[發明專利]一種碳纖維復合材料搶修電桿及其制備方法

在審

• 申請號: 202010198035.6
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN113073893A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 周開河;陳剛;祝穎丹;賈紅麗;舒愷;朱艷偉;葉夏明;但揚清
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司寧波供電公司;中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: E04H12/02
• 分類號: E04H12/02;B29C53/60;B29C53/80;B29C53/84
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明涉及電網搶修技術領域，公開了一種碳纖維復合材料搶修電桿及其制備方法，該電桿包括桿體，所述桿體包括碳纖維的內纏繞層和玻璃纖維的外纏繞層；所述內纏繞層的厚度在所述桿體的根端為6～12mm，在所述桿體的稍端為10～20mm；所述外纏繞層的厚度在所述桿體的根端向梢端方向1.5～2.5米范圍內為2～5mm，在所述桿體的其他部分為1～3mm。該電桿制備方法是：先采用碳纖維螺旋纏繞加環向纏繞形成內纏繞層，再用玻璃纖維環向纏繞形成外纏繞層，經加熱固化后脫模制得。本發明的搶修電桿質量輕、剛度大、承載力強，撓度小1/2，可以極大地提高運輸與安裝的便捷性，顯著縮小故障搶修時間，提升災后應急改造及搶修效率，提升搶修時效性。

技術領域

本發明涉及電網搶修技術領域，具體涉及一種碳纖維復合材料搶修電桿及其制備方法。

背景技術

輸電線路作為連接發電端與用戶端的生命線，對各行業的發展起到極大的推動作用，因此保證輸電線路的安全、暢通，對社會經濟建設有極其重要的作用。隨著我國城市化的進程的逐步加快，整個社會對供電的可靠性、電能質量等方面提出了越來越高的要求。但是電力事故是工業的災難，倒桿事故更是電力事故的災難，它不僅造成設備重大損失，供電中斷，還使電力系統穩定運行受到威脅，給電網安全運行和用戶安全用電造成重大損害。電力部門要在第一時間對災害現場進行電力搶險救災，因此配備和使用安全、快捷、方便的應急電桿，縮短搭建電網的時間是電力搶險救災的關鍵。

目前國內外架空輸電線路中使用的電桿主要是鋼桿和混泥土桿，木桿基本上不再使用。傳統電桿存在質量大、易腐爛、銹蝕或開裂等缺陷，使用壽命較短，并且施工運輸和運行維護困難，容易造成線路倒塔、斷線等事故。復合材料電桿具有輕質高強、耐腐蝕、耐濕熱、使用壽命長、運輸安裝方便等優點，可以改善和克服傳統電桿的上述缺點。

CN1847311A公開了一種新型復合材料電桿及其制造方法，該電桿由50～75wt％的玻璃纖維、20～30wt％的聚氨酯以及余下的聚醚多元醇與苯乙烯的混合物構成，其中聚氨酯中芳香族聚氨酯占80～90wt％，其余為脂肪族聚氨酯，聚醚多元醇與苯乙烯的混合物中聚醚多元醇占40～80wt％。該復合材料電桿具有抗張強度大，耐大風、暴雨等各種惡劣環境，重量輕，導線運行安全性好，綜合成本低，安裝與運輸方便等優點。

CN106285159A公開了一種復合材料電桿及其制備方法，該電桿從內之外依次包括螺旋纏繞層、補強層和環向纏繞層，其中螺旋纏繞層和環向纏繞層均采用玻璃纖維或玄武巖纖維進行纏繞，補強層采用纖維布或織布對電桿進行纏繞，獲得的電桿耐疲勞性能優良。

雖然玻璃纖維復合材料電桿技術已較為成熟，現有技術中也有較多報道，但玻璃纖維纏繞的電桿依然存在重量較大的問題，如果用于應急搶修，尤其是山地、丘陵等交通不便地區，仍較難達到人工搬運；同時，玻璃纖維復合材料的桿塔撓度過大，在同等條件下比水泥桿和鐵桿要大3～4倍，在風荷載作用下容易發生大幅度搖晃，增大了安全行線空間和安裝要求。因此如何降低電桿的重量，解決玻璃纖維材料復合的電桿繞度過大的問題是需要繼續研究的課題。

發明內容

本發明旨在提供一種質量輕、剛度大、承載力強的復合材料材料搶修電桿，以解決現有的傳統電桿質量大、易腐爛、銹蝕或開裂等缺陷，玻璃纖維電桿的重量大，繞度過大的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種碳纖維復合材料搶修電桿，包括桿體，所述桿體包括內纏繞層和外纏繞層；

所述內纏繞層為碳纖維纏繞形成，所述內纏繞層的厚度在所述桿體的根端為6～12mm，在所述桿體的稍端為10～20mm，從所述桿體的根端至梢端逐漸增厚；

所述外纏繞層為玻璃纖維纏繞形成，所述外纏繞層的厚度在所述桿體的根端向梢端方向1.5～2.5米范圍內為2～5mm，在所述桿體的其他部分為1～3mm，從所述桿體的根端至梢端逐漸變薄。