[实用新型]用于架空电缆的碳纤维-树脂复合材料芯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纤维增强复合材料，更具体地涉及架空电缆的芯材。 

背景技术

随着我国经济建设的不断发展，电力需求的不断增长，电缆作为电能传输的载体的需求量也越来越大，而目前国内用的电缆导线多是钢芯铝绞线和钢芯铝合金导线，这些导线的重量较大，电阻较大，从而导致输电费用高，且运行温度较低，不能适应在高温条件下的运行，因此电力传输成为电力工业发展的“瓶颈”，各国均在研究新型架空输电路用导线，以取代传统的钢芯铝绞线。 

实用新型内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是要提供一种产品设计合理，抗拉强度高，质量轻，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境的破坏，耐久性好，不易老化，施工方便快捷，施工质量易于保证，节能环保，适用范围广的一种碳纤维电缆。 

一种用于架空电缆的碳纤维-树脂复合材料芯，其特征在于，其由碳纤维-树脂复合材料芯层与环绕所述芯层的保护层构成，其中，所述保护层是纤维毡和纤维织物增强的树脂材料层，所述碳纤维的K数在1K-80K之间。 

碳纤维复合芯电缆与传统的钢芯铝绞电缆相比较具有以下优点： 

(1)重量轻：碳纤维复合芯的密度约为1190g/cm3，钢的密度为718g/cm3。前者是后者的1/4。因此，架空电缆的杆塔跨距可增长，减少塔杆数约为16％左右，同时减少占地面积。 

(2)强度高，破断力大。碳纤维复合芯电缆的拉伸强度约为2399MPa，是普通钢丝的1197倍，是高强度钢的117倍。 

(3)导电率高，载流量大。相同直径碳纤维复合芯电缆中的铝线截面积是常规钢芯铝绞电缆的1129倍，载流量提高29％左右。 

(4)线路损耗小。碳纤维复合材料是一种非磁性材料，当导线通过交流电时不会产生磁滞损耗和涡流损耗，呈现出更小的交流电阻。 

(5)耐腐蚀，使用寿命长。碳纤维复合芯棒避免了钢芯在通电时铝线与镀锌钢丝之间的电化学腐蚀，使铝导线长期使用而耐老化。 

(6)线膨胀系数小，弛度小。 

附图说明

图1是用于生产本实用新型的复合芯的生产设备的示意图。 

具体实施方式

一种用于架空电缆的碳纤维-树脂复合材料芯，其特征在于，其由碳纤维-树脂复合材料芯层与环绕所述芯层的保护层构成，其中，所述保护层是纤维毡和纤维织物增强的树脂材料层，所述碳纤维的K数在1K-80K之间。所述纤维毡和纤维织物交错复合在一起形成缝编毡，所述缝编毡通过树脂固化在所述芯层表面形成所述保护层；所述碳纤维材料是一种碳纤维丝、环氧树脂、聚四氟乙烯和玻璃纤维毡由热固性树脂固化定型制成的碳纤维复合芯，所述碳纤维丝是由聚丙烯腈基碳纤维混合纤维素碳纤维制成的纤维丝。 

图1是用于生产本实用新型的复合芯的生产设备示意图。如图1所示，碳纤维从带有张力调整装置的纱架1上以恒定的张力退卷，按序穿过导纱板2，平行地经过预热箱3，在预热箱中排除水分，并加热软化碳纤维表面的上浆剂，改善树脂浸润效果。然后再通过导纱板2’，进入胶槽4。充分浸润后，进入预成型模具5。在此阶段，挤出多余的树脂，并和纤维毡汇合，包覆完全，牵引至成型模具6内，经过三区加热固化，芯棒以0.35m/min的速度运行出模具，最后进入后固化炉7，进行在线后固化，然后经牵引机构8，拉出芯棒，被收卷装置9均匀平行卷绕在收卷轴上。