[发明专利]一种智能复合材料芯导线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导线，具体涉及智能复合材料芯导线及其制备方法。

背景技术

长期以来，远程大容量电力输送采用的电线电缆一般以钢芯铝绞线为导线，不仅耗能大，而且载流量小，由此造成的停电、断电故障时有发生，成为电力工业发展的一大“瓶颈”。如果使用复合材料芯导线，与传统的钢芯铝绞线相比，具有载流量大、节约输电走廊、节约能源、安全系数高、节约杆塔费用、减少占地面积、减少碳排放等一系列优点，实现了电力传输的节能、环保与安全，但是现有技术中的复合材料电缆一般就具有输电功能，不具有通信功能，并且电线内部不具有测监测应力和监测温度等功能。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种耐高温、大容量、低能耗、寿命长，低弧垂，性能优，不仅有输电功能，还具有通讯，测监测导线应力和监测导线温度的智能复合材料芯导线。

本发明的另一个目的是提供连续稳定效率高的复合材料芯导线的制备方法。本发明制备得到的复合材料芯具有非常好的直线度，圆整度，无弯曲，并且颜色一致性好，强度高、寿命长，无偏心，耐老化性能好等优点。制备得到的智能复合材料芯导线具有导线紧密度与填充率高，外观色泽均匀无缺陷，耐高温，载流量大，弧垂小等优点，并可以监测线路运行情况，功能全面，实用性强。

技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采取如下技术方案：

一种智能复合材料芯导线，它包括：复合材料芯和绞制在复合材料芯外周的单线；所述的复合材料芯或者单线内设置有通讯或监测用的光纤或光纤保护管，光纤保护管内设有光纤。

作为优选方案，以上所述的智能复合材料芯导线，单线的材质为铜、铝、铝镁硅合金或铝锆合金，单线的截面形状为圆形，梯形或Z形等其它形状。

作为优选方案，以上所述的智能复合材料芯导线，复合材料芯直径为0.1mm～15mm。

作为优选方案，以上所述的智能复合材料芯导线，光纤保护管(4)的截面形状为圆形、椭圆、矩形、三角形等其它多边形；材质可以为金属和非金属等。

作为优选方案，以上所述的智能复合材料芯导线，复合材料芯或者单线内设置一根或者多根光纤；或者复合材料芯或者单线内设置一根或者多根光纤保护管，光纤保护管内设置一根或者多根光纤。

作为优选方案，以上所述的智能复合材料芯导线，复合材料芯包括高强度纤维和包覆在高强度纤维周围的高断裂延伸率纤维或织物；高断裂延伸率纤维或织物可以分多层分布在高强度纤维周围。

本发明提供的智能复合材料芯导线的制备方法，包括以下步骤：

(1)复合材料芯的制备：

首先将高强度纤维和高断裂延伸率纤维或织物放置在纱架上，通过牵引机牵出，然后分别通过除湿机进行除湿，再分别通过胶槽充分浸润树脂胶液；将高强度纤维牵引进入预固化模具预热后进入固化模具，然后将高断裂延伸率纤维或织物依次通过矩形分纱板和平面导纱板后，与高强度纤维同时进入固化模具，同时在固化模具中加入一根或者多根光纤或者光纤保护管；使得高断裂延伸率纤维或织物包覆在高强度纤维和光纤或者光纤保护管周围，树脂胶液在固化模具中固化后成型制得复合材料芯，并在光纤保护管内加入光纤；然后通过收卷机收卷复合材料芯；

(2)内部设有光纤的单丝的制备

采用Conform连续挤压机，首先将铝杆经过矫直清理，去除氧化层后，挤入挤铝模具，该挤铝模具进行单丝空心设计，在单丝挤出后形成直径为0.5-2.0mm连续空腔，然后在单丝生产完成后，采用光纤吹入工艺，将单根或多根光纤穿入单丝连续空腔中；

(3)内部设有光纤保护管的单丝的制备

采用Conform连续挤压机，将铝杆经过矫直清理，去除氧化层后，再将铝杆挤入挤铝模具同时，在单丝中定位加入一根或多根光纤保护管，在单丝生产完成后，采用光纤吹入工艺，将单根或多根光纤穿入光纤保护管中；

(4)复合材料芯外周单线的绞制

将步骤(1)制备得到的复合材料芯在牵引机的作用下从放线机出来，依次通过第一绞制段，第二绞制段与第三绞制段，将步骤(2)制备得到的内部设有光纤的单丝或者步骤(3)内部设有光纤保护管的单丝绞制在复合材料芯外表面得到单，最后将制备得到的导线用收卷机收卷。

(2)复合材料芯外周单线的绞制

将步骤(1)制备得到的复合材料芯，在牵引机的作用下从放线机出来，依次通过第一绞制段，第二绞制段与第三绞制段，将单丝绞制在复合材料芯外表面得到单线，最后将制备得到导线用收卷机收卷；所述的单丝内部设有光纤或者内部设有光纤的光纤保护管。