[实用新型]一种新型碳纤维复合材料线体

说明书

技术领域

本实用新型属于高压输电导线的生产和应用领域，特别涉及一种新型碳纤维复合材料线体。

背景技术

国内外高压输电中的关键技术之一是导线，导线性能的好坏直接影响输电特性。导线在使用过程中，要承受复杂工况的影响：风力疲劳载荷、电场感应、磁场涡流、高温、高寒、雨雪冰雹等，而且受到大气中各种介质的腐蚀。因而要求导线要具有高的导电特性、高的拉伸强度、高的抗疲劳性能、高的耐复杂环境影响和耐腐蚀性能。目前国内外用的导线几乎全部为钢芯铝绞线或钢芯铜绞线，该类导线虽然能够满足导电要求，但线损高，弧垂大，电磁噪音大，不利于加大塔距和高温输电。

国外近几年出现了以复合材料芯导线，其特征是以碳纤维增强环氧树脂基复合材料代替钢芯，该新型导线具有受热不膨胀，重量轻等优点，获得了国际输变电系统的青睐和认可。但环氧树脂长期户外暴露，抗老化性能下降较大，输电耐温不能超过120摄氏度，因而一定上限制了在超高压和特高压线路上的应用。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决目前复合材料芯导线抗老化性能差，不能满足实际需要等问题，提供一种具有结构简单，使用方便，抗老化性能好，适用于高温等优点的一种新型碳纤维复合材料线体。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型碳纤维复合材料线体，所述线体包括碳纤维与酚醛树脂的均匀固化体芯层，芯层外层为混杂纤维增强酚醛树脂基复合材料的缠绕体。

所述芯层断面为圆形，直径为5-30mm，其中碳纤维沿芯层轴向单向排布。

所述外层为圆环状，厚度为1-10mm，其中纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维中的一种或以上几种纤维的混合体。

本实用新型的碳纤维复合材料线体，其为圆形截面连续长度，芯层为碳纤维与酚醛树脂的均匀固化体，外层为混杂纤维增强酚醛树脂基复合材料缠绕体。本线材采用拉绕复合工艺一次成型。

本实用新型碳纤维复合材料线体的芯层为碳纤维与酚醛树脂紧密均匀粘和在一起，其中碳纤维含量50-75％，酚醛树脂含量50-30％，断面为圆形，直径为5-30mm，碳纤维单向排布。其外层为纤维浸渍酚醛树脂后采用缠绕工艺固化成型，为圆环状，厚度为1-10mm，纤维可以是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维，或以上几种纤维的混合体，缠绕层中纤维含量40-70％，酚醛树脂含量60-30％，缠绕角度范围0-90度。

本实用新型的有益效果是：线体拉伸强度超过1800Mpa，拉伸模量大于120Gpa，使用温度超过150℃，耐腐蚀性能优良，特别适合连续生产，效率高，质量稳定。

附图说明

图1为本实用新型碳纤维复合材料线体的剖面图。

其中，1.芯层，2.外层。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例一

以碳纤维为芯层材料，芳纶纤维丝为表面层，以酚醛树脂为基体，生产本实用新型线体的过程如下：

将100束12K碳纤维浸渍酚醛树脂后，通过直径为10mm的预成型模成型后形成芯层1，在外部缠绕1mm厚浸渍酚醛树脂的芳纶纤维，缠绕角10度，制作外层2，调节刮胶器开口，使总含胶量保持在40％，在牵引机的牵引拉动下，进入直径11mm的固化模成型，获得直径11mm的最终产品。

实施例二

以碳纤维为芯层材料，玻璃纤维丝为表面层，以酚醛树脂为基体，生产本实用新型线体的过程如下：

60束24K碳纤维浸渍酚醛树脂后，通过直径为15mm的预成型模成型后形成芯层1，在外部缠绕2mm厚浸渍酚醛树脂的玻璃纤维，缠绕角40度，制作外层2，调节刮胶器开口，使总含胶量保持在50％，在牵引机的牵引拉动下，进入直径18mm的固化模成型后，获得直径18mm的最终产品。

实施例三

以碳纤维为芯层材料，超高分子量聚乙烯玻璃纤维丝为表面层，以酚醛树脂为基体，生产本实用新型线体的过程如下：

100束24K碳纤维浸渍酚醛树脂后，通过直径为20mm的预成型模成型后形成芯层1，在外部缠绕4mm厚浸渍酚醛树脂的超高分子量聚乙烯纤维，缠绕角80度，制作外层2，调节刮胶器开口，使总含胶量保持在60％，在牵引机的牵引拉动下，进入直径28mm的固化模成型后，获得直径28mm的最终产品。