CN210245123U - 碳纤维复合芯软型铝绞线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力电缆技术领域，具体涉及一种碳纤维复合芯软型铝绞线，包括碳纤维复合芯和碳纤维复合芯外绞合的铝绞线层；碳纤维复合芯包括碳纤维芯，碳纤维芯外包覆玻璃纤维网层，玻璃纤维网层外设置环氧树脂保护层；铝绞线层至少为两层，铝绞线层的每一层由若干根截面为梯形的铝导线绞合而成，梯形的铝导线的内表面和外表面均为弧面；碳纤维芯为若干根碳纤维组成的碳纤维束。碳纤维复合芯替代镀锌钢丝或铝包钢芯后导线的重量轻、强度高，在相同的运行应力时弧垂小；铝绞线导线的线膨胀系数小，在最低温到最高温的运行温度范围内弛度小；铝绞线导线的外径小，导线运行时的风偏及覆冰载荷小，可节约输电线路施工成本。

Description

碳纤维复合芯软型铝绞线

技术领域

本实用新型涉及电力电缆技术领域，具体涉及一种碳纤维复合芯软型铝绞线。

背景技术

在上世纪90年代末，人们开始尝试采用复合材料代替金属材料来制作导线的芯材，改善导线的弧垂特性，以达到提高线路输送容量的目的。

现有的导线具有不能适用于大跨越、大落差、重冰区、高污染等特殊气候和地理场合的线路的缺点，并且在旧的输电线路增容改造时存在需要改变基础设施建设的问题。

碳纤维复合材料的比重为钢的1/4、强度为钢的2倍、线膨胀系数为钢的1/10，有着优异力学特性和热稳定性。碳纤维复合芯导线由于复合芯的强度足够高，不再需要铝承担受力作用，导电的铝就可以采用退火状态的软铝，其导电率可超过63%IACS；软铝的截面设计成瓦型，可大幅减小导线外径。

目前，世界上很多发达国家，在架空输电线路工程上都在开发使用新型的架空导线。本公司也已经研制出该导线并运用于输电线路中，该导线的研发对于降低线路工程造价及提供安全可靠运行具有重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决以下技术问题：

由于现有采用钢芯铝绞线由于重量重，电阻大，线损高，跨距小，强度低，导致存在绞线不能适用于大跨越、大落差、重冰区、高污染等特殊气候和地理场合的问题；现有采用钢芯绞线将旧的输电线路增容改造时需要改变基础设施建设的问题；

同时，现有铝绞线容易散开，结构不够紧凑，绞合的导线在容易散开，特别是在截断的断面处。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种碳纤维复合芯软型铝绞线，包括碳纤维复合芯和碳纤维复合芯外绞合的铝绞线层；碳纤维复合芯包括碳纤维芯，碳纤维芯外包覆玻璃纤维网层，玻璃纤维网层外设置环氧树脂保护层；铝绞线层至少为两层，铝绞线层的每一层由若干根截面为梯形的铝导线绞合而成，梯形的铝导线的内表面和外表面均为弧面；碳纤维芯为若干根碳纤维组成的碳纤维束。

优选的，铝绞线层为两层，内层的铝绞线层所采用的铝导线，其截面梯形的高大于梯形的中位线长度；外层的铝绞线层所采用的铝导线，其截面梯形的中位线长度大于梯形的高，即外层铝导线截面为扁平型。

优选的，内层铝绞线层的铝导线个数为7或9个。

优选的，外层铝绞线层的铝导线个数为11或13个。

优选的，铝绞线层，内层的节径比为10-14，外层的节径比为8-12。

优选的，铝绞线层外设置有耐候绝缘层。

优选的，碳纤维复合芯的外径为8-10mm。

优选的，外层铝绞线层和内层铝绞线层之间设有石墨润滑层。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

碳纤维复合芯替代镀锌钢丝或铝包钢芯后导线的重量轻、强度高，在相同的运行应力时弧垂小；

铝绞线导线的线膨胀系数小，在最低温到最高温的运行温度范围内弛度小；

铝绞线导线的外径小，导线运行时的风偏及覆冰载荷小，可节约输电线路施工成本；

铝绞线导线的直流电阻和交流电阻小，线路运行时线损小

铝绞线导线允许运行温度 180℃，可大幅度增容；

铝绞线导线耐腐蚀，使用寿命长；导线表面紧凑、光滑，电晕损耗小；

铝绞线导线便于后续回收；

铝绞线导线不易生锈。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的碳纤维复合芯的结构示意图；

图3是本实用新型的细节结构示意图；

图4是本实用新型的进一步改进结构示意图；

图5是本实用新型进一步改进的局部结构图。

图中：1碳纤维复合芯，2铝绞线层，3钢芯线，4碳纤维芯，5铝导线，6玻璃纤维网层，7环氧树脂保护层，8耐候绝缘层，9石墨润滑层。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述说明。

实施例：

一种碳纤维复合芯软型铝绞线，如图1所示， 铝绞线包括碳纤维复合芯1和碳纤维复合芯1外绞合的铝绞线层2。

如图2所示，是碳纤维复合芯1的细节结构，具体的，碳纤维复合芯1包括碳纤维芯4，碳纤维芯4为若干根碳纤维组成的碳纤维束。在碳纤维芯4外包覆玻璃纤维网层6，玻璃纤维网层6外设置环氧树脂保护层7；碳纤维复合芯1的外径设置为8-10mm。

铝绞线层2至少为两层，铝绞线层2的每一层由若干根截面为梯形的铝导线5绞合而成，梯形的铝导线5的内表面和外表面均为弧面； 如图3所示，铝绞线层2为两层，内层的铝绞线层2所采用的铝导线5，其截面梯形的高大于梯形的中位线长度；外层的铝绞线层2所采用的铝导线5，其截面梯形的中位线长度大于梯形的高，即外层铝导线5截面为扁平型。更具体的，内层铝绞线层2的铝导线5个数为7个，外层铝绞线层2的铝导线5个数为11个。

以上结构形成了整个铝绞线的结构。关于上述结构中，铝绞线层2的具体参数有如下设置：其内层的节径比为10-14，外层的节径比为8-12。

对上述的结构进行进一步的改进，是在铝绞线层2外设置有耐候绝缘层8，用于对正更饿铝绞线起到一定的绝缘作用，并且在碳纤维芯4内设置钢芯线3，利用钢芯线3提高碳纤维芯4的刚性，便于生产加工。如图5所示，外层铝绞线层2和内层铝绞线层2之间设有石墨润滑层9，石墨润滑层9可以避免铝绞线生锈，并且能够避免两层铝导线5粘合在一起，便于后续回收时将二者分离。

本实用新型为解决现有的导线不能适用于大跨越、大落差、重冰区、高污染等特殊气候和地理场合的线路的缺点，以及旧的输电线路增容改造需要改变基础设施建设的问题而研发设计的碳纤维复合芯软型铝绞线。

通过改变导线绞线结构，导线中心部分采用碳纤维复合芯，碳纤维复合材料的比重为钢的 1/4、强度为钢的 2 倍、线膨胀系数为钢的1/10，有着优异力学特性和热稳定性，碳纤维复合芯导线由于复合芯的强度足够高，不再需要铝承担受力作用，导电的铝就可以采用退火状态的软铝，其导电率可超过 63%IACS。

铝导线5截面设计成梯型，可大幅减小导线外径，使得可以对输电线路进行较小改动就可以增容改造，节约建设成本。因为导线外层为软铝型线，绞合后导线表面紧密不容易挂冰，从而也可以在重冰区使用该导线。

所述碳纤维芯4为中心层和玻璃纤维包覆形成的单根芯棒，利用碳纤维、环氧树脂耐冲击性强、拉伸应力和弯曲应力承受能力大的特点。将碳纤维与玻璃纤维进行拉伸后，浸渍在环氧树脂中，然后经高温固化形成复合材料芯线，作为优选本规格导线中的碳纤维复合芯直径为8.0mm。

所述外层铝导线5采用9.5mm铝杆通过型线模拉制成梯形型线，并通过一定工艺进行软化，作为优选采用等效直径为4.80mm的软铝型线。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种碳纤维复合芯软型铝绞线，其特征在于，包括碳纤维复合芯（1）和碳纤维复合芯（1）外绞合的铝绞线层（2）；碳纤维复合芯（1）包括碳纤维芯（4），碳纤维芯（4）外包覆玻璃纤维网层（6），玻璃纤维网层（6）外设置环氧树脂保护层（7）；铝绞线层（2）至少为两层，铝绞线层（2）的每一层由若干根截面为梯形的铝导线（5）绞合而成，梯形的铝导线（5）的内表面和外表面均为弧面；碳纤维芯（4）为若干根碳纤维组成的碳纤维束。

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合芯软型铝绞线，其特征在于，铝绞线层（2）为两层，内层的铝绞线层（2）所采用的铝导线（5），其截面梯形的高大于梯形的中位线长度；外层的铝绞线层（2）所采用的铝导线（5），其截面梯形的中位线长度大于梯形的高，即外层铝导线（5）截面为扁平型。

3.根据权利要求2所述的碳纤维复合芯软型铝绞线，其特征在于，内层铝绞线层（2）的铝导线（5）个数为7或9个。

4.根据权利要求2所述的碳纤维复合芯软型铝绞线，其特征在于，外层铝绞线层（2）的铝导线（5）个数为11或13个。

5.根据权利要求2所述的碳纤维复合芯软型铝绞线，其特征在于，铝绞线层（2），内层的节径比为10-14，外层的节径比为8-12。

6.根据权利要求1所述的碳纤维复合芯软型铝绞线，其特征在于，铝绞线层（2）外设置有耐候绝缘层（8）。

7.根据权利要求1所述的碳纤维复合芯软型铝绞线，其特征在于，碳纤维复合芯（1）的外径为8-10mm。

8.根据权利要求1所述的碳纤维复合芯软型铝绞线，其特征在于，外层铝绞线层（2）和内层铝绞线层（2）之间设有石墨润滑层（9）。

9.根据权利要求1所述的碳纤维复合芯软型铝绞线，其特征在于，碳纤维复合芯（1）内设置有钢芯线（3）。

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