輸電導線樹脂基高強纖維複合芯及複合芯導線的製作方法

2023-09-12 04:40:40 2

專利名稱：輸電導線樹脂基高強纖維複合芯及複合芯導線的製作方法
技術領域：
實用新型是對架空輸導線樹脂基高強纖維複合芯的改進，尤其涉及一種表面磨擦
力大，抗開裂及彎曲性能好，使用壽命長的高強纖維複合芯，及以此複合芯為加強芯的複合 導線。
背景技術：
輸電導線用樹脂基高強度連續纖維複合芯(簡稱複合芯)，例如中國專利 CN1649718所述複合芯，因具有抗拉強度大、耐溫高、線膨脹係數小等特點，在輸電導線中優 勢日益凸現。然而此類複合芯，由於採用拉擠成型，客觀上也有其自身不足，例如複合芯由 於採用拉擠成型，表面光滑，表面摩擦力小，與外絞合的鋁導體握著力小，不僅造成整體結 構不穩定，並且與金具連接握著力也小，不利於架設施工和固定，嚴重會出現絞合導體滑脫 抽芯，需用專用放線金具施工，給導線施工和運行均帶來不利影響；其次，複合芯質脆、韌性 差、耐衝擊性差，在受側向衝擊或壓力或彎曲時易發生縱向開裂，導致強度大幅度下降，危 及安全運行。其次，複合芯長期與空氣接觸，會加速樹脂的老化，從而造成導線壽命降低。 其次，人們為降低複合芯成本，和/或提高複合芯的彎曲性能，一種方法是採用碳 纖維芯作內層，外複合有另一種纖維例如玻璃纖維和/或玄武巖纖維層。例如中國專利 CN201237921複合材料芯，碳纖維芯體(1)外包覆有0. 5_1. 5毫米玻璃纖維保護層(2)。申 請人再先申請專利CN200620126418. 8複合芯，有同心複合的內部和外部二層。雖然兩種纖 維通過拉擠複合組成複合芯，依靠樹脂的粘結組成整體，但客觀上由於複合芯處於長期受 力狀態，兩種纖維材料的線膨脹係數及彈性模量各不相同，加上兩種樹脂基纖維芯結合結 合面光滑磨擦力小，時間長後，特別是在使用過程中溫度變化落差較大情況下，會出現兩種 纖維層接觸界面的分層，從而導致強度的急劇降低，有效壽命縮短，影響複合芯的性能和推 廣應用。 上述不足值得改進加以克服。
實用新型內容實用新型第一 目的在於克服上述已有技術的不足，提供一種表面摩擦力大，方便
施工，以及抗衝擊防開裂性好的輸電導線樹脂基高強纖維複合芯。 實用新型第二目的在於提供一種由上述複合芯製得的複合芯導線。 實用新型第一 目的實現，主要改進是通過在樹脂基高強纖維複合芯外表擠包一鋁
層，擠包複合鋁層，不僅改變了複合芯表面光滑特性，使之與絞合鋁導體有較高磨擦力，而
且擠包鋁層還對複合芯有抱緊作用，可以提高複合芯抗開裂能力，以及使複合芯隔絕空氣
減緩樹脂老化，從而克服現有複合芯表面光滑，與鋁導體磨擦力小，以及受外力易開裂、不
防氧化的不足，實現實用新型目的。具體說，實用新型輸電導線樹脂基高強纖維複合芯，包
括成型的樹脂基高強纖維複合芯，其特徵在於複合芯外表擠包有厚度^ 0. 3mm鋁層。 實用新型擠包鋁層，試驗表明厚度在0.3mm及以上，即具有上述功能，兼顧性能及經濟性，一種更好為擠包鋁層厚度為0. 5-1. Omm，擠包鋁層過厚，實際無此必要，反面會造成
鋁材的浪費，增加成本。相對地，如果複合芯為單芯，則擠包鋁層宜相對厚一些；如果複合芯
系多根相對細的複合芯絞合結構，則各複合芯外擠包鋁層可以適當薄一點。 複合芯中連續高強纖維，可以是單一的高強纖維，例如中國專利CN1649718所述
單一纖維，或者混合纖維，此為現有技術。所得複合芯，可以是實芯結構，也可以是空心結
構，其截面形狀不限，例如可以是圓形，也可以是其他各種異形。 此外，如果複合芯採用內外兩種不同纖維同心複合結構，一種較好為使內層樹脂 基纖維芯周面為非光滑的凹凸表面，可以使內外層樹脂基纖維芯相互嵌入，形成非平滑結 合界面，例如優選為鋸齒形界面複合。 實用新型複合芯導線，包括複合芯內芯和外絞合的一或多層鋁導體，其特徵是所 說複合芯外表擠包有厚度^ 0. 3mm鋁層。 此外，組成導線的複合芯，可以是單根複合芯，也可以是多根相對細的複合芯絞合 組成。 外絞合鋁導體，可以是純鋁或鋁合金圓導體，也可以是型線。 組成導線，可以是普通導線，也可以是擴徑導線，以及其他功能導線。 所用複合芯，為上述公開的各種複合芯。 實用新型輸電導線樹脂基高強纖維複合芯及複合芯電纜，相對於現有技術複合
芯，由於在其表面擠包有整體鋁層，不僅顯著提高了與外絞合鋁導體的磨擦力，所得導線整
體結構穩定，方便了施工，施工放線過程不會造成因磨擦力不夠而產生抽芯；而且整體鋁層
的抱合作用，極大提高了複合芯受外力抗開裂能力。此外，複合芯外面擠包有鋁層，還具有
減緩樹脂老化功能，可以提高複合芯的使用壽命。特別是，複合芯的磨擦力增加，在施工放
線中，可以不用複合芯專用工具，使用現有鋼芯導線用壓接式金具施工。並且擠包鋁層還具
有一定的導電功能，還可以提高輸電能力。擠包鋁層，與絞合鋁導體電阻基本一致，而不會
因電阻值不同，存在電位差，造成對導線的電化學腐蝕。雙層不同纖維，由於採用相互嵌入
界面複合結構，使得由兩種纖維內外複合組成的複合芯，顯著提高了兩種纖維複合的結合
力和結合強度，在使用中內外複合層不易分層，極大提高使用的安全性。 以下結合幾個優化具體實施例，示例性說明及幫助進一步理解實用新型，但實施
例具體細節僅是為了說明實用新型，並不代表實用新型構思下全部技術方案，因此不應理
解為對實用新型總的技術方案限定，一些在技術人員看來，不偏離實用新型構思的非實質
性增加和/或改動，例如以具有相同或相似技術效果的技術特徵簡單改變或替換，均屬實
用新型保護範圍。

圖1為實用新型多個細複合芯絞合組成複合芯的截面結構示意圖。 圖2為實用新型單芯複合芯截面結構示意圖。 圖3為由兩種不同纖維同心複合組成複合芯的一種典型複合截面結構示意圖。 圖4為單複合芯組成的一種導線截面結構示意圖。 圖5為多個複合芯絞合成複合芯組成的一種導線截面結構示意圖。 圖6為單芯複合芯組成的另一種導線截面結構示意圖。
4[0024] 圖7為多個複合芯絞合成複合芯組成的擴徑導線截面結構示意圖。
具體實施方式
實施例1 :參見圖2，實用新型輸電導線樹脂基高強纖維複合芯，包括拉擠成型由 按設計的連續碳纖維、玻璃纖維或玄武巖纖維混合的樹脂基複合芯1，在拉擠得到的複合 芯表面象電纜擠包護套方法，由擠鋁機將熔融鋁液擠包到複合芯表面，形成閉合的厚度為 0. 6mm的包履鋁層2。 實施例2 :參見圖l，採用多個(實施例為7根)實施例l所述細複合芯，絞合組成 複合芯。 實施例3 :參見圖3，複合芯由同心的內層樹脂基碳纖維芯3與外層樹脂基玻璃纖 維芯5同心複合組成，其中內層芯外周面與外層芯內周面結合界面，呈鋸齒狀4複合結合， 外有包履鋁層2。製備時首先通過內周面有鋸齒結構的拉擠模具，拉製成型外周面呈鋸齒結 構的內層芯3，然後再在內層芯上拉制複合外層樹脂基纖維芯5，最後擠包有厚度為0. 4mm 的包履鋁層2。 實施例4 :參見圖4，採用實施例1所得複合芯，外絞合二層梯形鋁型線6，構成復 合芯導線。 實施例5 :參見圖5，如實施例4，其中複合芯採用實施例2絞合複合芯，外絞有一
層鋁圓導體7，其外再絞合一層梯形鋁型線導體6，構成複合芯導線。 實施例6 :參見圖6，如實施例4，其中絞合鋁導體為多層圓導體7。 實施例7 :參見圖7，如實施例5，在多根複合芯絞合體外，疏繞絞有擴徑鋁導體8，
外再絞合Z形型線鋁導體9，構成複合芯擴徑導線。 此外，複合導線，還可以採用實施例3所得包鋁複合芯。 對於本領域技術人員來說，在本專利構思及具體實施例啟示下，能夠從本專利公 開內容及常識直接導出或聯想到的一些變形，本領域普通技術人員將意識到也可採用其他 方法，或現有技術中常用公知技術的替代，以及特徵間的相互不同組合，例如複合芯纖維的 改變，複合芯截面形狀的改變，以及複合芯採用內外二層結構，其中內外層結合面為鋸齒相 互嵌入複合，絞合鋁導體層數及導體截面形狀的變化，擠包鋁層厚度的變化，擠包鋁層方法 不同，等等的非實質性改動，同樣可以被應用，都能實現與上述實施例基本相同功能和效 果，不再一一舉例展開細說，均屬於本專利保護範圍。 實用新型所說擠包鋁層及鋁導體，其鋁包括電工用鋁，以及鋁合金。
權利要求輸電導線樹脂基高強纖維複合芯，包括成型的樹脂基高強纖維複合芯，其特徵在於複合芯外表擠包有厚度≥0.3mm鋁層。
2. 根據權利要求1所述輸電導線樹脂基高強纖維複合芯，其特徵在於複合芯外擠包鋁 層厚度為O. 5-1.0mm。
3. 根據權利要求1或2所述輸電導線樹脂基高強纖維複合芯，其特徵在於複合芯由不 同纖維芯同心複合組成。
4. 根據權利要求3所述輸電導線樹脂基高強纖維複合芯，其特徵在於內層樹脂基纖維 芯周面為非光滑的凹凸表面，內外層樹脂基纖維芯相互嵌入，形成非平滑結合界面。
5. 根據權利要求4所述輸電導線樹脂基高強纖維複合芯，其特徵在於內外層結合界面 為鋸齒形。
6. 複合芯導線，包括複合芯內芯和外絞合的一或多層鋁導體，其特徵是所說複合芯外 表擠包有厚度X). 3mm鋁層。
7. 根據權利要求6所述複合芯導線，其特徵在於複合芯外擠包鋁層厚度為0. 5-1. Omm。
8. 根據權利要求6或7所述複合芯導線，其特徵在於複合芯由內外二種不同纖維芯同 心複合組成。
9. 根據權利要求8所述複合芯導線，其特徵在於內層樹脂基纖維芯周面為非光滑的凹 凸表面，內外層樹脂基纖維芯相互嵌入，形成非平滑結合界面。
10. 根據權利要求9所述複合芯導線，其特徵在於內外層結合界面為鋸齒形。
專利摘要本實用新型是對架空輸電導線樹脂基高強纖維複合芯的改進，其特徵是複合芯外表擠包有厚度≥0.3mm鋁層。不僅顯著增強了與絞合鋁導體的磨擦力，施工放線過程不會造成因磨擦力不夠而產生抽芯，所得導線整體結構穩定，方便了施工；而且鋁層的抱合作用，極大提高了複合芯的抗開裂能力，以及還具防止複合芯樹脂老化功能，可以提高複合芯的使用壽命。並且擠包鋁層具有的導電功能，還可以提高輸電能力。並且擠包鋁層，與絞合鋁導體電阻基本接近，不會因電阻值不同，存在電位差，造成對導線的電化學腐蝕。
文檔編號H01B7/18GK201498250SQ20092023266
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月14日 優先權日2009年9月14日
發明者徐靜, 許茂, 龔欣明 申請人:遠東複合技術有限公司;遠東電纜有限公司;江蘇新遠東電纜有限公司