专利名称：碳纤维复合芯导线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供电线缆，特别是涉及一种复合芯导线。
背景技术：
在传统钢芯铝导线(ACSR)中，常用铝导线来传输电力，将钢芯作为负载。其中，导 线的输电能力用安培容量来衡量，安培容量越大，则导线的输电性能越好。因此，人们在使 用ACSR导线时，往往通过各类手段增加导线输送的电流或电压来提高输电能力。但是，增 加导线输送的电流或电压会增加其运行温度，而过高的温度会造成导线弧垂超标。因为，一 般的ACSR导线在保证连续供电而不出现类似弧垂的物理特征的明显变化的基础上，其运 行温度最大只能达到100°C。若高于100°C，ACSR导线会受到热膨胀的影响而减小抗张强 度，这些物理变化造成过大的弧垂。此外，如果通过增加ACSR导线钢芯外部包围的传导面 积来提高安培容量，但是这样也增加了导线的重量，同样会产生弧垂。并且，其重量的增加 需要增加支撑结构的拉力，需要更换输电铁塔及电杆。
实用新型内容为了解决上述的问题，本实用新型的目的在于提供一种复合芯导线，其可以负载 较大的安培容量，可在较高温度下运行而不产生弧垂变化。本实用新型解决其问题所采用的技术方案是碳纤维复合芯导线，包括线芯及缠绕在线芯上的导体，所述线芯由多束碳纤维和 玻璃纤维为骨料，与树脂为基料复合而成。作为上述技术方案的改进，所述树脂基料由树脂、粘合剂、陶瓷、金属、环氧物、塑 料泡沫及弹性体组成。。作为上述技术方案的进一步改进，所述树脂基体中还嵌入有玄武岩纤维、玻璃纤 维、芳纶纤维、硼纤维、液态晶体纤维、高性能聚乙烯纤维、碳纳米纤维或碳纳米管的一种或 多种。作为上述技术方案的进一步改进，所述线芯中的纤维和树脂基体的重量比约为 7 IO0作为上述技术方案的进一步改进，所述纤维平行于线芯的轴心方向。作为上述技术方案的进一步改进，所述导体沿线芯纵轴方向螺旋缠绕排列。作为上述技术方案的进一步改进，所述导体为纯铝或铝合金。作为上述技术方案的进一步改进，所述的导体为梯形截面。本实用新型的有益效果是本实用新型的复合芯导线由多束碳纤维为骨料，与由 多种物质组成的树脂基料中复合而成，线芯被导电体包裹，由于这种线芯具有相对高的弹 性模量及相对低的热膨胀系数，能够提高导线的安培容量，这种高强度和高耐久的复合线 芯至少可以运行60年，可在超过150°C的高温中运行，并具有较高的抗张强度及缓慢的延 伸性，因此不会产生明显的弧垂现象。这种复合芯导线与现有的钢铝导线相比，在相似的外径下，重量没有明显改变，并能够提高至少50%的输电容量。另外，运用更小的线芯就能够 在不改变导线外径的情况下增加铝导体的体积，与钢芯导线相比，碳纤维线芯导线具有更 高的强度以及更轻的重量，可在线芯周围容纳更多的导体，从而提高了导线的安培容量。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的碳纤维复合芯导线，包括线芯1及缠绕在线芯1上的导体 2，所述线芯由多束碳纤维和高强度玻璃纤维为骨料，与高性能树脂为基料复合而成。多束 纤维的具体种类及树脂基体的成分可根据实用新型线芯要达到的物理特征来具体选择，而 本实用新型复合芯为解决其技术问题应具有相对低的热膨胀系数、相对高的抗张强度及适 应相对高的运行温度，并适应相对低的外界温度、相对高的介电性能以及足够的柔韧性。作为优选，所述树脂基料由树脂、粘合剂、陶瓷、金属、环氧物、塑料泡沫及弹性体 组成。而所述基料中还嵌入有玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、硼纤维、液态晶体纤维、 高性能聚乙烯纤维或碳纳米纤中的一种或多种组合而成。大部分能够达到本实用新型要求 的线芯都应包含两个或更多种纤维，但单种纤维也可能达到较好的效果，作为优选，本实用 新型中的导线线芯中至少应含有两种不同的纤维。本实用新型的线芯导线可由一种或多种 纤维嵌入树脂基体中构成，线芯被导电体包裹，具有较高的弹性模量及较低的热膨胀系数， 能够极大地提高导线的安培容量，而高强度和高耐久的复合成分至少可以运行60年，其可 在超过100°C的高温环境中运行，并具有稳定的抗张强度及缓慢的延伸特征，因此不会产生 明显的弧垂现象。碳纤维复合芯导线与现有的钢铝导线相比，在相似的外径下，重量没有明 显改变，并能够提高至少50%的线路输电容量。另外，用更小的线芯就能够在不改变导线外 径的情况下增加铝导体的体积，与钢芯导线相比，碳纤维复合芯导线具有更高的强度以及 更轻的重量，可在线芯周围容纳更多的导体，从而提高了导线的安培容量。作为优选，所述线芯1中的纤维和树脂基体的重量比约为7 10。在这个重量比 下，线芯具有较好的物理特性，在强度、导电性及延伸性方面都有优良的表现。作为优选，所述纤维的方向平行于线芯1的轴心方向。本实用新型的线芯1可具 备不同的几何构成。纤维可能有不同的列队或方向，连续的纤维束会依导线而纵向排列。作为优选，所述导体2沿线芯1纵轴方向螺旋缠绕排列。作为优选，在本实施例中所述导体2为纯铝或铝合金，其截面为梯形，其在线芯1 上缠绕有多层，所述梯形的上底朝向线芯，较长的下底朝外。当然，也可以为其它类似的导 电体。当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本 实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在 本申请权利要求所限定的范围内。
权利要求碳纤维复合芯导线，包括线芯(1)及缠绕在线芯(1)上的导体(2)，其特征在于所述线芯(1)由多种纤维嵌入到树脂基体中构成。
2.根据权利要求1所述的碳纤维复合芯导线，其特征在于所述纤维的方向平行于导 线的轴心方向。
3.根据权利要求1所述的碳纤维复合芯导线，其特征在于所述导体(2)沿导线纵轴 方向螺旋缠绕排列。
4.根据权利要求1所述的碳纤维复合芯导线，其特征在于所述的导体(2)为梯形截
专利摘要本实用新型公开了一种碳纤维复合芯导线，包括线芯及缠绕在线芯上的导体，所述线芯由多束碳纤维和玻璃纤维为骨料，与树脂为基料复合而成。本实用新型的复合芯导线由碳纤维和多束纤维嵌入到由多种物质组成的树脂基体中复合而成，线芯被导电体包裹，由于这种线芯具有相对高的弹性模量及相对低的热膨胀系数，能够提高导线的安培容量，这种高强度和高耐久的复合线芯至少可以运行60年，可在超过150℃的高温中运行，并具有较高的抗张强度及缓慢的延伸性，因此不会产生明显的弧垂现象。
文档编号H01B5/10GK201732591SQ20092019474
公开日2011年2月2日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者古松林, 周政敏, 文小玲, 朱砚, 马诚湘, 黄李烟 申请人:广州鑫源恒业电力线路器材有限公司