[發明專利]一種特型架空電纜

無效

• 申請號: 201210278407.1
• 申請日: 2012-08-07
• 公開（公告）號: CN102800401A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 王暉
• 申請（專利權）人: 王暉
• 主分類號: H01B9/00
• 分類號: H01B9/00;H01B1/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 邱興天

技術領域

本發明涉及電線電纜，具體涉及一種特型架空電纜。

背景技術

目前，在惡劣天氣條件下，架空電纜表面結冰，會造成塔架倒塌、輸電線路短路等停電事故發生，嚴重影響輸電安全。降低電能損耗是貫徹“生產與節約并重”能源政策一個重要組成部分。輸電損耗是電能損耗的重要組成部分之一，國家每年投入巨資減小輸電損耗。因此，研發出強度大、電損小、成本低的新型架空電纜，迫在眉睫。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種特型架空電纜，以使其具有強度大、輸電損耗小、成本低等特點。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種特型架空電纜，包括金屬導電體、非金屬復合材料多功能體和約束帶；所述的非金屬復合材料多功能體由約束帶裹緊在金屬導電體外周邊的凹槽中。

所述金屬導電體由N根導電單體絞合而成；所述的凹槽由相鄰的2根導電單體之間的間隙形成或預設在導電單體的外壁上；其中，N≥3。

所述導電單體的橫剖面為梅花瓣狀或在圓弧段帶凹槽的扇形。

所述導電單體為電工鋁線。

所述導電單體的絞距不小于1m。

所述的非金屬復合材料多功能體與導電體電絕緣，從導電體中吸收并散發熱量，比熱大于導電體、抗拉強度為鋼芯鋁絞線鋼芯的1.5倍以上，密度不大于1g/cm³。優選使用碳纖維棒，可以用多根組合使用。

所述非金屬復合材料多功能體的橫截面積與金屬導電體的橫截面積之比為0.2~0.6。

所述約束帶為單層或多層，單層厚度不大于0.5mm。

本發明的特型架空電纜，主要由金屬導電體、非金屬復合材料多功能體和約束帶三部分組成。采用非金屬復合材料作為多功能體，與鋼芯鋁絞線電纜相比，能夠使電纜更加輕質、高強。

根據國家標準，現在的鋼芯鋁絞線由很多根細鋁線絞合而成，導致線纜致密度（有效載流面積與線纜總截面積的比值）較低，且線纜表面凹凸較多，加之絞距小產生的鋁線塑性變形，這些都會不同程度地增加線路輸送的電損耗。而本發明所述的金屬導電體由N根橫剖面呈梅花瓣狀或呈在圓弧段帶凹槽的扇形的電工鋁線絞合而成，絞距不小于1m，可有效克服了上述三點缺陷。

本發明的非金屬復合材料多功能體可以為N根圓形橫截面的碳纖維制品，均布于金屬導電體外表面的凹槽中，兩者緊密接觸。

在現有技術中，由于導電體的電阻隨著溫度的升高而增大，即有：

設線路熱損耗

則有

由上式可見，熱損耗的差與溫升的差成正比。理論計算和試驗測試均表明，將N根碳纖維棒按本發明的方案布設于導電體外部，在載流相同時，本發明所述的導電體溫升，比鋼芯鋁絞線和碳芯鋁絞線導電體的溫升，可減小10%~20%。因此，本發明所述的電纜具有顯著降低線路熱損耗的優異特性。另外，由于電纜溫升的減小量，與非金屬復合材料多功能體和金屬導電體的橫剖面的比例密切相關，考慮到電纜結構參數優化的其它因素，該比例的取值范圍為0.2~0.6。

由于碳纖維棒的比熱大于電工鋁線的比熱，在導電體外部敷設碳纖維棒，除了吸收導電體熱量并增大導電體散熱面積之外，還相當于增加了一個熱能儲存器，故本發明所述電纜具有防結冰的性能。

由于電纜的導電體和多功能體均處于彈性變形狀態，故采用約束帶以平衡導電體與多功能體的彈性恢復力。綜合考慮約束力需求、約束帶材料的強度和柔韌性以及加工的方便性等因素，約束帶采用高強非金屬纖維織物制作，周向包覆于金屬導電體及非金屬復合材料多功能體的外部；約束帶沿電纜長度方向等間距纏繞于多功能體的外表面上，約束帶間距與電纜絞距成正比，約束帶單層厚度不大于0.5mm，根據約束力需求可采用單層或多層。

綜上所述，本發明特型架空電纜由于采用了特殊線型和結構，應用了先進復合材料，除具有輕質、高強的優勢外，還具有防結冰、降能耗等優異性。另外，由于碳纖維棒無需進行表面絕緣處理，故本發明所述電纜使表面絕緣處理更加便于實施。

有益效果：與現有電纜相比，本發明的特型架空電纜，結構簡單，設計巧妙，應用了先進復合材料，除具有輕質、高強的優勢外，還具有防結冰、降能耗等優異性，碳纖維棒無需進行表面絕緣處理，更加便于實施，具有很好的實用性，能夠產生較好的經濟效益和社會效應。

附圖說明

圖1是實施例1的電纜I結構示意圖；

圖2是電纜的導電單體結構示意圖；

圖3是實施例2的電纜II結構示意圖；