[实用新型]一种防覆冰电力导线

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力传输技术领域，尤其涉及一种防覆冰的电力导线。

背景技术

电能作为各种能源转化而来的最终能源形式服务于人类社会，成为人类生活中必不可少的生产、生活要素。电能通常由水电站、火电站、风场等电能产生地来产生，要想充分利用电能必须要将电力源源不断的传送到电力需求地。人类进入信息时代，对电力的依赖日益严重，不单是大型工业需要大量电力，家庭办公照明用电，各种通讯设备用电，承载人类大量信息的信息设备也同样离不开电能。因而，电力供应需要保证无障碍的稳定传输来满足人类社会需要。

当前，从电厂到终端用户传输电能的各种电网中所使用的电力导线，都是由导电性能良好的铜、铝等导电介质与耐拉强度高的钢芯通过机械绞股制成。这种纯金属制成的电力导线在极端自然条件下，存在致命缺陷。历史上曾发生多次因恶劣天气造成线路中断导致的大规模电网停电事故，例如北美地区冬季大停电，2008年发生在我国南方的大规模电网瘫痪事故等等，均造成了重大损失。究其原因，就在于上述这种导线自身不具有发热功能，在高寒或亚热带季风气候区遇到冷凝气或雨、雪、雾、霾容易结冰，在重力作用下使得电力导线力学负载加重或超重，导线弛度加大，甚至改变电气安全距离，更严重时，则会拉倒电杆、电塔、拉断电线，造成供电线路损毁，影响供电安全。因而，才会出现重大供电事故频发的局面。

另外，在现有的电力导线中，由于起承载作用的钢芯自身密度大、质量重、硬度高，对线路抗拉要求高，施工难度大；由于金属的特性，金属导线热胀冷缩严重，供电线路弛度和张力随气温变化大，供电线路容易出现疲劳性损坏，造成电网输电寿命下降。

因而，需要一种新的电力导线，对恶劣自然环境具有很好的适应性，尤其适用易结冰条件，在恶劣气候条件下也能保证供电安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种防覆冰电力导线，用以解决金属导线在特定自然条件下易结冰危害输电线路或设施的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种防覆冰电力导线，该电力导线包括碳纤维束和金属导电介质层，所述金属导电介质层包覆在所述碳纤维束外部。

进一步地，所述碳纤维束是单股碳纤维束或多股碳纤维束形成的束组。所述单股碳纤维束是1k、3k、6k、8k、12k、24k、或48k根碳纤维组成的单股炭纤维束。所述多股碳纤维束形成的束组是由多股单束碳纤维束组成的绞线。

进一步地，所述金属导电介质层是单股或多股金属导线绕所述碳纤维束绞制包覆形成的金属导电介质层。所述金属导线是3至5毫米直径的金属导线。所述金属是铜、或铝、或铜合金、或铝合金，所述金属导线是铜线、或铝线、或铜合金线、或铝合金线。

进一步地，所述碳纤维束中的碳纤维材料是含碳量大于或等于95％、电阻率小于或等于2.0×10^-3Ω.cm的碳纤维材料。所述碳纤维材料的抗拉强度大于或等于3500MP。

本实用新型运用了电学、热学和力学原理，创造了电学性能、热学性能和力学性能优良的电力导线。本实用新型的防覆冰电力导线，是以碳纤维作为发热材料与金属导电介质结合的防覆冰电力导线。在工频状态下，符合金属表面集肤效应导电的特性，不影响导线导电的性能。本实用新型的防覆冰电力导线，具有抗拉强度高、弹性模量大、温差变化小、柔韧性能好、具有自动加热防覆冰功能。这是因为碳纤维具有导电、发热功能，抗拉强度高，柔韧性能好，热胀冷缩系数小。

附图说明

图1是本实用新型所公开的一种防覆冰电力导线的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本实用新型作进一步地详细说明。

本实用新型针对现有金属电力导线易于结冰，且结冰后无加温功能的问题，提供了一种新的电力导线结构，该电力导线具有自加温防覆冰功能。其核心组件是碳纤维，其原理主要是利用电流通过时激活碳原子做布朗运动产生热量对外层导电介质进行持续加热，形成良好的热保护层。

同时，碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性能介于非金属和金属之间，热胀冷缩系数小，耐腐蚀性好，纤维密度低，质量轻。

此外，碳纤维相比于钢芯还具有质量轻的特征，因而整体导线重量轻，耐拉强度高，柔韧性能好。

如1图所示，显示了一种防覆冰电力导线的结构示意图，该电力导线包括碳纤维1，碳纤维1外表包裹导电性能良好的导电介质2。所述碳纤维是碳纤维束，所述导电介质是金属导电介质层。