CN205645377U - 一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于线缆技术领域，特指一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，在碳纤维复合芯的外表面由内向外依次设置有环氧树脂保护层、耐热铝合金型线绞合层，优点是：与传统的普通导线相比，具有强度高、导电率高、载流量高、线损低、耐热性好、耐腐蚀性好、重量轻、弛度低、跨距大等诸多优点，综合解决了电力传输存在的各种技术难题，可使输电线路的输电容量大幅增加，大大提高了输电线路的传输效率；从节能环保和提高输电能力等方面综合来看，具有显著的社会经济效益，适用于电力线路的新建、改造和扩容项目中，应用前景非常广阔。
Description
技术领域
本实用新型属于线缆技术领域，特指一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线。
背景技术
现代社会经济的发展，加速了电力工业的高速发展，也推动了输电线路的技术进步。架空电力导线作为输送电力的载体，在输电线路中占有极为重要的地位。长期以来，传统的架空电力导线主要使用的是钢芯铝绞线，这种普通电力导线具有强度低、导电率低、载流量低、线损高、耐热性差、重量重、跨距小等缺点，使用这种电力导线来进行输送电力会导致输电成本居高不下，传输效率低下，严重阻碍了电力工业的正常发展。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，具有强度高、导电率高、载流量高、线损低、耐热性好、耐腐蚀性好、重量轻、弛度低、跨距大等诸多优点，综合解决了电力传输存在的各种技术难题，可使输电线路的输电容量大幅增加，大大提高了输电线路的传输效率。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，在碳纤维复合芯的外表面由内向外依次设置有环氧树脂保护层、耐热铝合金型线绞合层。
在上述技术方案中，所述碳纤维复合芯的横截面呈圆形，碳纤维复合芯由聚丙烯腈PAN基碳纤维丝束制成，聚丙烯腈PAN基碳纤维丝束外包覆有无碱玻璃纤维层。
在上述技术方案中，所述碳纤维复合芯的直径为4.5mm—9.5mm。
在上述技术方案中，所述环氧树脂保护层的厚度为0.3mm—0.7mm。
在上述技术方案中，所述环氧树脂保护层的厚度为0.5mm。
在上述技术方案中，所述铝合金型线绞合层包括由内到外设置有两层以上，且相邻的铝合金型线绞合层的绞向相反。
在上述技术方案中，所述最外层的铝合金型线绞合层的绞向为右向。
在上述技术方案中，任一层的铝合金型线绞合层的节径比不大于相邻的内层的铝合金型线绞合层的节径比。
在上述技术方案中，所述铝合金型线绞合层中的铝合金单线的横截面呈梯形。
本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1、本实用新型的电力导线与传统的普通导线相比，具有强度高、导电率高、载流量高、线损低、耐热性好、耐腐蚀性好、重量轻、弛度低、跨距大等诸多优点，综合解决了电力传输存在的各种技术难题，可使输电线路的输电容量大幅增加，大大提高了输电线路的传输效率。
2、本实用新型的电力导线从节能环保和提高输电能力等方面综合来看，具有显著的社会经济效益，适用于电力线路的新建、改造和扩容项目中，应用前景非常广阔。
附图说明
图1是本实用新型的剖面结构示意图。
图2是本实用新型的碳纤维复合芯外表面设置有环氧树脂保护层的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1—2：
一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，在碳纤维复合芯1的外表面由内向外依次设置有环氧树脂保护层2、耐热铝合金型线绞合层3，碳纤维复合芯1的横截面呈圆形，碳纤维复合芯1由聚丙烯腈PAN基碳纤维丝束4制成，聚丙烯腈PAN基碳纤维丝束外包覆有无碱玻璃纤维层5，碳纤维复合芯1的直径为4.5mm—9.5mm，环氧树脂保护层2的厚度为0.3mm—0.7mm，环氧树脂保护层2的厚度为0.5mm。
上述铝合金型线绞合层3包括由内到外设置有两层以上，且相邻的铝合金型线绞合层3的绞向相反，最外层的铝合金型线绞合层3的绞向为向右，任一层的铝合金型线绞合层3的节径比不大于相邻的内层的铝合金型线绞合层3的节径比，铝合金型线绞合层3中的铝合金单线的横截面呈梯形。
碳纤维复合芯1是一种既具有碳素材料的结构特性，同时又具有纤维形态特性的新型有机复合材料，其中，聚丙烯腈PAN基碳纤维丝是一种机械物理性能非常优异的有机材料，具有重量轻、强度大、比重小、线膨胀系数小等特性，无碱玻璃纤维丝是一种性能优异的非金属材料，具有优异的电绝缘性、化学稳定性。采用连续拉挤复合技术，将高强度的聚丙烯腈PAN基碳纤维丝、高强度的无碱玻璃纤维丝在恒温(20℃)、恒湿(40％)条件下通过拉挤设备紧密复合在一起，制作出来的碳纤维复合芯1的抗张强度不小于2290MPa，抗张强度是普通钢丝的1.7倍，是高强度钢丝的1.5倍；
环氧树脂保护层2采用新型高温韧性环氧树脂体，通过快速固化技术包覆在碳纤维复合芯1表面，形成环氧树脂保护层2，新型高温韧性环氧树脂，其固化物玻璃化Tg(DMA法)转变温度可达200℃以上，因此环氧树脂保护层2具有优异的耐高温性，耐腐蚀性，能够长期在较高温度下运行。
铝合金型线绞合层3中的铝合金线采用高导电率耐热铝合金导线加工形成，熔炼时，加入适量的铁、硅等合金成分，其中硅的添加比例在0.03％-0.04％，铁的添加比例在0.05％-0.10％，铝材纯度不小于99.85％，加工出的铝合金杆导电率达到63％IACS，长期工作温度达160℃，铝合金型线采用连续挤铝机挤出工艺生产，其横截面为梯形形状，挤制出的铝合金型线更加结构紧凑、组织致密，具有载流量大、耐热性好等特性。
耐热铝合金型线绞合时，应调整好预成型装置、单线张力控制、分线盘，保证加工精度，压模采用纳米模，并根据绞线的特点确定结构尺寸、绞向、节径比，使各层的铝合金型线排列紧密、整齐，张力适宜。
本实用新型的电力导线与传统导线相比，具有以下性能特点：
1)碳纤维复合芯1比重不大于1.9g/cm3，比重只有钢的1/4，弧垂是普通导线的1/12，其具有重量轻，低弛度等特性，可降低电力线路杆塔的高度，节省了线路的综合成本，提高了线路运行的可靠性。
2)碳纤维复合芯抗张强度不小于2290MPa，是普通钢丝的1.7倍，是高强度钢丝的1.5倍，其破断力比普通导线增加了30％；抗张强度的提高，增大了电力线路杆塔之间的跨距，减少杆塔数约20％，减低了电力线路的建设成本；碳纤维复合芯线膨胀系数不大于2.0×10-5/℃，在高温下，弧垂是普通导线的1/12，保证了使用安全。
3)耐腐蚀性好：碳纤维复合芯1具有优异的耐腐蚀性，由于其外表面是无碱玻璃纤维，具有优异的绝缘性，碳纤维复合芯与耐热铝合金型线之间不存在电位差，不会产生电化学腐蚀，使用寿命高于普通导线的两倍。
4)导电率高，载流量大：碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，其导电率为63％IACS，相同直径时，其绞线截面积为普通导线的1.29倍，载流量可提高29％，在160℃时的载流量比普通导线提高60％以上，运行时可减少输电线损6％左右；在特殊高寒地区，其可作为融冰电力导线，确保电力通畅。
5)高温耐热性好，使用寿命长：本实用新型的电力导线的长期工作温度在160℃，短时允许温度可达200℃，载流量比普通导线提高60％以上，且工作温度在160℃时，热老化寿命不小于40年，使用寿命显著提升。
上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，其特征在于：在碳纤维复合芯的外表面由内向外依次设置有环氧树脂保护层、耐热铝合金型线绞合层。
2.根据权利要求1所述的一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，其特征在于：所述碳纤维复合芯的横截面呈圆形，碳纤维复合芯由聚丙烯腈PAN基碳纤维丝束制成，聚丙烯腈PAN基碳纤维丝束外包覆有无碱玻璃纤维层。
3.根据权利要求2所述的一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，其特征在于：所述碳纤维复合芯的直径为4.5mm—9.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，其特征在于：所述环氧树脂保护层的厚度为0.3mm—0.7mm。
5.根据权利要求4所述的一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，其特征在于：所述环氧树脂保护层的厚度为0.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，其特征在于：所述铝合金型线绞合层包括由内到外设置有两层以上，且相邻的铝合金型线绞合层的绞向相反。
7.根据权利要求6所述的一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，其特征在于：所述最外层的铝合金型线绞合层的绞向为右向。
8.根据权利要求6所述的一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，其特征在于：任一层的铝合金型线绞合层的节径比不大于相邻的内层的铝合金型线绞合层的节径比。
9.根据权利要求6所述的一种高强高导碳纤维复合芯耐热铝合金型线电力导线，其特征在于：所述铝合金型线绞合层中的铝合金单线的横截面呈梯形。
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|---|---|---|---|---|
| CN106876030A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-20 | 深圳市奔达康电缆股份有限公司 | 光纤复合低压电力电缆 |
| CN106920581A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-07-04 | 中复碳芯电缆科技有限公司 | 碳纤维绳加强芯铝绞线及其制备方法 |
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- 2016-05-09 CN CN201620417699.6U patent/CN205645377U/zh active Active
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