专利名称：一种绝缘架空电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力电缆技术领域，具体涉及一种绝缘架空电缆。
背景技术：
绝缘架空电缆是一种常见的高空输电线，其结构是在铝导线或铜导线(多数情况 采用铝导线，铜导线使用很少)外挤包一层耐候性绝缘材料，耐候性绝缘材料可采用交联 聚乙烯、聚乙烯或聚氯乙烯。上述这种结构的架空电缆在使用时抗拉强度较弱，长期使用容易发生断裂。为了 增强架空电缆的抗拉强度，避免断裂现象的发生，使用时必须与钢丝或钢绞线配合架空敷 设于两根架空线竿上。通常采用的敷设方式有两种一种方式是先将绝缘架空电缆与钢丝 或钢绞线束合在一起，然后敷设在两根线杆之间；另一种方式是先将钢丝或钢绞线敷设好， 再将绝缘架空电缆捆绑在钢丝或钢绞线上。上述两种方式敷设过程复杂，施工时工人的劳 动强度大。因此后来在此基础上产生了一种带钢芯的绝缘架空电缆，即在铝线层的中心增 加钢芯，并在铝线层的外面挤包绝缘层，绝缘层所采用的材料也是交联聚乙烯、聚乙烯或聚 氯乙烯。这种结构的电缆可直接提高绝缘架空电缆的抗拉强度，而且施工方便，劳动强度较 低。然而，在电缆的中心增设钢芯增加了电缆的重量，使电缆的跨度缩短，因此，架设 线路时需增加杆塔的数量，从而增加了线路的成本。另外，由于电缆重量的增加，因此，对杆 塔的设计强度要求更高，这也造成线路成本的增加。
实用新型内容为了解决现有技术所存在的上述不足，本实用新型提供一种抗拉强度高、重量轻 的绝缘架空电缆，该绝缘架空电缆不仅敷设费用低，而且敷设时劳动强度低、施工方便。解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该绝缘架空电缆包括导电线芯和 位于所述导电线芯外侧的绝缘层，在所述导电线芯与所述绝缘层之间绞合有碳纤维层。所述碳纤维层包括有复合碳纤维丝，所述碳纤维层由所述多根复合碳纤维丝疏绕 绞合在导电线芯上构成。碳纤维层主要是起提高电缆纵向抗拉强度的作用，由于碳纤维具 有半导电作用，在导电线芯上还可起到屏蔽层的作用，均化导电线芯的表面电场。所述复合碳纤维丝可由束合的碳纤维丝与热固型改性环氧树脂胶合固化后，再在 其表面包覆玻璃丝纤维并用热固性环氧树脂固化形成。根据不同的要求对环氧树脂的耐温 等级也有不同的要求，环氧树脂的耐温等级分别为90° 0、120°、150°、200°。碳纤维层具有以下优点①质量轻，密度约为1.68/_3，而钢的密度约为7.88/ cm3，重量减轻了约80%，可以降低单位体积电缆的重量；②抗拉强度高，约为钢的7 8倍， 因此可以增大电缆的跨度，从而减少杆塔的数量，降低输电线路的建设成本；③耐温等级 高，能抵抗约160°的高温；④具有一定的导电能力，因此，可以降低电缆的损耗；⑤还具有 耐腐蚀、耐磨损、膨胀系数小等特性，因此，可以提高电缆的寿命。[0010]对于中高压架空电缆而言，优选所述碳纤维层和所述绝缘层之间还可设有屏蔽 层。屏蔽层的作用是在高压下均化导电线芯表面电场，消除导电线芯表面尖刺的放电，保护 了绝缘，避免电缆的击穿。优选所述屏蔽层采用半导电屏蔽层。所述半导电屏蔽层的材料 可采用半导电屏蔽料，这种材料大多是以聚烯烃为基料加入导电碳黑制成，分为热塑型和 交联型两种类型。优选的是，所述导电线芯由多根导线分多层紧密绞合而成，最外层的绞合方向为 左向，也可以为右向。所述导线可采用铝单线或铜单线。进一步优选的是，所述绝缘层采用耐侯性绝缘材料制成。优选所述耐侯性绝缘材 料可采用交联聚乙烯、聚乙烯或聚氯乙烯等。所述导电线芯可采用非紧压圆型结构或紧压圆型结构。本实用新型具有以下优点本实用新型绝缘架空电缆在导电线芯与绝缘层之间设置了碳纤维层，碳纤维层不 仅能提高绝缘架空电缆的抗拉强度，而且还能减轻电缆的重量，因此，可以增大电缆的跨 度，减少杆塔的数量以及降低对杆塔强度要求，从而降低敷设输电线路的成本。此外，由于 本实用新型绝缘架空电缆具有重量轻、外径小(相对于现有技术中带钢芯绝缘架空电缆相 比较来说)的特点，因此还能降低运输成本以及工人的劳动强度。
图1为本实用新型低压型绝缘架空电缆的结构示意图图2为本实用新型中压型绝缘架空电缆的结构示意图图中1_导电线芯2-碳纤维层3-屏蔽层4-绝缘层
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和实施例 对本实用新型作进一步详细说明。以下实施例为本实用新型的非限定性实施例。如图1所示，本实施例中绝缘架空电缆包括导电线芯1、碳纤维层2和绝缘层4，碳 纤维层2设置于导电线芯1和绝缘层4之间，这种结构的绝缘架空电缆适用于低压情况下 使用。导电线芯1采用36根直径为3. Omm的铝导线(当然也可以用铜导线或其它导线) 分三层紧密绞合在一起，其中，最内层导电线芯的绞合方向为左向，次外层的绞合方向为右 向，最外层的绞合方向为左向。本实施例中，导电线芯1采用紧压圆型结构。碳纤维层2采用40根直径为1. Omm的复合碳纤维丝右向疏绕在导电线芯1上形 成。单根复合碳纤维丝是由束合碳纤维丝与热固型改性环氧树脂固化胶合在一起，然后再 在其外侧包覆玻璃丝纤维并经热固性环氧树脂固化形成。其中热固性环氧树脂的耐温等级 为160°。由于碳纤维的密度约为1.6g/cm2，因此，这样绝缘架空电缆的重量可以减轻80% 左右，而抗拉强度反而增强(抗拉强度为350N/mm2，提高了 25% )。在实际应用中，也可以 根据情况增加复合碳纤维丝的数量以提高电缆的抗拉强度。绝缘层4是将耐候性交联聚乙烯、聚乙烯或聚氯乙烯挤包在碳纤维层2上形成。本实施例中，绝缘层4的厚度为2. 2mm。当绝缘架空电缆在中压下使用时，绝缘架空电缆的结构如图2所示(该图为中压 240mm2铝导线绝缘架空电缆)。图2与图1中的低压绝缘架空电缆的区别在于在碳纤维层 2与绝缘层4之间增加了屏蔽层3，其它结构与图1中的低压绝缘架空电缆结构完全相同， 绝缘层4的厚度为3. 4mm。屏蔽层3可以均化导电线芯表面电场，消除导电线芯表面尖刺的放电，保护绝缘 层4，本实施例中，屏蔽层3采用可交联型半导电屏蔽料制成。屏蔽层3挤包在碳纤维层2 上，然后在屏蔽层3上挤包绝缘层4。绝缘层4选用的材料和挤压方式与图1中相同。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性 实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本 实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改 进也在本实用 新型的保护范围内。
权利要求一种绝缘架空电缆，包括导电线芯(1)和位于所述导电线芯(1)外侧的绝缘层(4)，其特征在于在所述导电线芯(1)与所述绝缘层(4)之间绞合有碳纤维层(2)。
2.根据权利要求1所述的绝缘架空电缆，其特征在于所述碳纤维层(2)和所述绝缘层 ⑷之间设有屏蔽层(3)。
3.根据权利要求2所述的绝缘架空电缆，其特征在于所述屏蔽层(3)采用半导电屏蔽层。
4.根据权利要求1-3之一所述的绝缘架空电缆，其特征在于所述碳纤维层(2)包括有 多根复合碳纤维丝，所述碳纤维层(2)由所述复合碳纤维丝疏绕绞合在导电线芯(1)上构 成。
5.根据权利要求4所述的绝缘架空电缆，其特征在于所述复合碳纤维丝由束合的碳纤 维丝与热固型改性环氧树脂胶合固化后，在其表面包覆玻璃丝纤维并用热固性环氧树脂固 化形成。
6.根据权利要求1-3之一所述的绝缘架空电缆，其特征在于所述导电线芯(1)由多根 导线分多层紧密绞合而成。
7.根据权利要求6所述的绝缘架空电缆，其特征在于所述导线采用铝单线或铜单线。
8.根据权利要求1-3之一所述的绝缘架空电缆，其特征在于所述绝缘层(4)采用耐侯 性绝缘材料制成。
9.根据权利要求8所述的绝缘架空电缆，其特征在于所述耐侯性绝缘材料为交联聚乙 烯、聚乙烯或聚氯乙烯。
10.根据权利要求1-3之一所述的绝缘架空电缆，其特征在于所述导电线芯(1)为非紧 压圆型结构或紧压圆型结构。
专利摘要一种绝缘架空电缆，包括导电线芯(1)和位于所述导电线芯(1)外侧的绝缘层(4)，在所述导电线芯(1)与所述绝缘层(4)之间绞合有碳纤维层(2)。所述碳纤维层包括有多根复合碳纤维丝，所述碳纤维层(2)由所述复合碳纤维丝疏绕绞合在导电线芯(1)上构成。该绝缘架空电缆抗拉强度高、重量轻，可以减少输电线路中杆塔的数量以及对杆塔的强度要求，从而降低敷设线路的成本，同时还能降低运输成本以及工人的劳动强度。
文档编号H01B9/00GK201590286SQ20092021879
公开日2010年9月22日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年11月16日
发明者冯志恒, 张勇, 张欣, 耿晓鹏, 陈卫 申请人:特变电工股份有限公司