一種具有多層防護結構的高強度高壓輸電線的製作方法

2023-12-09 10:57:56 1

本實用新型涉及高壓輸電技術領域。

背景技術：

高壓輸電線絕緣損壞是引發輸電線路故障的重要原因，電線受潮、受熱、受腐蝕或碰傷、壓傷，都有可能導致絕緣損壞，尤其是在野外環境中，輸電線時常受到強風、暴雪、冰凍、雷電等劇烈環境荷載的影響，致使輸電線路容易引發斷線、脫冰等災害事故，嚴重影響用電安全。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種具有多層防護結構的高強度高壓輸電線,具有高的抗拉強度和彎曲強度，同時其防護結構對導體芯線具有極佳的防護作用，輸電線的耐用性顯著提高。

為解決上述技術問題，本實用新型所採取的技術方案是：一種具有多層防護結構的高強度高壓輸電線，包括導體芯線和由內至外依次包覆所述導體芯線的內絕緣層和防護層，所述內絕緣層與防護層之間還設有聚醯亞胺緩衝層，所述緩衝層內設有沿所述輸電線軸向布置、並在所述緩衝層橫截面上等間隔分布的至少六個玻璃纖維束，所述玻璃纖維束為由多個玻璃單絲纏繞而成，並由聚醯亞胺包覆；所述防護層由內至外依次包括阻燃層、屏蔽層、耐磨層，所述屏蔽層為外扎於所述阻燃層的銅帶或編織銅絲帶，所述阻燃層為無機礦物阻燃材料，所述耐磨層包括由聚氨酯彈性體構成的護套和位於所述護套內層或中間層的碳纖維布。

進一步地，所述緩衝層內設有8～12個玻璃纖維束。

進一步地，所述玻璃纖維束的直徑為所述緩衝層厚度的1/2～2/3，所述緩衝層厚度為內絕緣層厚度的1/2～2/3。

所述玻璃纖維束由直徑為3～10微米的玻璃單絲纏繞而成。

進一步地，所述耐磨層中碳纖維布的厚度為0.1～0.2mm。

進一步地，所述導體芯線為銅線絞合而成，所述導體芯線與內絕緣層之間還設有內屏蔽層。

採用上述技術方案所產生的有益效果在於：

本實用新型輸電線加設了聚醯亞胺緩衝層，聚醯亞胺既具有高絕緣性能，能夠作為對內絕緣層的絕緣防護，同時，還具有較高的彈性模量，能夠降低輸電線因受載荷在其內部產生的撓曲應力對芯線的衝擊；緩衝層內填設有軸向均勻分布的玻璃纖維束，以提高輸電線的抗拉應力性能，既保持了輸電線的柔性，又增強了其抗拉強度。

本實用新型輸電線在聚氨酯彈性體構成的護套內層或中間層設置碳纖維布，聚氨酯彈性體作為耐磨基體，碳纖維布與聚氨酯彈性體為一體結構，包覆於屏蔽層外側，進一步提高耐磨層的強度，同時，在聚氨酯彈性體外側受外力擠壓或剪切損壞、裂縫時，碳纖維布能夠有效防止損傷或裂縫向輸電線內蔓延，避免外力直接對其它防護層造成損傷。

附圖說明

圖1是本實用新型一種實施例的結構示意圖。

其中，1、導體芯線；2、內絕緣層；3、緩衝層；31、玻璃纖維束；4、阻燃層；5、屏蔽層；6、碳纖維布；7、護套。

具體實施方式

為解決現有技術高壓輸電線強度低、易出現絕緣損壞等技術問題，本實用新型公開了一種具有多層防護結構的高強度高壓輸電線，通過在輸電線絕緣內側加設緩衝層和在耐磨層護套處加設碳纖維布的技術手段，使製得的輸電線具有高抗拉強度和高抗彎曲強度，其防護層能夠有效避免輸電線絕緣損壞，使輸電線的耐用性大大提高。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

如圖1所示，一種具有多層防護結構的高強度高壓輸電線，包括導體芯線1和由內至外依次包覆導體芯線1的內絕緣層2和防護層，內絕緣層2與防護層之間還設有聚醯亞胺緩衝層3，緩衝層3內設有沿輸電線軸向布置、並在緩衝層3橫截面上等間隔分布的十個玻璃纖維束31，玻璃纖維束31為由多個玻璃單絲纏繞而成，並由聚醯亞胺包覆；防護層由內至外依次包括阻燃層4、屏蔽層5、耐磨層，屏蔽層5為外扎於阻燃層4的銅帶或編織銅絲帶，阻燃層4為無機礦物阻燃材料，耐磨層包括由聚氨酯彈性體構成的護套7和位於護套7內層的碳纖維布6。

聚醯亞胺具有高的彈性模量，作為緩衝層3具有較好的形變能力，能夠有效降低電線受動態載荷而產生的內部應力，有效緩解脫冰對電線的損害，同時能夠有效保護玻璃纖維束31，防止玻璃纖維束31撓曲過大而折裂，保障輸電線的抗拉強度和彎曲強度。

聚醯亞胺緩衝層3以及纏繞成束的玻璃纖維的一種製備方法為，採用包覆擠出成型於內絕緣層2上，擠出機的模頭處外周上對應位置設有聚醯亞胺擠出孔，先在內絕緣層2上包覆一層聚醯亞胺，趁熱將由粘接樹脂浸溼的玻璃纖維束31平行壓於聚醯亞胺層上，再繼續進行二次聚醯亞胺擠出，包覆玻璃纖維束31並增大緩衝層3厚度。

玻璃纖維束31也可採用纏繞的方式，在內絕緣層2上包覆一層聚醯亞胺後，拉動並旋轉導體芯線1，玻璃纖維束31由聚醯亞胺浸溼後通過送絲機送出，纏繞於聚醯亞胺層上，再經固化製得。

可選的，緩衝層3內玻璃纖維束31至少為6個，優選為8～12個。玻璃纖維束31過少，不足以支持輸電線強度；太多一是造成加工難度增大，二是相應緩衝層3厚度需要增大，造成輸電線柔性降低，且輸電線自重增大。

由於碳纖維布6的抗彎曲性較差，因此將碳纖維布6設於護套7內層或中間層，優選為護套7內層。護套7聚氨酯彈性體分多次擠壓包覆成型，護套7成型過程中，根據需要，碳纖維布6經預浸漬粘接樹脂後，沿輸電線軸向繞包於護套7內層或中間層。

聚醯亞胺和聚氨酯彈性體在低溫環境仍具有較好的彈性模量和抗拉強度，本實用新型輸電線尤其適用於寒冷地區，具有較好的耐用性。

本實用新型緩衝層3作為絕緣過渡層和應力阻隔層，厚度不宜過大，一般不大於內絕緣層2厚度，優選緩衝層3厚度為內絕緣層2厚度的1/2～2/3。

玻璃纖維束31的直徑為緩衝層3厚度的1/2～2/3，保證聚醯亞胺對玻璃纖維束31的有效包裹固定和保護。

玻璃纖維束31由直徑為3～10微米的玻璃單絲纏繞而成。

耐磨層中碳纖維布6的厚度為0.1～0.2mm。

本實用新型導體芯線1採用銅芯，內絕緣層2為聚氯乙烯或交聯聚乙烯，阻燃層4無機礦物阻燃材料選用無機礦物紙繩進行填充，其含有的鎂、鋁含氧水合物為高效無毒阻燃材料。

對本實用新型進一步地改進，為增強輸電線的柔性和輸電效率，導體芯線1為銅線絞合而成，導體芯線1與內絕緣層2之間還設有內屏蔽層5。

內屏蔽層5為金屬化紙帶或半導體紙帶。

本實用新型輸電線通過內層軸向布置的玻璃纖維束31和外層包裹的碳纖維布6雙重加強作用，強度高，不易斷線，能夠適用於低溫環境，經實踐檢驗，冬季輸電線由於脫冰跳躍的損壞率明顯低於現有技術輸電線，能夠有效保證冬季供電。

以上對本實用新型進行了詳細介紹，本實用新型中應用具體個例對本實用新型的實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型，應當指出，對於本技術領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可對本實用新型進行若干改進，這些改進也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。