[發明專利]一種輸電架空導線用纖維復合繩芯的制備方法

在審

• 申請號: 201410000074.5
• 申請日: 2014-01-02
• 公開（公告）號: CN103779015A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 李愛軍;周正偉;白瑞成;孫晉良;戚景贊
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01B9/00
• 分類號: H01B9/00;H01B13/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明涉及一種輸電架空導線用纖維復合繩芯的制備方法。

背景技術

傳統的輸電架空導線以鋼芯和殷鋼芯鋁絞線為主，但是這兩種架空導線有其自身的缺陷：比重大，電流損耗大，會發生電暈及金屬間腐蝕現象，熱膨脹系數高，弧垂大等，為了解決這些缺陷，日本及美國研究人員開發出來混雜纖維增強樹脂基復合材料來代替鋼芯和殷鋼芯，這使得復合芯導線具有比重大大降低，弧垂小，電流損耗小等優點，但是在使用時發現其受力不均勻，并對表面缺陷非常敏感，會產生災難性斷裂，存在重大安全隱患。因此為了提高復合芯導線的各方面性能，擴大其使用范圍，就需要對復合芯進行改進，混雜纖維增強樹脂基復合繩芯是替代復合芯的良好選擇，這種繩芯是用多根直徑小的纖維棒纏繞而成，使用時能夠分散受力，這樣就不會導致其受力時發生突然斷裂，大大提高了使用的安全性能。

發明內容

本發明的目的是針對目前輸電架空導線用纖維復合繩芯的問題，提供一種輸電架空導線用纖維復合繩芯的制備方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種輸電架空導線用纖維復合繩芯的制備方法，工藝過程包括單根纖維棒的制備和纖維復合繩芯成型，具體步驟如下：

1）單根纖維棒的制備：將處于自由松弛狀態的纖維從纖維紗架牽出，經過纖維紗架最右端中部開設的導紗孔進入纖維預熱/除濕裝置進入預熱和除濕，再經過帶有預熱功能的樹脂浸漬槽浸漬，接著進入擠膠模具擠去表面多余的樹脂，之后進入成型模具加熱固化成型，固化后經過后固化處理裝置調整纖維/樹脂復合芯的固化度，最后經牽引裝置拉伸后收集在卷繞裝置上，制成纖維棒；

2）纖維復合繩芯成型：將多卷步驟1）中制備的纖維棒從纖維棒用旋轉盤上牽出，經過絕緣層纖維用旋轉盤包覆絕緣層，包覆好后經過固化裝置固化成型，最后收集在繩芯卷繞裝置上。

進一步地，所述纖維的纖維體積含量為55-70%。

進一步地，所述的纖維紗架為不顯示張力的紗架。?

進一步地，所述纖維預熱/除濕裝置使用紅外線加熱。

進一步地，所述樹脂浸漬槽為水浴的浸漬槽，溫度設置范圍為30-50?^oC；牽引速度為30-120?cm/min。

進一步地，所述成型模具的直徑為1-3?mm，長度為40-60?cm，設置兩段溫度加熱，凝膠區130-150?^oC，固化區165-185?^oC，所述成型模具的直徑比擠膠模具的直徑小1mm。

進一步地，所述后固化處理裝置的長度為60-100?cm，溫度設置為150-180?^oC，通過調節溫度來調整纖維/樹脂復合芯的固化度，使得纖維棒收集在卷繞裝置上時不變形，并保證在步驟2）固化成型后形態保持不變。

進一步地，所述纖維棒用旋轉盤為圓形轉盤，中心放置一卷纖維棒，周圍對稱放置6卷纖維棒，控制旋轉速度使得纏繞的每股纖維棒與軸線的夾角為5-15度。

進一步地，所述絕緣層纖維用旋轉盤中的絕緣層纖維為聚氨酯的纖維絲、纖維帶或纖維布，經浸漬擠膠后纏繞在纖維棒上形成絕緣層，纏繞厚度不小于0.1?mm。

進一步地，所述固化裝置長度為2-5?m，設置溫度為170-200?^oC。

進一步地，所述繩芯卷繞裝置的卷繞線速度為30-120?cm/min。

與現有技術相比，本發明具有如下突出的實質性特點和顯著地優點：

本發明方法簡單，工藝過程設置合理，本發明生產的復合繩芯具有強度大、比重小、耐高溫、熱膨脹系數小、韌性好等特點，生產工藝防止了在整體一次成型過程中因其中一根芯堵模而造成整個生產過程終止的情況。

附圖說明

圖1為本發明單根纖維棒的制備設備組成結構示意圖。

圖2為本發明纖維復合繩芯成型設備組成結構示意圖。

圖3為本發明復合繩芯產品結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的補充說明。

實施例1

如圖1、2所示，一種輸電架空導線用纖維復合繩芯的制備方法，包括以下步驟：

1）將處于自由松弛狀態的4束東麗生產的12?k?T700碳纖維（纖維體積含量約60%）從纖維紗架1牽出，經過纖維紗架1最右端中部開設的導紗孔進入纖維預熱/除濕裝置2，該纖維預熱/除濕裝置2使用紅外線加熱；