部保护层采用浸渍耐高温树脂的绝缘纤维编织固化成型。本实用新型的新型导线具有施工防擦伤和外层绝缘特性，可有效防止高压线路风偏放电、污闪放电等电路隐患，提高高压走廊的外绝缘，提高系统运行安全性。特别适合用作超高压、特高压电力输送导线。
Description
技术领域
本实用新型属于高压输电导线的生产和应用领域，特别涉及到绝缘型碳纤维复合芯导线。
背景技术
国内外高压输电中的关键技术之一是导线，导线性能的好坏直接影响输电特性。导线在使用过程中，要承受复杂工矿的影响：风力疲劳载荷、电场感应、磁场涡流、高温、高寒、雨雪冰雹等，而且受到大气中各种介质的腐蚀。因而要求导线要具有高的导电特性、高的拉伸强度、高的抗疲劳性能、高的耐复杂环境影响和耐腐蚀性能。目前国内外用的导线几乎全部为钢芯铝绞线或钢芯铜绞线，该类导线虽然能够满足导电要求，但线损高，弧垂大，电磁噪音大，不耐腐蚀，不利于加大塔距和高温输电。
国外近几年出现了复合材料芯导线，其特征是以碳纤维或陶瓷纤维增强环氧树脂基复合材料代替钢芯，该新型导线具有受热不膨胀，重量轻等优点，获得了国际输变电系统的青睐和认可，但该类型导线外部裸露，不适合在城区或有高温绝缘要求的环境中使用，无法充分发挥碳纤维复合芯导线的倍容、抗覆冰等全部优势，因而一定程度上限制了该新型导线在高压输电线路上的应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种绝缘型碳纤维复合芯导线，既具有碳纤维复合芯导线的现有全部特性，还具有外部绝缘特性，极大提供高压输电的安全性。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种绝缘型碳纤维复合芯导线及其制备方法，它分四层结构，其芯部是耐高温碳纤维复合材料芯杆，芯杆外层是导电体，导电体外层是耐高温树脂绝缘层，最外层是编织纤维与树脂固化的编织防护层。
所述芯杆采用碳纤维增强耐高温树脂连续拉挤成型，树脂体系为热塑性或热固性，耐热温度200℃以上。
所述导电体材质为纯铝或铝合金或铜或铜合金或银或银合金；导电体由多个单股导电体绞制而成，单股导电体的截面为圆形或椭圆形或扇形或Z形；绞制时单股独立绞制，或多股先预绞合股后，再用合股后的股线绞制。
所述耐高温树脂绝缘层材质为有机硅或有机氟树脂，采用涂覆或绝缘带缠绕包覆工艺完成。
所述编织防护层为纤维增强树脂编制体，所用编织纤维是具有绝缘性能的有机或无机纤维，为玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或超高分子量聚乙烯纤维，或者是以上几种纤维的组合体；所用树脂体系为耐高温热固性树脂，喂环氧、酚醛或其他耐温树脂。
本实用新型的芯部是碳纤维增强树脂基复合材料杆体，杆体外部绞制有单层或多层导电体股线，导电股线外侧是耐高温绝缘层，最外侧是纤维增强树脂编织体。
在使用过程中，复合材料芯杆是导线载荷的承受体，导电体用于传输电力，耐高温树脂绝缘层起到外绝缘作用，其耐温级别与复合材料导线芯杆具有同等水平，编织防护层用于保护绝缘层免受施工过程中带来的损伤，同时对绝缘层起到加强作用。
本实用新型的有益效果是：制备的绝缘型碳纤维复合材芯导线，其拉伸强度超过2100Mpa，拉伸模量大于120Gpa，使用温度超过150℃，具有耐腐蚀、绝缘好、抗覆冰等优良性能。新型导线具有施工防擦伤和外层绝缘特性，可有效防止高压线路风偏放电、污闪放电等电路隐患，提高高压走廊的外绝缘，提高系统运行安全性。特别适合用作超高压、特高压电力输送导线。
附图说明
图1为本实用新型的剖视图。
其中，1.芯杆，2.导电体，3.耐高温树脂绝缘层，4.编织防护层。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1：
用碳纤维为增强体，耐高温环氧树脂为基体，采用连续拉挤工艺制备碳纤维复合材料芯杆1，直径9mm。
以电解导电铝杆作为原料，利用大拉机拉制铝单线,单股铝线直径3mm。
利用框绞机以本实施例中制得9mm碳纤维复合材料芯杆1，在外侧分两层绞制34根本实施例制得的3mm铝线，连续生产达到需要的长度，获得导电面积为240mm2的碳纤维复合芯导线。
利用热涂覆工艺在绞制好的碳纤维复合芯导线外侧均匀涂覆一层2mm厚的有机硅耐高温树脂绝缘层3，再在其外侧利用编织机复合一层1.5mm厚的玄武岩纤维，并浸渍耐高温环氧树脂，形成编织防护层4，经模具高温固化后制得本实用新型产品。
实施例2：
用碳纤维为增强体，耐高温酚醛树脂为基体，采用连续拉挤工艺制备碳纤维复合材料芯杆1，直径10mm。
以电解导电铜杆作为原料，利用大拉机拉制扇形截面铜单线,单股铜线有效面积7.02mm2。
利用框绞机以本实施例中制得的10mm碳纤维复合材料芯杆1，在外侧分三层绞制57根本实施例制得的扇形截面铜线，连续生产达到需要的长度，获得导电面积为400mm2的碳纤维复合芯导线。
利用连续缠绕工艺在绞制好的碳纤维复合芯导线外侧均匀缠绕一层2mm厚的有机氟耐高温树脂绝缘层3，再在其外侧利用编织机复合一层2mm厚的芳纶纤维，并浸渍耐高温酚醛树脂，形成编织防护层4，经模具高温固化后制得本实用新型产品。
Claims (4)
1.一种绝缘型碳纤维复合芯导线，其特征是，它分四层结构，其芯部是耐高温碳纤维复合材料芯杆，芯杆外层是导电体，导电体外层是耐高温树脂绝缘层，最外层是编织纤维与树脂固化的编织防护层。
2.如权利要求1所述的绝缘型碳纤维复合芯导线，其特征是，所述芯杆采用碳纤维增强耐高温树脂连续拉挤成型，树脂体系为热塑性或热固性，耐热温度200℃以上。
3.如权利要求1所述的绝缘型碳纤维复合芯导线，其特征是，所述导电体材质为纯铝或铝合金或铜或铜合金或银或银合金；导电体由多个单股导电体绞制而成，单股导电体的截面为圆形或椭圆形或扇形或Z形；绞制时单股独立绞制，或多股先预绞合股后，再用合股后的股线绞制。
4.如权利要求1所述的绝缘型碳纤维复合芯导线，其特征是，所述耐高温树脂绝缘层材质为有机硅或有机氟树脂，采用涂覆或绝缘带缠绕包覆工艺完成。
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