[發(fā)明專利]一種碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011021705.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112151206B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李德栓;史紅偉;姜鵬博;韓慶軍;高新軍;徐嘉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H01B5/08
• 分類號(hào): H01B5/08;H01B7/04;H01B7/18;H01B7/28;H01B7/29;H01B9/00;H01B13/00
• 代理公司: 鄭州知己知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41132
• 代理人: 楊小燕

本發(fā)明公開了一種碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線及其制備方法，屬于輸電線路導(dǎo)線技術(shù)領(lǐng)域，由內(nèi)向外依次為碳纖維復(fù)合芯棒、玻璃纖維層、軟鋁型線層；所述軟鋁型線層由多個(gè)梯形軟鋁型線絞制而成；碳纖維復(fù)合芯棒由以下重量份數(shù)的原料制成：碳纖維18?25份、玻璃纖維3?5份、劍麻纖維5?8份、浸膠液210?230份。本申請(qǐng)?zhí)祭w維復(fù)合芯棒均表現(xiàn)出良好的綜合性能：拉伸強(qiáng)度為2613MPa?2638MPa，彈性模量為137GPa?145GPa，芯棒在55D直徑的筒體上以不大于3r/min的卷繞速度卷繞1圈，芯棒不開裂，不斷裂。扭轉(zhuǎn)360°試驗(yàn)，表層不開裂，線膨脹系數(shù)為1.57×10^?6/℃?1.52×10^?6/℃。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸電線路導(dǎo)線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線及其制備方法。

背景技術(shù)

長(zhǎng)期以來，在國(guó)內(nèi)輸電線路中主要采用鋼芯鋁絞線,載流量小且線損偏大,內(nèi)部承載線芯是鍍鋅鋼芯，線膨脹系數(shù)大，且易與外層鋁導(dǎo)體發(fā)生電化學(xué)腐蝕，不利于導(dǎo)線的長(zhǎng)期運(yùn)行。碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線是用復(fù)合材料芯替代傳統(tǒng)鋼芯鋁絞線中的鋼芯制成，是一種全新概念的架空輸電線路用導(dǎo)線，是高性能復(fù)合材料在輸電導(dǎo)線中的創(chuàng)新性應(yīng)用。先進(jìn)復(fù)合材料芯導(dǎo)線具備強(qiáng)度高、耐腐蝕、導(dǎo)電率高、載流量大、線膨脹系數(shù)小、弧垂小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)異性能，能有效滿足輸變電領(lǐng)域節(jié)能、安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性的更高要求。傳統(tǒng)的碳纖維復(fù)合芯棒都是玻纖和碳纖維互相嵌入，玻璃纖維性脆，很容易損傷碳纖維，因此，需要改善碳纖維復(fù)合芯的機(jī)械性能，另外碳纖維復(fù)合芯的線膨脹系數(shù)和弧垂性能有待提高。

公開號(hào)為CN109378123A的專利文獻(xiàn)公開了一種超柔多股并合碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線及其制作工藝，包括芯棒及包裹在其外部的導(dǎo)電金屬層，芯棒包括一組圓形截面碳纖維復(fù)合芯，碳纖維復(fù)合芯組中的各個(gè)碳纖維復(fù)合芯的軸線平行設(shè)置，碳纖維復(fù)合芯組中位于外圍的碳纖維復(fù)合芯的軸心連線組成正多邊形結(jié)構(gòu)，在碳纖維復(fù)合芯組的外圍還在碳纖維復(fù)合芯組的外層還包覆有鋁箔或錫箔包覆層，所述鋁箔或錫箔包覆層內(nèi)層設(shè)置有帶粘性的玻纖增強(qiáng)層；導(dǎo)電金屬層包括依次包裹在包覆層外圍的鋁擠包層和鋁股層。該導(dǎo)線克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，芯棒彎曲卷繞性能得到提升，強(qiáng)度提升，耐濕熱、臭氧、紫外老化性提高，使用穩(wěn)定性、可靠性顯著提高，且該芯棒能夠作為一種單獨(dú)產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)制，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝。

公開號(hào)為CN107358995A的專利文獻(xiàn)公開了一種大截面碳纖維復(fù)合芯半硬鋁導(dǎo)線，包括碳纖維復(fù)合芯棒和絞制在碳纖維復(fù)合芯棒外的若干半硬鋁線層，所述碳纖維復(fù)合芯棒包括復(fù)合材料內(nèi)芯和包覆復(fù)合材料內(nèi)芯用的玻璃纖維復(fù)合材料層。

上述芯棒脆性大，韌性差，在長(zhǎng)期使用過程中，很容易開裂或折斷，嚴(yán)重影響輸電線路的安全運(yùn)行，且線膨脹系數(shù)大，弧垂大。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線，由內(nèi)向外依次為碳纖維復(fù)合芯棒、玻璃纖維層、軟鋁型線層；所述軟鋁型線層由多個(gè)梯形軟鋁型線絞制而成。

進(jìn)一步的，所述碳纖維復(fù)合芯棒由以下重量份數(shù)的原料制成：碳纖維18-25份、玻璃纖維3-5份、劍麻纖維5-8份、浸膠液210-230份。

進(jìn)一步的，所述浸膠液由以下重量份數(shù)的原料制成：酚醛樹脂8-15份、環(huán)氧樹脂30-40份、固化劑15-20份、丁苯膠乳65-78份、苯乙烯120-135份、表面活性劑2.5-3.2份。

進(jìn)一步的，所述固化劑為固化劑703、704或781中的一種。

進(jìn)一步的，所述表面活性劑為聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或山梨醇酐硬脂酸酯。

進(jìn)一步的，所述碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維。

進(jìn)一步的，所述的一種碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線的制備方法，包含以下步驟：