[发明专利]架空导线用铝包纤维增强复合芯及其制造方法

说明书

本发明提供一种架空导线用铝包纤维增强复合芯，包括至少一根复合芯，所述复合芯包括由多根纤维构成的纤维芯层和包裹在纤维芯层外周的铝包裹层，其特征在于：每根复合芯中，纤维的体积含量为50%～70%，纤维芯层的直径为d，铝包裹层的厚度为h，复合芯的直径为D，纤维的体积含量为w，则纤维芯层的直径d=(D²×w/0.8)^1/2，铝包裹层的厚度h=[D‑d]/2。本申请还提供一种架空导线用铝包纤维增强复合芯的制造方法，依次包括放纱；浸胶成束；固化；包覆等步骤。本申请通过严格规定纤维在复合芯中的体积含量、以及纤维芯层的直径和铝包裹层的厚度来提高复合芯的综合强度和抗弯曲能力，以使复合芯具有较好的综合性能，从而满足架空导线的使用要求。

技术领域

本发明属于架空输电线技术领域，特别是涉及一种架空导线用铝包纤维增强复合芯及其制造方法。

背景技术

本世纪初，以纤维树脂基复合芯棒(简称复合芯棒)作为加强芯替代传统的钢芯制成的复合芯，由于其利用了碳纤维质量轻、强度高、线膨胀系数小等优点，故由此制成的复合芯具有耐高温、大容量、低弧垂、低能耗、重量轻等显著特点，从而成为架空输电线领域的颠覆性产品，其在国内外输电线领域得到了大量的应用，取的了明显的技术经济效益。然而，由多根纤维经树脂包裹固化后得到的复合芯具有以下缺陷：1、复合芯长期使用后，由于表面的树脂容易老化，从而导致复合芯的寿命减少；2、复合芯配套连接金具结构复杂、成本高昂、对施工工艺要求高，成为了复合芯大规模应用的关键阻力点；3、复合芯在制造的过程中，包裹在多根纤维芯层外周的树脂需要固化，而树脂固化消耗的时间较长，从而导致复合芯的生产线要消耗较多的时间，其生产效率低下。

针对上述问题，申请号为200810201843.2的中国发明专利申请说明书公开了一种增强电缆芯，其至少包括一纤维增强芯和一金属护套，该金属护套包覆该纤维增强芯；同时，其还公开了金属护套的材料为电工铝或不锈钢或二者复合。引起，其通过使用铝或不锈钢或二者复合代替传统的复合芯的树脂包裹层，既保留了碳纤维强度高、重量轻等优势，又克服树脂包裹层的长期老化所引起的复合芯使用寿命短的问题。但是，由于复合芯采用金属护套，因此，金属护套的体积含量和金属护套的厚度都会对复合芯的抗弯曲性能、整体强度性能产生一定的影响，若金属护套的体积含量、厚度设计的不合理，则直接导致复合芯的寿命大大减少，不能满足架空导线的使用要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种架空导线用铝包纤维增强复合芯，其具有强度高、弯曲性能好等特点，符合目前架空导线的使用要求。

为实现上述目的，本发明提供一种架空导线用铝包纤维增强复合芯，包括至少一根复合芯，所述复合芯包括由多根纤维构成的纤维芯层和包裹在纤维芯层外周的铝包裹层，每根复合芯中，纤维的体积含量为50％～70％，纤维芯层的直径为d，铝包裹层的厚度为h，复合芯的直径为D，纤维的体积含量为w，则纤维芯层的直径d＝(D²×w/0.8)^1/2，铝包裹层的厚度h＝[D-d]/2。

进一步地，所述纤维芯层由至少一种纤维构成。

优选地，所述纤维的强度为2500MPa～5000MPa。

进一步地，所述纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维中的一种或多种。

进一步地，所述复合芯有多根，多根复合芯相互绞合。

优选地，所述复合芯的直径为2.00mm～11.0mm。

优选地，当复合芯有多根时，所述复合芯的直径为2.00mm～5.0mm。

如上所述，本发明涉及的架空导线用铝包纤维增强复合芯，具有以下有益效果：