電網架空輸電線路用鋁絞線的製作方法

2023-07-15 08:25:56

本發明涉及一種電力傳輸導線，尤其涉及一種電網架空輸電線路用鋁絞線。

背景技術：

根據國網建設有限公司的規劃，近幾年內將重點建設1100kv特高壓輸電線路。輸電線路建設，需要更大截面導線、但又不希望導線外徑太大。導線設計要考慮諸多因素，特別是導線的輸送容量和經濟電流密度、電暈臨界電壓、機械強度等。一方面，在線路狹窄的地區，只需要更換相近截面規格的導線，基本上不需要更換鐵塔即能滿足強度和導線對地的要求，但是在應用中隨著導線溫度的上升，其弧垂必然增加。而原有的杆塔不可能有很大的餘度來滿足其弧垂的增加量，故要達到在原有走廊上不改變鐵塔增容40~50%是有困難的。

另一方面，現有鋁導線使用鍍鋅鋼絞線作為受力單元，這種結構使用了一百多年，是傳統結構。但鍍鋅鋼絞線強度不高，抗腐蝕性不強，縮短了導線整體使用壽命。80年代，出現鋁包鋼單線，當時因工藝複雜，難於推廣，現在，已經在大跨越線路使用，其抗腐蝕性大大加強，但強度比鋼絞線降低。

技術實現要素：

本發明提供一種電網架空輸電線路用鋁絞線，此電網架空輸電線路用鋁絞線結構既保證了鋁層內的若干根碳纖維原絲圓整，也避免了後續在使用中鋁層的損壞，從而保證了電性能的可靠性，聚酯膠黏填充劑粘接力強，在若干根碳纖維原絲之間形成了無縫密封結構，具有良好的耐熱、耐寒性、耐酸鹼鹽介質腐蝕和熱穩定性，固定性好，抗滑移性強。

為達到上述目的，本發明採用的技術方案是：一種電網架空輸電線路用鋁絞線，包括位於中心的受力單元和依次絞合於受力單元外表面的第一鋁合金導電層、第二鋁合金導電層；

所述第一鋁合金導電層由10~14根第一鋁單線絞合而成，所述第二鋁合金導電層由16~20根第二鋁單線絞合而成；

所述第二鋁合金導電層外表面依次絞合有鋁導體包覆層，鋁導體包覆層由19~21根截面為「z」字形的「z」字形鋁合金導體絞合而成；

所述受力單元包括位於中心的第一碳纖維單線和絞合於第一碳纖維單線外表面6根第二碳纖維單線，所述第一碳纖維單線和第二碳纖維單線外表面均包覆有鋁層，所述鋁層的厚度為0.1~0.4mm；

所述第一碳纖維單線、第二碳纖維單線由若干根碳纖維原絲絞合而成；位於鋁層內且在若干根碳纖維原絲之間填充有聚酯膠黏填充部；

所述聚酯膠黏填充部由第一組分與第二組分按照1：2~4的質量比混合而成，所述第一組分是由下述重量份的原料組成：n-307不飽和聚酯100份、丙烯酸丁酯18份、丙烯酸異辛酯26份、正丁醇10份、甲苯8.5份、滑石粉1.5份、鋁粉3份、碳酸鈣10份、三乙烯四胺0.8份；

所述第二組分由以下重量份的組分組成：丙烯酸100份、甲基丙烯酸甲酯30份、乙二醇25份、甲苯二異氰酸酯15份、二月桂酸二丁基錫1.5份、過氧化苯甲醯1份、鄰羥基苯甲酸苯酯0.5份。

上述技術方案中進一步改進的技術方案如下：

上述方案中，所述鋁層的厚度為0.1~0.4mm。

由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

1.本發明電網架空輸電線路用鋁絞線，其鋁層內若干根碳纖維原絲之間填充有特定配方的聚酯膠黏填充部，既保證了鋁層內的若干根碳纖維原絲圓整，也避免了後續在使用中鋁層的損壞，從而保證了電性能的可靠性，聚酯膠黏填充劑粘接力強，在若干根碳纖維原絲之間形成了無縫密封結構，具有良好的耐熱、耐寒性、耐酸鹼鹽介質腐蝕和熱穩定性，固定性好，抗滑移性強，防止了由於碳纖維原絲光滑帶來的缺陷，確保了受力均勻，阻熱性能優良；第一鋁合金導電層由10~14根第一鋁單線絞合而成，所述第二鋁合金導電層由16~20根第二鋁單線絞合而成，第二鋁合金導電層外表面依次絞合有鋁導體包覆層，其結構緊密，彎曲半徑下降至為6倍電纜直徑，減小了安裝布局的空間，減小了安裝成本，更易於敷設，緊壓係數高在同等截面下提高了載流量，也能有效地防止雨水等進入導線內部，減少或避免了導線表面積水結冰，大幅地提高了導線的防冰雪能力，鋁導體包覆層由19~21根「z」字形鋁合金導體絞合而成也提高了電纜的導電性能、彎曲性能和耐腐蝕性能，減少了線纜發熱量，其廣泛使用能夠大幅提高整個輸電系統運行的可靠性和安全性，具有廣闊的應用前景，尤其適用於需要改建增容、擴容的輸電線路。

2.本發明電網架空輸電線路用鋁絞線，其鋁包碳纖維單線直徑小、方便用於絞合結構，碳纖維絲採用絞合結構，彎曲性能及其優良，完全避免碳纖維絲彎曲折斷問題，單根碳纖維原絲偶爾斷裂不影響鋁包碳纖維單線性能，單根鋁包碳纖維單線小的缺陷不會較大影響整個鋁包碳纖維絞合加強芯受力單元的性能，使輸電線路安全係數提高；其次，其鋁包覆層厚度可以做到很薄，從而使得鋁包碳纖維單線直徑可以做到2mm~4mm，與鍍鋅鋼絲差不多，以多根絞合方式製作導線的受力單元，改變了現在碳纖維棒的單根，直徑5mm~12mm的現狀，小的鋁包碳纖維單線直徑和多根絞合結構使得導線的受力單元（鋁包碳纖維絞合芯）彎曲直徑大為減小，避免目前單根碳纖維芯棒直徑大，彎曲應力大，要求裝盤，施工彎曲直徑很大，導致導線展放，接頭要求高，頻繁出現芯棒壓接施工不當隱患而至的導線掉線輸電線路停電故障。

3.本發明電網架空輸電線路用鋁絞線，鋁包覆層對裡面的碳纖維發生很好的包覆緊壓作用，裡面的一百多根碳纖維原絲採用絞合結繩方式，這樣的結構使得單根碳纖維絲斷裂接頭不太影響碳纖維絲整體性能，拉斷力高，延長了線路的使用壽命；其次，在大跨距高壓架空輸電線路上，耐腐蝕性優良、重量輕、拉斷力高、導電率高和高性價比，在原有走廊上基本不改變鐵塔，達到增容60%，載流量大、質量輕、弧垂特性好，延長了線路的使用壽命。

附圖說明

附圖1為本發明電網架空輸電線路用鋁絞線結構示意圖；

附圖2為附圖1中受力單元結構示意圖；

附圖3為附圖1的局部結構示意圖。

以上附圖中：1、受力單元；2、第一鋁合金導電層；21、第一鋁單線；3、第二鋁合金導電層；31、第二鋁單線；4、鋁導體包覆層；41、「z」字形鋁合金導體；5、第一碳纖維單線；6、第二碳纖維單線；7、鋁層；8、碳纖維原絲；9、聚酯膠黏填充部。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

實施例：一種電網架空輸電線路用鋁絞線，包括位於中心的受力單元1和依次絞合於受力單元1外表面的第一鋁合金導電層2、第二鋁合金導電層3；

所述第一鋁合金導電層2由11根第一鋁單線21絞合而成，所述第二鋁合金導電層3由18根第二鋁單線31絞合而成；

所述第二鋁合金導電層3外表面依次絞合有鋁導體包覆層4，鋁導體包覆層4由21根截面為「z」字形的「z」字形鋁合金導體41絞合而成；

所述受力單元1包括位於中心的第一碳纖維單線5和絞合於第一碳纖維單線5外表面6根第二碳纖維單線6，所述第一碳纖維單線5和第二碳纖維單線6外表面均包覆有鋁層7，所述鋁層7的厚度為0.1~0.4mm；

所述第一碳纖維單線5、第二碳纖維單線6由若干根碳纖維原絲8絞合而成；位於鋁層7內且在若干根碳纖維原絲8之間填充有聚酯膠黏填充部9。

所述聚酯膠黏填充部9由第一組分與第二組分按照1：2~4的質量比混合而成，所述第一組分由以下重量份的組分組成：n-307不飽和聚酯100份、丙烯酸丁酯18份、丙烯酸異辛酯26份、正丁醇10份、甲苯8.5份、滑石粉1.5份、鋁粉3份、碳酸鈣10份、三乙烯四胺0.8份；

所述第二組分由以下重量份的組分組成：丙烯酸100份、甲基丙烯酸甲酯30份、乙二醇25份、甲苯二異氰酸酯15份、二月桂酸二丁基錫1.5份、過氧化苯甲醯1份、鄰羥基苯甲酸苯酯0.5份；

第一組分與第二組分按照1：3的質量比混合而成。

上述鋁層7的厚度為0.1~0.4mm。

採用上述電網架空輸電線路用鋁絞線時，其鋁層內若干根碳纖維原絲之間填充有特定配方的聚酯膠黏填充部，既保證了鋁層內的若干根碳纖維原絲圓整，也避免了後續在使用中鋁層的損壞，從而保證了電性能的可靠性，聚酯膠黏填充劑粘接力強，在若干根碳纖維原絲之間形成了無縫密封結構，具有良好的耐熱、耐寒性、耐酸鹼鹽介質腐蝕和熱穩定性，固定性好，抗滑移性強，防止了由於碳纖維原絲光滑帶來的缺陷，確保了受力均勻，阻熱性能優良；其結構緊密，彎曲半徑下降至為6倍電纜直徑，減小了安裝布局的空間，減小了安裝成本，更易於敷設，緊壓係數高在同等截面下提高了載流量，也能有效地防止雨水等進入導線內部，減少或避免了導線表面積水結冰，大幅地提高了導線的防冰雪能力，其廣泛使用能夠大幅提高整個輸電系統運行的可靠性和安全性，具有廣闊的應用前景，尤其適用於需要改建增容、擴容的輸電線路；其次，其鋁包覆層厚度可以做到很薄，從而使得鋁包碳纖維單線直徑可以做到2mm~4mm，與鍍鋅鋼絲差不多，以多根絞合方式製作導線的受力單元，改變了現在碳纖維棒的單根，直徑5mm~12mm的現狀，小的鋁包碳纖維單線直徑和多根絞合結構使得導線的受力單元（鋁包碳纖維絞合芯）彎曲直徑大為減小，避免目前單根碳纖維芯棒直徑大，彎曲應力大，要求裝盤，施工彎曲直徑很大，導致導線展放，接頭要求高，頻繁出現芯棒壓接施工不當隱患而至的導線掉線輸電線路停電故障；再次，鋁包覆層對裡面的碳纖維發生很好的包覆緊壓作用，裡面的一百多根碳纖維原絲採用絞合結繩方式，這樣的結構使得單根碳纖維絲斷裂接頭不太影響碳纖維絲整體性能，拉斷力高，延長了線路的使用壽命。

上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。