专利名称：一种复合材料电缆芯结构的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种电缆芯用材料结构。
背景技术：
电缆主要是用来传送及分配电能。传统的钢芯铝绞电缆(aluminum conductorssteel reinforced-bare, ACSR)由于具有钢芯，因此容易有电缆下垂弛度(sag)大、磁损及热膨胀系数(coefficient of thermal expansion, CTE)大、金属间腐蚀问题、电缆架和塔杆多、及电力损耗大等问题。
实用新型内容为了克服先前技术的问题，也就是，大下垂弛度、大热膨胀系数、及金属间腐蚀等，本实用新型提供一种复合材料芯结构，来取代钢芯。具体言之，本实用新型以复合材料芯作为支撑电缆绞线的主结构，复合材料芯包含内外两层环型构造，以外环层包覆内型环层，提供数股铝绞线绞合及嵌入定位使用，外环层为复合材料芯外环，为一种高强度、电绝缘性材料层，避免外层铝绞线的腐蚀、内型环层为复合材料芯内环，为一种具高强度、低磁损、低热膨胀系数的复合材料构造，内外层组合成的芯具有高强度提供支撑整体电缆线所需的结构强度、降低下垂弛度、减少磁损，大大提升了输电效率。本实用新型的方案为:一种复合材料电缆芯结构，包括一复合材料芯内环，一复合材料芯外环,该复合材料芯外环包覆该复合材料芯内环。在本实用新型的实施例中，该复合材料芯外环具有电绝缘性，由高分子树脂复合材料所制成，例如，玻璃纤维、芳香族聚酰胺(Aramid)纤维、高密度聚乙烯(HDPE)纤维、或玄武岩纤维等电绝缘特性的纤维所制成的复合材料；其复合材料芯内环由碳纤维强化高Tg树脂复合材料所制成；该复合材料芯具有圆形实心截面。在本实用新型施例中，该复合材料芯外环具有圆形截面，该复合材料芯外环更结合有数股铝绞线，而该数股铝绞线均具有梯形截面，其中，该梯形截面的短底边接触该该复合材料芯外环。在本实用新型又一施例中，该复合材料芯外环具有驻波形截面，该复合材料芯外环更结合有数股铝绞线，而该数股铝绞线均具有圆形截面，其中，该驻波截面具有凹区和凸区，而该圆形截面位于该凹区。相较于先前技术，本实用新型由于包含复合材料电缆芯，因此，具有高抗拉强度、低的下垂弛度、磁损低、及轻重量等优点。
图1为本实用新型的第一实施例的电缆的剖面图；以及图2为本实用新型的第二实施例的电缆的剖面图。[0012]主要元件符号说明10、20复合材料电缆芯结构102、202铝绞线104、204复合材料芯外环106、206复合材料芯内环108短底208凹区210凸区。
具体实施方式
本实用新型系以复合材料芯取代钢芯，以制成具有复合材料芯结构的铝绞线电缆(aluminum conductor composite core, ACCC)0请参阅图1，其为本实用新型的第一实施例的复合材料电缆芯结构10的剖面图。该复合材料电缆芯结构10包含复合材料芯内环106、复合材料芯外环104，其中，该复合材料芯外环104包覆该复合材料芯内环106。在本实用新型的实施例中，复合材料芯外环104由高分子树脂复合材料所制成，例如，是由玻璃纤维、芳香族聚酰胺(Aramid)纤维、高密度聚乙烯(HDPE)纤维、或玄武岩纤维等电绝缘特性的纤维所制成的复合材料；该复合材料芯内环106由碳纤维强化高Tg (玻璃化温度)树脂复合材料所制成，且具有圆形实心截面。在本实施例中，本实用新型更结合有数股铝绞线102，而该数股铝绞线102包覆于该复合材料芯外环104。在本实用新型的第一实施例中，该复合材料芯外环104具有圆形截面，而该数股铝绞线102均各具有梯形截面，其中，该梯形截面的短底108接触该芯外环104。请参阅图2，其为本实`用新型的第二实施例的复合材料电缆芯结构20的剖面图。同样地，该复合材料电缆芯结构20亦包含复合材料芯内环206、包覆该复合材料芯内环206的复合材料芯外环204、以及复合材料芯外环204结合有包覆该复合材料芯外环204的数股铝绞线202。第二实施例与第一实施例的不同之处在于，该复合材料芯外环204具有驻波形截面，也就是，该驻波形截面具数个交错排列的凹区208和凸区210，而该数股铝绞线202均具有圆形截面、并且均位于该等凹区208。相较于传统铝绞电缆的钢芯，本实用新型的复合材料芯至少具有以下的有益技术效果:1、抗拉强度高出2倍:ACCC抗拉强度是ACSR (I, 240Mpa_l，41OMpa)的2倍；2、重量轻10-20%-ACCC的比重约为ACSR的1/4，在相同的外径下，ACCC的铝截面积为ACSR导线的1.29倍。ACCC导线单位长度重量比ACSR导线轻10_20%，显示ACCC重量轻的优点；3、低弛度:ACCC的弛度不及ACSR的一半，有效解决电缆下垂问题，使地面生物更加安全，ACCC与ACSR相比具有显著的低弛度特性，在高温条件下弧垂不到ACSR的1/2，能有效减少架空线的绝缘空间走廊，提高了导线运行的安全性和可靠性；4、导电率高，节能6% =ACCC不存在ACSR引起的磁损和热效应，且在输送相同负荷的条件下，具有更低的运行温度，因此，约可减少输电损耗6%及20%的塔杆，节省用地，减少有色金属资源消耗；5、耐腐蚀，使用寿命是ACSR的2倍:ACCC可以抗腐蚀，没有ACSR在通电时双金属(铝线与镀锌钢线)间的电化腐蚀问题，有效地延缓导线的老化，使用寿命高于普通导线达2倍以上；6、ACCC和相同直径的ACSR相比，可多容纳28%的导体，可以提供双倍的载流容量，以同容量线路投资成本低于ACSR。又ACCC抗拉强度高、弛度小、重量轻等特性，可使杆、塔之间的跨距增大，降低电缆架的高度、减少电缆架的数量，大幅降低工程成本；7、节省约一半铝材的消耗；以及8、可以在更高的温度下工作，最高可达摄氏200°C。相较于先前技术，本创造的构造以复合材料芯构成，因此，具有高抗拉强度、小下垂弛度、低磁损、高工作温度及轻重量等优点。此外，本实用新型复合材料芯所制成的电缆另有耐高温、低能耗、长寿命、安全、环保等诸多优点。虽然先前的描述是参照该等实施例而做成，然而应了解的是，该领域中具有通常技艺者可在没有偏离本实用新型的精神和范畴下对本实用新型加以变化及修饰。
权利要求1.种复合材料电缆芯结构，其特征包含: 复合材料芯内环； 复合材料芯外环，包覆该复合材料芯内环。
2.权利要求1所述的复合材料电缆芯结构，其特征在于，该复合材料芯外环为高分子树脂复合材料所制成。
3.权利要求2所述的复合材料电缆芯结构，其特征在于，该高分子树脂复合材料是由玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、高密度聚乙烯纤维、或玄武岩纤维的任一种电绝缘特性纤维所制成。
4.权利要求1所述的复合材料电缆芯结构，其特征在于，该复合材料芯内环为碳纤维强化高Tg树脂复合材料所制成。
5.权利要求4所述的复合材料电缆芯结构，其特征在于，该复合材料芯内环具有圆形实心截面。
6.权利要求1至5任一项所述的复合材料电缆芯结构，其特征在于，该复合材料芯外环具有圆形截面。
7.权利要求6所述的复合材料电缆芯结构，其特征在于，该复合材料芯外环更结合数股铝绞线，所述铝绞线包覆该复合材料芯外环。
8.权利要求7所述的复合材料电缆芯结构，其特征在于，该数股铝绞线均各具有梯形截面，该梯形截面的短底边接触该复合材料芯外环。
9.权利要求1至5任一项所述的复合材料电缆芯结构，其特征在于，该复合材料芯外环具有驻波形截面。
10.权利要求9所述的复合材料电缆芯结构，其特征在于，该复合材料芯外环更结合数股铝绞线，所述铝绞线包覆该复合材料芯外环，该数股铝绞线均具有圆形截面，该驻波截面具有凹区和凸区，而该圆形截面位于该凹区。
专利摘要本实用新型提供一种复合材料电缆芯结构，复合材料芯包含内外两层环型构造，以外环层包覆内环层，提供数股铝绞线绞合及嵌入定位使用，该外环层为一复合材料芯外环具有电绝缘性，由高分子树脂复合材料所制成，该内环层为一复合材料芯内环，由碳纤维强化高Tg树脂复合材料所制成，内外环层环组成的复合材料芯提供支撑整体电缆线所需结构强度的功能。由该复合材料芯所制成的电缆具有高抗拉强度、小弛度、及轻重量等优点。
文档编号H01B5/10GK202930108SQ20122054212
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月22日 优先权日2011年11月11日
发明者黄鼎贵, 蔡朝阳 申请人:上纬(上海)精细化工有限公司