[发明专利]碳纤维增强型绝缘阻燃铝合金电缆

说明书

技术领域

 本发明涉及电缆，具体地说是一种碳纤维增强型绝缘阻燃铝合金电缆。

背景技术

目前在我国公共场所所用的电缆基本为低烟无卤阻燃电缆，导体有铜芯和铝芯，而铜资源在我国短缺，价格也很高，已经达到7万元以上一吨，而我国铝资源丰富，但普通电工铝的抗蠕变和延伸性能差，造成电缆运行过程中的运行安全性差，所以在我国用铝作导电线芯的电力电缆较少，随着8000系列的铝合金在我国批量投产，采用8000系列铝合金作导体成为一种可能，在美国等北美国家90％的供电线路采用了8000系列铝合金作电力电缆的导体，所以采用8000系列的铝合金作导体，在我国应到了大量运用的时候。 

而对于低烟、无卤和阻燃的性能，现在用的低烟无卤阻燃电缆要达到无烟、无卤和难燃的性能要求确很难，对材料成本增加很大，而采用金属作护套就很容易。虽然绝缘等材料可以燃料，但被金属护套隔绝了空气，无法燃烧或释放出烟雾和有害气体。

此外，现有的电缆抗拉强度还不够，对冰冻雨雪等自然灾害承受力低；现在出现了光电复合电缆，具有光纤通信功能和电力传输功能，可以实现各种控制信号、网络信号以及电力的传输，适应电信网、广电网、互联网、电力网多网融合的使用需要。但是，这种光电复合电缆在运行中温升情况无法监测，容易发生因电力导线负载增加引起升温导致整个电缆损坏的现象。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种碳纤维增强型绝缘阻燃铝合金电缆，是替代铜、铝芯低烟无卤阻燃型电力电缆的新一代产品，节约铜资源，性价比高，电气防火安全和环境保护效果更好，并且能自行监测运行中电缆的温度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种碳纤维增强型绝缘阻燃铝合金电缆，其特征在于，由导体以及挤包在所述导体外层的绝缘层构成绝缘线芯，所述导体为铝合金导体，多根绝缘线芯绞合成电缆缆芯，缆芯间隙设置填充层，在所述缆芯及所述填充层外绕包有隔离层，在所述隔离层外纵包有轧纹型不锈钢外护套；在所述线芯中央的空隙中设置有碳纤维增强芯，所述碳纤维增强芯包括碳纤维丝和陶瓷纤维丝；在所述隔离层内的空隙中设置一根光单元，所述的光单元包括多根光纤和从内到外依次设置的松套管、非金属加强层和护套，所述的松套管套在所述的光纤外，所述的松套管内填充满干式阻水物，所述的非金属加强层内设置有多根均匀分布的阻水纱，所述的非金属加强层与所述的护套之间嵌有撕裂绳；至少一根光纤为刻写有测温光栅的光栅光纤，光栅光纤上每间隔预定的距离形成一个光栅测温点，预定的距离为300-500米。

本发明的有益效果是：

采用了陶瓷纤维和碳纤维复合结构，不仅具有碳纤维材料的优点，而且强度更大。

实际生产中如使用本发明的电缆，既可以正常输送电能，又能进行通讯，还能自身进行温度测量。这样就节省了为了电力通讯而增加的ADSL、OPGW等设备，也能减少因为OPGW引起的雷击等事故威胁。另外还能节省目前工作中采取的使用很高成本的GPS导线测温设备，节省巨大的成本。在将本发明的电缆作为传输电力的线路时，工作人员可以根据所述导线测量到线路温度来直接确定线路的实际承载状况。 

本发明对加强导线在线监测、掌握温度变化、提高导线传输容量、降低线损、提高电网运行安全、增加通信备份、解决全方位通信方案等等方面都显示出具大的经济效益和社会效益，尤其在当下国家全力建设环保型、经济型社会的主潮流中更加显示出强大的现实意义。

因本发明电缆的导体采用了8000系列电工级铝合金作导电线芯，导体载流能力与铝芯相当，是铜导体的61％，而铝合金导体材料成本是铜导体材料成本的约20％左右，而且8000系列电工级铝合金作导体，导体的抗蠕变性能和延伸性能佳，极大的提高了使用系统运行的可靠性。 

因本发明电缆的外护层采用了纵包焊接轧纹型不锈钢外护套，不锈钢的熔点温度为1772℃，因此，电缆外护层在火焰温度达到750℃～1000℃条件下，电缆也不会熔化和燃烧，电缆里面的绝缘、填充和隔离及绕包层材料又被外护层隔离，与空气不接触，无法形成燃烧的条件，所以电缆本身也不会因老化、过载或短路产生自燃现象。 

由于本发明电缆具有无烟、无卤和难燃的特性，电缆在火灾条件下的二次灾害也大大减少了，不会对环境保护造成负面影响，是名符其实的环保型电缆。 

本发明电缆使用寿命长。由于不锈钢外护套耐腐蚀性强，电缆里面的材料与空气被隔离，绝缘及其它材料的老化过程大大延缓，电缆的使用寿命经计算可达到80年。