[發明專利]一種輸電線路用纖維復合芯導線

有效

• 申請號: 201310672144.7
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103646718A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 蘭逢濤;陳新;牟景旭;王芝茗;何州文;楊長龍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院;國網遼寧省電力有限公司沈陽供電公司
• 主分類號: H01B9/00
• 分類號: H01B9/00;H01B7/18;H01B7/28;H01B7/17;H01B1/04;H01B1/12;H01B13/22
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及輸電電纜領域，具體涉及一種輸電線路用纖維復合芯導線。

背景技術

我國不僅發電業的發展滯后，輸電業的弊端也凸現出來，輸電線路已不堪承受傳輸容量快速擴容的需求，由于過負荷造成的停電、斷電故障頻頻發生，電力傳輸成為電力工業發展的“瓶頸”，各國均在研究新型架空輸電線路用導線，以取代傳統的鋼芯鋁絞線，纖維復合芯導線由此應運而生。

纖維復合導線是目前全世界電力輸變電系統理想的取代傳統的鋼芯鋁鉸導線、鋁包鋼導線、鋁合金導線及進口殷鋼導線的新產品，通常的鋼芯鋁絞線的鋼芯被用纖維制成的復合材料芯線所代替，纖維復合導線與傳統導線相比具有重量輕、線膨脹系數小、強度大、低線損、弛度小、低弧垂、耐高溫、耐腐蝕、與環境親和等優點，實現了電力傳輸的節能、環保與安全，公認為一種新型節能型輸電導線，廣泛應用于線路增容改造和新建線路中。

碳纖維是一種石墨的六方晶格層狀結構，是一種全黑體材料，因此在電熱應用中，表現出來的電熱轉換效率高。在特定的條件下，高溫不氧化，單位面積的電流的負荷強度和機械強度不發生改變。目前世界上只有美國和日本開發出碳纖維導線，日本一家碳纖維導線企業的產量就占到世界40％左右。

但是，一方面纖維復合芯在服役環境下會受到紫外光、水汽、高溫的長期作用，樹脂材料會發生降解，導致復合芯性能劣化；另一方面，輸電線路長期處于風振工況下，有時甚至會發生舞動等特殊工況，振動或舞動過程中，復合芯表面和鋁絞線會發生摩擦，摩擦的結果使得復合芯表面發生磨損甚至破壞，導致復合芯安全性下降。因此，有必要對復合芯導線進行耐磨和耐環境腐蝕保護。

例如申請號為CN201220142300.X，實用新型名稱為“一種熱塑性樹脂碳纖維電纜”的實用新型專利申請，涉及一種熱塑性樹脂碳纖維電纜，由碳纖維增強環氧樹脂復合材料內芯外覆蓋的玻璃纖維增強環氧樹脂復合材料外芯，在玻璃纖維增強環氧樹脂復合材料外芯和第一層梯形鋁導線之間設置聚四氟乙烯層或絕緣物質層構成的保護性涂層，在玻璃纖維增強環氧樹脂復合材料外芯外覆蓋第一層梯形鋁導線，在第一層梯形鋁導線外覆蓋第二層梯形鋁導線。聚四氟乙烯層或絕緣物質層主要使芯棒和鋁線間完全絕緣，使二者之間不存在接觸電位差，使鋁導線免受電腐蝕。不能很好的起到耐磨和耐環境腐蝕的作用。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明針對輸電線路用纖維復合芯導線纖維復合芯易磨損和受到環境腐蝕的問題，提供了一種輸電線路用纖維復合芯導線，該輸電線路用纖維復合芯導線制造過程中采用快速涂層涂覆技術，在纖維復合芯表面形成耐磨、耐環境腐蝕涂層。

為實現上述發明目的，本發明采取的技術方案為：

一種輸電線路用纖維復合芯導線，導線由依次設置的纖維復合芯、涂層和外層絞線組成，涂層為選自氟碳樹脂涂料、聚脲彈性體涂料、聚氨酯涂料中的一種或多種涂料的涂覆層。

進一步的，纖維復合芯為碳纖維復合芯或高強玻纖復合芯。

進一步的，高強玻纖復合芯為玻纖增強環氧樹脂制芯。

進一步的，涂層為單層，厚度為50～100μm。

進一步的，涂層為多層，厚度為50～100μm。

進一步的，多層由內至外為耐腐蝕涂料層和耐磨涂料層，耐腐蝕涂料層為氟碳樹脂涂料涂覆層，耐磨涂料層為聚脲彈性體涂料涂覆層或聚氨酯涂料涂覆層。

進一步的，氟碳樹脂涂料包括熱固性氟碳樹脂和交聯劑，熱固性氟碳樹脂的共聚鏈段包括三氟氯乙烯、醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、羥烷基烯醚，交聯劑為封閉異氰酸酯。

進一步的，聚脲彈性體涂料包括端胺基聚醚樹脂、胺擴鏈劑和MDI預聚物。聚脲彈性體涂料選用噴涂型體系。

進一步的，聚氨酯涂料為外交聯水性聚氨酯涂料，包括聚氨酯和交聯劑，所述交聯劑為氮丙啶。氮丙啶為多官能團氮丙啶。

進一步的，纖維復合芯為圓柱形，直徑為5～10mm。

進一步的，涂料為快速固化涂料，固化溫度為170～190℃，固化時間為1～4min。

本發明的另一目的為提供了一種制備輸電線路用纖維復合芯導線的方法，包括如下步驟：

1)浸膠：經預處理的纖維束在牽引機牽引下，于浸漬膠槽充分浸漬樹脂：

過程中排除多余的樹脂和氣泡；

2)熱固化成型：將步驟1所得纖維束拉擠出高溫固化模具脫模成型，溫度為180～210℃，固化時間為30～90s；

3)涂覆涂層：將熱固化成型的纖維復合芯快速冷卻后經涂覆裝置涂覆涂料；