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CN107564617A - 绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线 - Google Patents

绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线 Download PDF

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CN107564617A
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stranded
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aluminum
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董玉明
李锡成
张强
刘臻
周立宪
刘胜春
王召林
刘龙
李冬青
司佳均
孙娜
张昭
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State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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Abstract

本发明提供了一种绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线。该绞线包括：铝绞线层和多股股线。其中，各股线相绞合，以形成线芯，并且，各股线均为碳纤维复合材料的股线；铝绞线层包覆于线芯外。本发明所提供的绞线的线芯为由多股碳纤维复合材料的股线绞合而成的线芯，即绞线的线芯为碳纤维复合材料的线芯，与传统的导线相比，具有碳纤维复合材料的线芯的绞线在高温下的弧垂更小，保证了导线对地净距，减小了安全隐患，并且，具有碳纤维复合材料的线芯的绞线的弧垂和荷载两方面的指标在所有耐热导线中是最好的，适合大跨越和重要线路。与传统的棒状线芯相比，该绞线的线芯是由多股股线绞合而成，其柔软性、抗侧压性和结构安全性更好。

Description

绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线
技术领域
本发明涉及输变电技术领域，具体而言，涉及一种绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线。
背景技术
现代社会的生产、生活都离不开电，输电线路是用电的必要保障。目前，输电线路所用的导线的线芯一般为钢芯，但是，传统的钢芯导线的弧垂较大，甚至会出现导线对地净距不足的问题，进而存在安全隐患。此外，传统的棒状线芯在承受大角度的弯曲时容易出现损伤，造成脆性断裂。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，旨在解决传统的钢芯导线弧垂大以及棒状线芯易断裂导致的存在安全隐患的问题。
一个方面，本发明提出了一种绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线。该绞线包括：铝绞线层和多股股线。其中，各股线相绞合，以形成线芯，并且，各股线均为碳纤维复合材料的股线；铝绞线层包覆于线芯外。
进一步地，上述绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线中，每股股线均包括：多根碳纤维丝，各碳纤维丝构成捆状结构；树脂，渗入于各碳纤维丝之间，树脂用于在渗入于各碳纤维丝之间后凝固。
进一步地，上述绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线中，每股股线均还包括：有机纤维层，包覆于渗入有树脂的捆状结构外。
进一步地，上述绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线中，各股线均具有预设直径。
进一步地，上述绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线中，预设直径为1mm～4mm。
进一步地，上述绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线中，铝绞线层包括：多根铝单线，各铝单线相绞合，并且，各铝单线均包覆于线芯外。
进一步地，上述绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线中，各铝单线的截面形状均为梯形，并且，各铝单线的截面的边缘均平滑过渡；各梯形的长度较小的底边均朝向线芯。
进一步地，上述绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线中，各铝单线均具有预设等效直径。
进一步地，上述绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线中，预设等效直径为2mm～6mm。
进一步地，上述绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线中，各铝单线均具有预设强度。
进一步地，上述绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线中，铝绞线层为多层，各铝绞线层依次包覆于线芯外，并且，各铝绞线层相绞合。
本发明的绞线的线芯为由多股碳纤维复合材料的股线绞合而成的线芯，即绞线的线芯为碳纤维复合材料的线芯，与传统的导线相比，具有碳纤维复合材料的线芯的绞线在高温下的弧垂更小，允许载流量可以达到钢芯导线的2倍左右，并且，其弧垂增量一般不到传统导线的1/10，保证了导线对地净距，减小了安全隐患，并且，具有碳纤维复合材料的线芯的绞线具有很好的机械特性，其弧垂和荷载两方面的指标在所有耐热导线中是最好的，适合大跨越和重要线路。与传统的棒状线芯在承受大角度的弯曲时容易出现损伤而造成脆性断裂相比，该绞线的线芯是由多股股线绞合而成，其柔软性、抗侧压性和结构安全性更好。此外，与现有的各种线芯相比，碳纤维复合材料的线芯具有抗拉强度大、质量轻、耐酸、耐碱、无电化学腐蚀、工作温度高等优点；特别是，碳纤维复合材料的线芯的重量轻，可以在不增加导线整体重量的条件下增加铝绞线层的截面，从而降低运行损耗，实现了节能的目的。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参见图1，图中示出了本实施例提供的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线的优选结构。如图所示，该绞线包括：铝绞线层2和多股股线1。
其中，多股股线1互相绞合，进而形成线芯，各股线1均为碳纤维复合材料的股线。铝绞线层2包覆于线芯外。
本实施例中，绞线的线芯为由多股碳纤维复合材料的股线1绞合而成的线芯，即绞线的线芯为碳纤维复合材料的线芯，与传统的导线相比，具有碳纤维复合材料的绞线的导线在高温下的弧垂更小，允许载流量可以达到钢芯导线的2倍左右，并且，其弧垂增量一般不到传统导线的1/10，保证了导线对地净距，减小了安全隐患，并且，具有碳纤维复合材料的线芯的绞线具有很好的机械特性，其弧垂和荷载两方面的指标在所有耐热导线中是最好的，适合大跨越和重要线路。与传统的棒状线芯在承受大角度的弯曲时容易出现损伤而造成脆性断裂相比，该绞线的线芯是由多股股线1绞合而成，其柔软性、抗侧压性和结构安全性更好。此外，与现有的各种线芯相比，碳纤维复合材料的线芯具有抗拉强度大、质量轻、耐酸、耐碱、无电化学腐蚀、工作温度高等优点；特别是，碳纤维复合材料的线芯的重量轻，可以在不增加导线整体重量的条件下增加铝绞线层2的截面，从而降低运行损耗，实现了节能的目的。
上述实施例中，每股股线1均可以包括：多根碳纤维丝(图中未示出)和树脂(图中未示出)。其中，多根碳纤维丝构成捆状结构，树脂则渗入各碳纤维丝之间，且树脂在渗入各碳纤维丝之间后凝固。具体实施时，树脂可以为热固性树脂，例如环氧树脂或双马夹酸树脂。每股股线1均还可以包括：有机纤维层。有机纤维层包覆于渗入有树脂的捆状结构外。具体实施时，有机纤维可以为玻璃纤维。
线芯的制作过程为：首先将多根直径为7μm的碳纤维丝绑扎成一束，以形成捆状结构，然后将树脂渗入到各碳纤维丝之间，再将有机纤维层覆盖在表面来制备条状材料，这样就制成了绞合型碳纤维复合材料的股线1，最后将一定数量的股线1绞合在一起，再将树脂热固，就形成了绞合型碳纤维复合材料的线芯。
上述所述中，各股线1均可以具有预设直径，优选地，预设直径为1mm～4mm。需要说明的是，预设直径可以根据实际需要而确定，本实施例对其不做任何限定。
上述实施例中，铝绞线层2可以包括：多根铝单线21。各铝单线21均包覆于线芯外，并且，各铝单线21相互绞合。各铝单线21的截面形状均可以为梯形，并且，各铝单线21的截面的边缘均可以平滑过渡，即各铝单线21的截面形状类似于T形一般上宽下窄。各梯形的长度较小的底边均朝向线芯。截面形状为梯形的铝单线21具有预设等效直径，优选地，预设等效直径可以为2mm～6mm。需要说明的是，预设等效直径可以根据实际需要而确定，本实施例在对其不做任何限定。
与传统的截面为圆形的铝单线相比，本实施例中，各铝单线21的截面形状为梯形，具有更好的电晕效果。
上述实施例中，各铝单线21均可以具有预设强度，具体实施时，各铝单线21可以为软铝型线，与硬铝单丝相比，软铝型线的电阻率提高了约3％，并且，软铝型线的密度比硬铝线小，在绞线直径相同的情况下，具有软铝型线的导线重量更轻。需要说明的是，预设强度可以根据实际需要而确定，本实施例对其不做任何限定。
上述各实施例中，铝绞线层2可以为多层，各铝绞线层2依次包覆于线芯外，也就是说，位于最内层的铝绞线层2包覆于线芯外，而各铝绞线层2依次互相包覆，并且，各铝绞线层2相绞合。
综上，本实施例中绞线的线芯为由多股碳纤维复合材料的股线绞合而成的线芯，即绞线的线芯为碳纤维复合材料的线芯，与传统的导线相比，具有碳纤维复合材料的线芯的绞线在高温下的弧垂更小，允许载流量可以达到钢芯导线的2倍左右，并且，其弧垂增量一般不到传统导线的1/10，保证了导线对地净距，减小了安全隐患，并且，具有碳纤维复合材料的线芯的绞线具有很好的机械特性，其弧垂和荷载两方面的指标在所有耐热导线中是最好的，适合大跨越和重要线路。与传统的棒状线芯在承受大角度的弯曲时容易出现损伤而造成脆性断裂相比，该绞线的线芯是由多股股线绞合而成，其柔软性、抗侧压性和结构安全性更好。此外，与现有的各种线芯相比，碳纤维复合材料的线芯具有抗拉强度大、质量轻、耐酸、耐碱、无电化学腐蚀、工作温度高等优点；特别是，碳纤维复合材料的线芯的重量轻，可以在不增加导线整体重量的条件下增加铝绞线层的截面，从而降低运行损耗，实现了节能的目的。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，包括：
多股股线(1)，各所述股线(1)相绞合，以形成线芯，并且，各所述股线(1)均为碳纤维复合材料的股线(1)；
铝绞线层(2)，包覆于所述线芯外。
2.根据权利要求1所述的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，每股股线(1)均包括：
多根碳纤维丝，各所述碳纤维丝构成捆状结构；
树脂，渗入于各所述碳纤维丝之间，所述树脂用于在渗入于各所述碳纤维丝之间后凝固。
3.根据权利要求2所述的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，每股股线(1)均还包括：
有机纤维层，包覆于渗入有所述树脂的所述捆状结构外。
4.根据权利要求1所述的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，
各所述股线(1)均具有预设直径。
5.根据权利要求4所述的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，
所述预设直径为1mm～4mm。
6.根据权利要求1所述的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，所述铝绞线层(2)包括：
多根铝单线(21)，各所述铝单线(21)相绞合，并且，各所述铝单线(21)均包覆于所述线芯外。
7.根据权利要求6所述的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，
各所述铝单线(21)的截面形状均为梯形，并且，各所述铝单线(21)的截面的边缘均平滑过渡；
各所述梯形的长度较小的底边均朝向所述线芯。
8.根据权利要求7所述的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，
各所述铝单线(21)均具有预设等效直径。
9.根据权利要求8所述的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，
所述预设等效直径为2mm～6mm。
10.根据权利要求6所述的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，
各所述铝单线(21)均具有预设强度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的绞合型碳纤维复合材料芯铝型线绞线，其特征在于，
所述铝绞线层(2)为多层，各所述铝绞线层(2)依次包覆于所述线芯外，并且，各所述铝绞线层(2)相绞合。
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