[發明專利]一種特高壓纖維復合芯架空導線

在審

• 申請號: 201510431556.0
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN105097092A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 朱波;喬琨;虞軍偉;關勇
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東工大新材料研究院有限公司
• 主分類號: H01B7/18
• 分類號: H01B7/18;H01B7/02;H01B9/00;H01B1/24;H01B1/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本發明涉及導線領域，具體涉及一種特高壓纖維復合芯架空導線。

技術背景

隨著經濟和科技的發展，我國對能源的需求增大，尤其是對電能的需求增加尤為顯著。電能主要是通過輸電導線傳輸，所以提高輸電導線的輸電效率并且同時占用較少資源是我國輸電發展的方向之一。目前我國使用較多的超高壓等級導線是500kV輸電線路，但是500kV輸電線路構成的主網架不能滿足未來遠距離、大容量、經濟性的輸電需要，需要開發、使用特高壓輸電線路網。

特高壓電線路是指1000kV及以上的輸電線路，具有容量大、線損低和造價省的特點。目前我國主要采用分裂形式的取鋼芯鋁絞線構成特高壓輸電線路，使用分裂導線主要是為了減小導線表面的電暈放電現象，但是這樣占用空間大、線路施工難度加大。所以需要開發一種施工方便、電暈放電現象輕的新型特高壓導線。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中特高壓輸電線路網存在的導線表面電暈放電現象嚴重、輸電線路占用空間大以及線路施工難度大等問題，而提出一種特高壓纖維復合芯架空導線，該導線具有導電效率高、重量輕、力學性能好以及電性能好等優點。

為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為：

一種特高壓纖維復合芯架空導線，包括纖維復合芯和外層導體，纖維復合芯包括纖維復合芯內層和纖維復合芯外層，纖維復合芯內層由導電纖維、導電填料和樹脂基體組成，纖維復合芯外層由不導電纖維和基體組成。

采用這種結構的復合芯既具有良好的力學性能，又具有導電功能，所以使得纖維復合芯導線在具有良好力學性能的同時，又具有良好的輸電效率，作為支撐結構的纖維復合芯和外層導線同時傳輸電流，使導線的輸電效率顯著提高。

優選的，纖維復合芯內層的導電纖維為金屬纖維或碳纖維中的一種或多種。金屬纖維和碳纖維的導電性能都較強，且都具有較高的力學性能，導電纖維與樹脂基體的配合可以在保證導電效率較高的同時，使纖維復合內層具有較強的力學性能。

進一步優選的，所述金屬纖維為銅纖維、鋁纖維或銀纖維中的一種或幾種。這三種金屬的導電性都較好，且電阻較低，所以產熱較小，是較為適合作為導線的三種金屬。

進一步優選的，所述金屬纖維為鋁纖維或銅纖維中一種或兩種。鋁纖維和銅纖維容易獲得，導電性能良好而且價格相對較低。

優選的，所述導電填料為碳粉、短切碳纖維或金屬粉中的一種或多種。復合芯所使用的基體一般是絕緣的，會降低芯棒的導電性，加入導電填料后，導電填料分散在絕緣的樹脂中，并能夠形成一個導電網絡，進而提高復合芯棒的導電性能。

進一步優選的，所述金屬粉為鋁粉、銅粉、金粉或銀粉中的一種或多種。

進一步優選的，所述金屬粉為銅粉或鋁粉。銅粉和鋁粉容易獲得，導電性能優良而且價格相對較低，經濟實用。

優選的，纖維復合芯內層的樹脂基體為環氧樹脂體系、酚醛樹脂體系、聚氨酯樹脂體系、氰酸酯樹脂、聚苯硫醚或聚醚醚酮。樹脂基體能夠將纖維和導電填料成為一個整體，有效避免了纖維和導電填料的損壞或損失，而且還可以增加纖維復合芯的強度，提高復合芯的力學性能，防止了導線的斷裂。

進一步優選的，纖維復合芯內層的導電纖維和樹脂基體的體積比為4:6～8:2。如果纖維含量太少，則力學性能較差，如果纖維含量較多，樹脂基體較少，則纖維不能夠良好的結合在一起，復合芯的力學性能也會下降，在這個比例下，復合芯的力學性能更好，而且可以保證金屬纖維和導電填料之間良好地粘結在一起。

進一步優選的，纖維復合芯內層的導電填料與樹脂基體的重量比為0.1:9.9～4:6。導電填料較少，則不會使樹脂基體的導電性能顯著提高，如果導電填料較多，則使樹脂基體固化前粘度過大，在生產過程中容易發生堵模現象，使生產中斷，在該比例范圍下，可以保證復合芯的導電性能，而且還可以使生產過程順利進行。

優選的，纖維復合芯外層的不導電纖維由玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維或氨綸纖維中的一種或多種構成。

優選的，纖維復合芯外層的基體為環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、氰酸酯樹脂、聚苯硫醚或聚醚醚酮。樹脂基體能夠將纖維和填料成為一個整體，還可以提高纖維復合芯整體的力學性能。

進一步優選的，纖維復合芯外層的不導電纖維和基體的體積比為4:6～8:2。如果纖維含量太少，則力學性能較差，如果纖維含量較多，樹脂基體較少，則纖維不能夠良好的結合在一起，復合芯的力學性能也會下降，在這個比例范圍內，纖維復合芯的力學性能較佳。