CN205943570U - 一种高抗拉、抗冻雨专用型架空绝缘电缆 - Google Patents

Abstract

一种高抗拉、抗冻雨专用型架空绝缘电缆，该电缆包括第一线芯、第二线芯、半导电层、绝缘层、合金导体屏蔽层和护套层，第二线芯绕包在第一线芯外，半导电层挤包在第二线芯外，绝缘层挤包在半导电层外，合金导体屏蔽层挤包在绝缘层外，护套层挤包在合金导体屏蔽层外，所述第一线芯采用碳纤维加强芯、所述第二线芯采用铝合金导体线芯。本实用新型的有益效果使得铝合金导体的导电性能，但弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等却大大提高，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定。

Description

一种高抗拉、抗冻雨专用型架空绝缘电缆

技术领域

本实用新型属于电缆技术领域，特别是涉及一种高抗拉、抗冻雨专用型架空绝缘电缆。

背景技术

目前，广泛使用的架空绝缘电缆铝导体采用圆形、紧压圆形结构，在要求大跨度抗拉要求苛刻的环境下，采用钢芯加铝导体组合加强结构，由于传统电缆铝导体绞合结构，其中，纯铝的机械强度较低约为70MPa，铝导体机械强度差，容易折断，特别在接头处易蠕变，造成电缆下垂，甚至发生局部导体断裂，放电，导致电缆最终击穿断裂，存在巨大的安全隐患，而用钢芯加铝导体组合加强结构，虽然在一定程度上解决了电缆下垂问题，同时也带了诸多弊端，增加的外径，重量，使电缆的运输、施工、敷设及维护提出了更好的要求和不便，致使成本大幅度上升。

我国又是一个冻雨频发的国家，冻雨是一种灾害性天气，它所造成的危害是不可忽视的。冻雨厚度一般可达10～20毫米，最厚的有30～40毫米。冻雨发生时，风力往往较大，所以冻雨对交通运输，特别对通讯和输电线路影响更大。冻雨多发生在冬季和早春时期。我国出现冻雨较多的地区是贵州省，其次是湖南、江西、湖北、河南、安徽、江苏，以及山东、河北、陕西、甘肃、辽宁南部等地；新疆北部和天山地区、内蒙古中部和大兴安岭地区东部也会有冻雨出现。贵州是全国出现冻雨最多的省份，一般从每年12月至次年2月是最容易出现冻雨的时候。贵州的威宁被誉为“冻雨之乡”，威宁的常年冻雨日数可达44.6天。其中1月份最多，平均16.8天，常年12月平均有10.1天。

2008年发生在中国南方罕见的冰冻雪灾，使全国大范围的铁路停运,航班取消，道路阻塞，而更严重的是湖南、广西、贵州的高压输电线因冰冻不堪重负，塔倒线断，造成大面积停电，究其原因在冻雨荷载作用下，输电线的拉力有可能超过其极限拉应力，致使输电线被拉断。电线塔的设计强度不够,可能在输电线的张拉力下产生很大的顶端位移，从而产生失稳破坏。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种高抗拉、抗冻雨专用型架空绝缘电缆。

本实用新型采用的技术方案如下：该电缆包括第一线芯、第二线芯、半导电层、绝缘层、合金导体屏蔽层和护套层，第二线芯绕包在第一线芯外，半导电层挤包在第二线芯外，绝缘层挤包在半导电层外，合金导体屏蔽层挤包在绝缘层外，护套层挤包在合金导体屏蔽层外，所述第一线芯采用碳纤维加强芯、所述第二线芯采用铝合金导体线芯。

所述的半导电层采用：以聚烯烃为基材配合纳米级炭黑组成的合成高分子半导电料。

所述的绝缘层采用：高密度聚乙烯或交联聚乙烯。

所述的合金导体屏蔽层采用：镍铬电热合金或铁铬铝电热合金。

所述的护套层采用环保型聚氯乙烯。

所述的铝合金导体采用AA8030系列铝合金材料。

本实用新型的有益效果：

实用新型架空绝缘电缆，导体以AA8030 系列铝合金材料为导体，铝合金在电工铝中加入铜、铁、镁、硅、锌、硼等合金元素，同时通过工艺调整，采用特殊辊压成型型线绞合生产工艺和退火处理等先进技术发明创造的新型合金材料。弥补了以往纯铝性能上的不足，使得铝合金导体的导电性能，但弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等却大大提高，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定，采用AA-8030 系列铝合金导体，可以大大提高铝合金电缆的导电率、耐高温性，同时解决了纯铝导体电化学腐蚀、伸长率低、抗蠕变性能差、柔韧性差的问题，增加电缆系统的连接可靠性

导体的加强件采用碳纤维材料，碳纤维它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中，时间已过去20多年，它至今仍保持纤维形态。

碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为23000～43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大

内碳纤维外金属导体的组合结构其力学性能更加优异。特别适合于高度落差、大跨度、地形复杂、环境恶劣、经常受外力破坏等特殊环境要求下，长时间使用，不会出现导体线芯拉细、拉断或是电缆发生蠕变、变形、下垂等现象，碳纤维本事为非金属材料，不会和铝产生电位差及电化学腐蚀，提高了电缆的电性能安全。大大提高了电缆的安全性和使用寿命。

铁铬铝电热合金其使用温度高，使用寿命长、表面负荷高、抗氧化性能好、电阻率高，价格便宜，镍铬电热合金系列高温强度较铁铬铝高，高温使用下不易变形，其结构不易改变，塑性较好，易修复，其辐射率高，无磁性，耐腐蚀性强，使用寿命长等。遇到严重冻雨情况，通过通电加热，迅速产生热量，通过传导作用，散发到护套，融化冰雪，从根本上解决了冻雨这种严重的自然灾害性天气，为我国的经济建设，输电安全、通讯服务及人们生活带来了安全保障，同时，避免了冻雨造成的二次伤害，为经济建设节约资源。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中：1碳纤维加强芯、2铝合金导体线芯、 3半导电层、4绝缘层、5合金导体屏蔽层、6护套层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述：

该电缆包括第一线芯、第二线芯、半导电层3、绝缘层4、合金导体屏蔽层5和护套层6，第二线芯绕包在第一线芯外，半导电层3挤包在第二线芯外，绝缘层4挤包在半导电层3外，合金导体屏蔽层5挤包在绝缘层4外，护套层6挤包在合金导体屏蔽层5外，所述第一线芯采用碳纤维加强芯1、所述第二线芯采用铝合金导体线芯2。

所述的半导电层3采用以聚烯烃为基材配合纳米级炭黑组成的合成高分子半导电料，半导电层是由超纯纳米级石墨分子构成，质地细腻、分散均匀，半导电性能良好。紧压导体外均匀挤制半导电层后，可以填平导体制造过程中产生的缺陷空隙，排除残留空气，综合金属屑沫粒子，使局部聚集的电场应力由单一纵向的分布改变为径向分布为主+纵向分布为辅的分布形式，同时，分散和综合带电粒子，达到了降低和均化电场目的，缓冲和减少了绝缘击穿或局部放电。

所述的绝缘层4采用聚烯烃高分子材料（高密度聚乙烯或交联聚乙烯）。其中，交联聚乙烯绝缘是利用化学方法或物理方法，使聚乙烯分子由线型分子结构变为三维网状结构，由热塑性材料变成热固性材料，工作温度从70℃提高到90℃，显著提高了材料性能。

耐热性能：网状立体结构的交联聚乙烯具有十分优异的耐热性能。在200℃以下不会分解及碳化，长期工作温度可达90℃，热寿命可达40年。

绝缘性能：交联聚乙烯保持了聚乙烯原有的良好绝缘特性，且绝缘电阻进一步增大。其介质损耗角正切值很小，且受温度影响不大。

机械特性：由于在大分子间建立了新的化学键，交联聚乙烯的硬度、刚度、耐磨性和抗冲击性均有提高，从而弥补了聚乙烯易受环境应力而龟裂的缺点。

耐化学特性：交联聚乙烯具有较强的耐酸碱和耐油性，其燃烧产物主要为水和二氧化碳，对环境的危害较小，满足现代消防安全的要求。

所述的合金导体屏蔽层5采用镍铬电热合金或铁铬铝电热合金，镍铬丝主要化学成分为镍和铬。高温下的强度高；长期使用后再冷下来，材料不会变脆；充分氧化后的镍铬合金其辐射率比铁铬铝合金高；无磁性；除硫气氛外，有较好的耐腐蚀性。

所述的护套层6采用环保型聚氯乙烯，是由氯乙烯聚合而得的一种高分子化合物，通过改良后的聚氯乙烯不含有八大重金属和邻笨二甲酸，具有稳定的物理化学性质，不溶于水、酒精、汽油，气体、水汽渗漏性低；在常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50—60%的硝酸和20%以下的烧碱溶液，具有一定的抗化学腐蚀性；对盐类相当稳定，但能够溶解于醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃等有机溶剂。聚氯乙烯的最大特点是阻燃，因此被广泛用于防火应用。

所述的铝合金导体采用AA8030系列铝合金材料，以纯铝为基材加入硅、铁、铜、镁、锌、硼等微量元素组成，经过改良后导体具有抗蠕变性强，不需要后期维护；疲劳强度好，弯折不易折断；高温情况下，电阻稳定等突出优点。

Claims (5)

1.一种高抗拉、抗冻雨专用型架空绝缘电缆，其特征在于：该电缆包括第一线芯、第二线芯、半导电层、绝缘层、合金导体屏蔽层和护套层，第二线芯绕包在第一线芯外，半导电层挤包在第二线芯外，绝缘层挤包在半导电层外，合金导体屏蔽层挤包在绝缘层外，护套层挤包在合金导体屏蔽层外，所述第一线芯采用碳纤维加强芯、所述第二线芯采用铝合金导体线芯。

2.根据权利要求1所述的高抗拉、抗冻雨专用型架空绝缘电缆，其特征在于：所述的绝缘层采用：高密度聚乙烯或交联聚乙烯。

3.根据权利要求1所述的高抗拉、抗冻雨专用型架空绝缘电缆，其特征在于：所述的合金导体屏蔽层采用：镍铬电热合金或铁铬铝电热合金。

4.根据权利要求1所述的高抗拉、抗冻雨专用型架空绝缘电缆，其特征在于：所述的护套层采用环保型聚氯乙烯。

5.根据权利要求1所述的高抗拉、抗冻雨专用型架空绝缘电缆，其特征在于：所述的铝合金导体采用AA8030系列铝合金材料。