导电纤维电缆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了导电纤维电缆，包括缆芯，缆芯为单芯导电纤维单元或多芯导电纤维单元，导电纤维单元包括由多根导电纤维形成的导电纤维束和导电纤维束外含的保护管，单芯导电纤维单元外设有保护层，保护层外设有铠装层，铠装层外设有外护层，导电纤维的材质为含导电炭黑合成纤维，在含炭黑的导电纤维中加入稀土氧化物。该导电纤维电缆，可以替代目前大量使用的铜质或铝质的输电电缆，在节省大量有色金属的同时，减少有色金属冶炼而带来的大气污染问题，是一种低碳节能型和环保型相结合的新型输电电缆。
【专利说明】导电纤维电缆
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种导电纤维电缆。
【背景技术】
[0002]随着我国经济建设的不断发展，电能消耗年年攀升，城市电缆下地带动输电电缆的用量不断提高。目前输电电缆的材质主要有铜或铝两大有色金属材料为主体。有色金属材料的大量使用存在着消耗大量的矿产、金属冶炼的能源消耗以及大气污染等各类问题。
[0003]现有技术公开的一种碳纤维电缆芯，包括绝缘层和芯层，所述芯层由碳纤维和树脂体系构成；又公开了一种碳纤维电缆，包括外护套、金属屏蔽层、缆芯，缆芯包括碳纤维复合芯、铝导体，碳纤维复合芯与铝导体绞合制成缆芯，碳纤维中加入金属导体，形成导电纤维。但现有碳纤维电缆芯易松散不利于二次加捻及固化，同时耐疲劳性能差，易发生某处缺陷而导致导线断裂的现象。因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种既输电又低碳节能环保的导电纤维电缆。
[0005]本发明采用的技术方案是:
导电纤维电缆，包括缆芯，所述缆芯为单芯导电纤维单元或多芯导电纤维单元，所述导电纤维单元包括由多根导电纤维形成的导电纤维束和导电纤维束外含的保护管，所述单芯导电纤维单元外设有保护层，所述保护层外设有铠装层，所述铠装层外设有外护层，所述导电纤维的材质为含导电炭黑合成纤维，其合成纤维主要是聚丙烯腈基碳纤维，密度为1.5-2.0g/cm3，电导率为17%IACS，在制作碳纤维的有机纤维碳化法的工艺过程中，在惰性气氛中经高温1500-1600°C，加入经过纳米处理的质量百分含量5%-10%的银粉末、0.5-1.0%的稀土氧化铈粉末、质量百分含量0.2-1.0%的硼，焙烧碳化而成的较高导电率的碳化纤维。
[0006]所述保护管的材质为金属或非金属。
[0007]所述缆芯为多芯导电纤维单元，每个导电纤维单元外设有保护层，多芯导电纤维单元周围设有内垫层，多芯导电纤维单元和内垫层外包覆保护层，所述保护层外设有铠装层，所述铠装层外设有外护层。
[0008]所述内垫层为聚丙烯绳。
[0009]所述保护层和外护层均为聚乙烯；所述铠装层由金属带纵包、绕包或有数根金属线按一定的绞合节距绞合而成。
[0010]目前含炭黑的导电纤维其导电能力极为有限，需要提高导电纤维的导电能力。输电能力涉及到导电纤维的导电能力和导电纤维的截面积，提高导电纤维的导电能力，需要在纤维素中增加高导电的化学元素，如在纤维素中增加稀土氧化物。导电纤维运用到输电电缆，而替代铜材或铝材，将是输电电缆的一个创造性成果。
[0011]本发明的有益效果:该导电纤维电缆，可以替代目前大量使用的铜质或铝质的输电电缆，在节省大量有色金属的同时，减少有色金属冶炼而带来的大气污染问题，是一种低碳节能型和环保型相结合的新型输电电缆。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的导电纤维单元的结构示意图。
[0013]图2为本发明含单芯导电纤维单元的导电纤维电缆的结构示意图。
[0014]图3为本发明含多芯导电纤维单元的导电纤维电缆的结构示意图。
[0015]其中:1、导电纤维束，2、保护管，3、保护层，4、铠装层，5、外护层，6、内垫层，7、保护层。
【具体实施方式】
[0016]为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
[0017]实施例1
如图1和2所示，本发明的导电纤维电缆，包括缆芯，缆芯为单芯导电纤维单元，图1所示，导电纤维单元包括由多根导电纤维形成的导电纤维束I和导电纤维束I外含的保护管2，单芯导电纤维单元外设有保护层3，保护层3外设有铠装层4，铠装层4外设有外护层5，导电纤维的材质为含导电炭黑合成纤维，其合成纤维主要是聚丙烯腈基碳纤维，碳纤维具有密度小、质量轻，密度为1.5-2.0g/cm3，密度是铝的1/2，是铜的1/5，电导率为17%IACS，在制作碳纤维的有机纤维碳化法的工艺过程中，在惰性气氛中经高温1500-1600°C，加入经过纳米处理的质量百分含量5%-10%的银粉末、0.5-1.0%的稀土氧化铈粉末、质量百分含量
0.2-1.0%的硼，焙烧碳化而成的较高导电率的碳化纤维。
[0018]为了提高导电纤维的导电能力，需要在纤维素中增加高导电的化学元素，如在纤维素中增加稀土氧化物，氧化铈粉末能提高导电纤维的导电能力，银的导电性和传热性在所有的金属中都是最高的，硼在常温时为弱电导体，而在高温时导电良好，因此需要在惰性气氛中经高温1500-1600°C处理，进一步提高导电性。
[0019]实施例2
如图1和3所示，缆芯为多芯导电纤维单元，图1所示，导电纤维单元包括由多根导电纤维形成的导电纤维束I和导电纤维束I外含的保护管2，每个导电纤维单元外设有保护层3，多芯导电纤维单元周围设有内垫层6，多芯导电纤维单元和内垫层6外包覆保护层7，内垫层6为聚丙烯绳，保护层7外设有铠装层4，铠装层4外设有外护层5。
[0020]上述实施例1-2中，保护管2的材质为金属或非金属，金属保护管一般采用不锈钢或铜或铝，管壁厚度一般在0.2mm-2.0mm，非金属保护管一般采用耐磨损的纤维聚合物，如FRP纤维添加高温树脂在高温高压条件下形成导电纤维束的外层保护层。
[0021]上述实施例1-2中，保护层3和外护层5均为聚乙烯；铠装层4由金属带纵包、绕包或有数根金属线按一定的绞合节距绞合而成。
[0022]导电纤维电缆可以节省大量的有色金属，是一种低碳节能型和环保型的新型输电电缆，其解决了输电电缆的电能输送需要损耗大量有色金属材料以及冶炼有色金属而带来大气污染的问题，用导电纤维代替输电电缆的铜材料或铝材料。
【权利要求】
1.导电纤维电缆，包括缆芯，其特征在于:所述缆芯为单芯导电纤维单元或多芯导电纤维单元，所述导电纤维单元包括由多根导电纤维形成的导电纤维束和导电纤维束外含的保护管，所述单芯导电纤维单元外设有保护层，所述保护层外设有铠装层，所述铠装层外设有外护层，所述导电纤维的材质为含导电炭黑合成纤维，其合成纤维主要是聚丙烯腈基碳纤维，密度为1.5-2.0g/cm3，电导率为17%IACS，在制作碳纤维的有机纤维碳化法的工艺过程中，在惰性气氛中经高温1500-1600°C，加入经过纳米处理的质量百分含量5%-10%的银粉末、0.5-1.0%的稀土氧化铈粉末、质量百分含量0.2-1.0%的硼，焙烧碳化而成的较高导电率的碳化纤维。
2.根据权利要求1所述的导电纤维电缆，其特征在于:所述保护管的材质为金属或非金属。
3.根据权利要求1所述的导电纤维电缆，其特征在于:所述缆芯为多芯导电纤维单元，每个导电纤维单元外设有保护层，多芯导电纤维单元周围设有内垫层，多芯导电纤维单元和内垫层外包覆保护层，所述保护层外设有铠装层，所述铠装层外设有外护层。
4.根据权利要求3所述的导电纤维电缆，其特征在于:所述内垫层为聚丙烯绳。
5.根据权利要求1或3所述的导电纤维电缆，其特征在于:所述保护层和外护层均为聚乙烯；所述铠装层由金属带纵包、绕包或有数根金属线按一定的绞合节距绞合而成。
【文档编号】D06M11/83GK104167235SQ201410357365
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】张建明, 丁国锋 申请人:江苏通光光缆有限公司