[實用新型]鋁基碳纖維復合材料芯導線

有效

• 申請號: 200920086718.1
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN201465586U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 張冰;柳歡歡;趙軍;劉飛
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: H01B5/10
• 分類號: H01B5/10;H01B1/00;H01B1/02
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本實用新型涉及一種架空輸電線路用導線，具體涉及一種鋁基碳纖維復合材料芯導線，屬于架空導線制造領域。

背景技術

架空輸電導線作為輸電力的載體，在輸電線路中占有極為重要的地位。長期以來，架空導線主要使用鋼芯鋁絞線。近年來我國工農業生產迅猛發展，部分地區的電力線路已經跟不上發展的需要，急需改造，但基于投資成本和投資時間的約束，使如何利用有效的走廊資源提高輸電容量成為電力建設的一大課題。對于一般采用的提高電壓等級、改造線路或使用大截面導線等方法，都可能解決短暫的問題，但這些方法的采用也帶來了很多問題，如必須更換原來的桿塔設備、提高絕緣水平、新征土地、而且要研究可行的實施方案。這些問題不僅帶來經濟上的巨大投入，而且經常在時間上也滿足不了線路增容的迫切需求。因此，探索新的導線線型、以高效低耗地傳送電能是我國電力科技工作者的不斷追求。

美國CTC公司于2003年推出了型號為ACCC的復合材料合成導線，它的芯線是由碳纖維和玻璃纖維混合制成的單根芯棒，外層與鄰外層鋁線股為梯形截面。這種新型導線與傳統導線相比具有重量輕、強度大、電導率高、線膨脹系數小、耐腐蝕使用壽命長等優點。我國已經進口CTC公司的ACCC導線至少500公里，目前ACCC導線只能進口，其價格約為普通導線的3倍，這樣就增加了電網改造的成本。ACCC導線整體上無疑是一種性能優良的新型架空輸電導線，但也有其自身的弱點，碳纖維芯的抗剪強度很低，延伸率小，應力應變關系曲線近乎直線，沒有塑性平臺，從這個意義上，碳纖維芯是一種脆性材料，導線在承受彎曲應力時容易破裂。并且由于碳纖維和玻璃纖維膨脹系數相差近10倍導致ACCC導線的內芯在高溫形變時產生熱應力，當降至常溫時發生殘余變形出現“竹節”現象。

發明內容

本實用新型是針對ACCC復合材料合成導線存在的缺陷，提供一種鋁基碳纖維復合材料芯導線，它是導電率更高、強度更大、更耐高溫并且沒有“竹節”現象的新型架空導線，而且利用現有的桿塔設備在短時間內即可實現電網的改造。

本實用新型的技術方案是：一種鋁基碳纖維復合材料芯導線，包括導線內芯及其外層的鋁合金導體，鋁合金導體鉸合在導線內芯周圍，其特征在于：采用鋁基碳纖維復合材料作為導線內芯，其中碳纖維的表面鍍有銅鍍層，導線內芯中碳纖維體積百分比為1-2％、銅體積百分比為1.2-1.5％，其余為工業原鋁。

如上所述的鋁基碳纖維復合材料芯導線，其特征在于：導線內芯中碳纖維體積百分比為2％、銅體積百分比為1.5％，其余為工業原鋁。

如上所述的鋁基碳纖維復合材料芯導線，其特征在于：導線總截面積為349.4mm²-1469.5mm²，導線內芯截面積為39.8mm²-87.7mm²。

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用鋁基碳纖維復合材料作為導線內芯，代替ACCC導線樹脂基碳纖維復合材料內芯，與ACCC導線相比，本實用新型具有以下的一些特征：

1、沒有“竹節”現象。由于金屬鋁基在高溫時相比玻璃纖維延伸率較低，與碳纖維延伸率相差不太大，因此不會出現“竹節”現象。

2、電導率高。由于金屬鋁基比樹脂基體具有更高的導電性，因此本實用新型導線具有比ACCC導線更好的導電性能。

3、抗彎曲強度大。由于金屬鋁基比樹脂基體具有更高的強度并且金屬鋁的力學性能是各向同性的，因此用鋁基碳纖維復合材料具有更高的抗彎曲強度，承受彎曲應力時不易破裂。

4、抗拉強度大。由于金屬鋁基比樹脂基體具有更高的機械強度，因此本實用新型導線具有比ACCC導線更高的抗拉強度。鋁基碳纖維復合材料的抗拉強度是一般鋼絲抗拉強度的1.93倍，是高強度鋼絲的1.7倍。這樣可以提高桿、塔之間的跨距，降低工程成本。

5、更耐高溫。由于金屬鋁基比樹脂基體更耐高溫，因此本實用新型導線具有比ACCC導線更高的耐熱性。

附圖說明

圖1本實用新型實施例鋁基碳纖維復合材料芯導線結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。

圖1中標記的說明：1-鋁基碳纖維復合芯，2-鋁合金導體。