[发明专利]一种高效节能型架空绝缘电缆

说明书

本发明属于电缆技术领域，尤其涉及一种高效节能型架空绝缘电缆，包括导体线芯和包裹在导体线芯外的外包层；所述导体线芯包括绞合导体，所述绞合导体包括内层的抗拉单元线芯和绞合在抗拉单元线芯外的若干根铝单线；所述抗拉单元线芯由若干根铝包碳纤维单线绞合而成。本发明所述的绝缘电缆具有重量轻、外径小、强度大、低线损、驰度小、耐高温、耐腐蚀、抗老化等特点，同样容量线路投资成本远远低于其他架空绝缘电缆。

技术领域

本发明属于电缆技术领域，尤其涉及一种高效节能型架空绝缘电缆。

背景技术

目前，郊区架设的10KV绝缘线路均为铝芯，档距不能有效放大，绝缘导线的档距一般不能大于50米，而现在郊区或农村裸导线绝大部分档距是65－70米，当原裸导线调换为普通绝缘铝线时，较多的地方需要插杆。部分插杆以至档距不均，部分未插杆的地方将造成以下一系列问题：设计困难，费用增加；线路高差、弧垂加大、风偏不够、隐患增加；强度受损、裕度降低。

若采用绝缘钢芯铝绞线，虽然张力较大，但存在以下缺点：(1)其钢芯与导体不是等寿命，在剥皮开口处和导线弧垂中央钢芯容易腐蚀；(2)由于其钢芯电阻比铝大，钢的导电率约为9％IACS左右，供电传输中基本忽略不计，因此需要将铝线绞合到钢芯外，作为电能传输载体，因此绝缘导线外径增大很多，从而导致以下问题：

(1)导线风压增加，金属导体在长期交变应力作用下，将发生疲劳断股，架空电缆寿命大大降低；

(2)导线重量大，弧垂大，使得杆、塔之间的跨距减小，高度增加，线路整体投资较大，且弧垂过大存在安全隐患。

(3)绝缘导线不阻水，由于支接处搭头，绝缘导线有开口，虽然在接头处包了绝缘防水胶带，但水还是能从中渗入，日积月累雨水一直沿线芯渗入到导线弧垂中间，由于酸雨影响，与钢芯发生化学反应，逐步腐蚀造成应力断线。

(4)线路通电后，铝线与镀锌钢线之间存在电化腐蚀，会缩短电缆的使用寿命。

(5)钢丝材料会引起的磁损和热效应，线路传输损耗较大。

若采用铝合金芯，虽然具有较强的防腐性能，且铝合金导电率约为61％IACS，电性能可以，但强度只为钢丝的1/10左右，导致绝缘导线拉力不足，很容易发生疲劳断股，也无法实现大跨距的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效节能型架空绝缘电缆，该绝缘电缆具有重量轻、外径小、强度大、低线损、驰度小、耐高温、耐腐蚀、抗老化等特点，同样容量线路投资成本远远低于其他架空绝缘电缆。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效节能型架空绝缘电缆，包括导体线芯和包裹在导体线芯外的外包层；所述导体线芯包括绞合导体和绕包在所述绞合导体外的半导电阻水包带；所述绞合导体包括内层的抗拉单元线芯和绞合在抗拉单元线芯外的若干根铝单线；所述抗拉单元线芯由若干根铝包碳纤维单线绞合而成，所述铝包碳纤维单线包括铝层和被铝层包裹在内的超强碳纤维抗拉加强芯。

本发明所述的电缆的导体线芯采用了铝包碳纤维单线，具有以下优点

(1)超强碳纤维抗拉强度超过2800-3400MPa,钢丝的抗拉强度1240Mpa-1410Mpa,强度为钢丝的2倍以上，本发明所述的电缆的导体线芯采用了铝包碳纤维单线，可以大幅度改善架空绝缘电缆的疲劳短股问题，提高电缆使用寿命。

(2)腐蚀是输电线路的一个很大问题，两种不同的金属，在通电后会产生电腐蚀，腐蚀会缩短导线强度，降低导线使用寿命，但碳纤维不会与铝线产生电腐蚀，可解决架空绝缘电缆运行时电腐蚀问题，提高使用寿命。

(3)低弧垂，降低10倍以上垂度。碳纤维与钢芯铝绞线相比具有显著的低弛度特性，在高温条件下弧垂不到钢芯铝绞线的1/10，能有效减少架空线的绝缘空间走廊，提高了导线运行的安全性和可靠性。