CN201036070Y - 复合材料型线架空导线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及输电设施，具体地说是一种用于高压输电线路上的电力传输导线，按照本实用新型提供的技术方案，在芯线的外面包裹若干层传输线层，每个传输线层均由众多的传输导线紧密绞合成圆筒状，每根的传输导线横断面呈一段圆环或其横断面的两侧边“S”或“Z”形。本实用新型的高性能复合材料型线架空导线具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、线损低、弧垂小、与环境亲和等优点，有效地满足输变电领域节能、安全、环保和经济性的更高要求，是目前电力输变电系统能取代传统钢芯铝导线、铝包钢导线及铝合金导线的理想高性能产品。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电设施，具体地说是一种用于高压输电线路上的电力传输导线。
背景技术
随着我国国民经济的高速发展，对电力的需求也迅速地增长。为解决电力的紧缺难题，近几年我国新建设投产了一大批发电机组，现有输电线路已不堪重负，无法将新增电力输送出去。另外，随着对环保的要求越来越严格和土地资源的紧缺，导致线路走廊开工不足。在现行情况下开辟新的线路走廊、安装新的传输塔和输电电线越来越困难。为了进一步提高线路输送能力和现有线路走廊利用率，各国相关科技人员一直在努力探索新型电力传输导线。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种具有高载流、高强度、低线损、重量轻、线膨胀系数小、表面光滑、风阻系数小、耐腐蚀等特点的复合材料型线架空导线。
按照本实用新型提供的技术方案，在芯线的外面包裹若干层传输线层，每个传输线层均由众多的传输导线紧密绞合成圆筒状，每根的传输导线横断面呈一段圆环或其横断面的两侧边“S”或“Z”形。
每个传输线层中的每根传输导线绞合方向一致，且各个传输线层中的传输导线均与芯线成5～20度的夹角。传输线层共有2～4层包裹在芯线的外面。相邻的两个传输线层其传输导线绞合方向相反。芯线直径为5.00mm～15.00mm。传输导线的横截面积为10mm2-30mm2。
芯线由碳素和玻璃纤维材料制成。
本实用新型具有如下特点：
1.用作中央加强的复合材料芯线的热膨胀系数(1.6～2.8×10-6/℃)小，仅为钢芯(11.5～23.0×10-6/℃)的1/7，在相同条件的工作环境下复合材料芯铝导线的弧垂随温度变化极小。
2.碳/玻璃纤维的芯线抗拉强度是碳钢芯(1450MPa)强度的2倍，用其代替钢芯可提高导线的抗拉强度。
3.芯线的密度为1.6～2.0g/cm3之间，仅为钢的1/4。用复合材料制成的芯线代替钢芯可减小导线的自重。
4.传输用的铝线采用特定时效工艺处理铝线导电率可从61％IACS提高到63.5％IACS。
5.复合材料芯的芯线是非铁磁性材料，当导线通过交流时没有磁滞损耗和涡流损耗，与相同结构钢芯铝绞线相比其交流电阻更小。
6.采用型线绞合，结构紧凑，填充系数高，与同直径钢芯铝绞线相比其载流截面更大。
7.表面光滑，可减少高电压场强下的电晕损失、电磁辐射、导线震动及舞动频率。可提高输电线路的电力输送能力、抗干扰能力、抗冰雪能力并延长使用寿命。
8.施工方法与传统的导线处理技术相同。
本实用新型的高性能复合材料型线架空导线具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、线损低、弧垂小、与环境亲和等优点，有效地满足输变电领域节能、安全、环保和经济性的更高要求，是目前电力输变电系统能取代传统钢芯铝导线、铝包钢导线及铝合金导线的理想高性能产品。可取代传统的钢芯铝导线、铝包钢导线、铝合金导线来实现现存传输线路的升级，从而避免安装费用高，费时等问题；且可减少新塔和新线路通道建设对环境的影响，并能提高线路运行的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本实用新型的实施例1的整体结构示意图。
图2是图1横截面图。
图3是本实用新型的实施例2的整体结构示意图。
图4是图3横截面图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实用新型的复合材料型线架空导线，如图1所示，在芯线1的外面包裹若干层传输线层2，每个传输线层2均由众多的传输导线3紧密绞合成圆筒状，每根的传输导线3横断面的两侧边呈“S”或“Z”形，每个传输线层2中的每根传输导线3绞合方向一致，且各个传输线层2中传输导线3均与芯线1呈5～20度的夹角。传输线层2共有2～4层包裹在芯线1的外面，相邻的两个传输线层2其传输导线3绞合方向相反，芯线1直径为5.00mm～15.00mm，传输导线3的横截面积为10mm2-30mm2，芯线1由碳纤维和玻璃纤维材料制成。
实施例2
本实用新型的高性能复合材料型线架空导线，如图2所示，在芯线1的外面包裹若干层传输线层2，每个传输线层2均由众多的传输导线3紧密绞合成圆筒状，每根的传输导线3横断面呈一段圆环，每个传输线层2中的每根传输导线3绞合方向一致，且各个传输线层2中传输导线3均与芯线1呈5～20度的夹角。传输线层2共有2～4层包裹在芯线1的外面，相邻的两个传输线层2其传输导线3绞合方向相反，芯线1直径为5.00mm～15.00mm，传输导线3的横截面积为10mm2-30mm2，芯线1由碳纤维和玻璃纤维材料制成。
本实用新型可通过以下方法制得：
1、复合材料芯的制造方式
复合材料芯是通过挤拉成型工艺将浸渍树脂粘合剂的连续碳/玻璃等纤维经加热模拉出，然后再通过加热室使树脂进一步固化而制备具有高强度连续增强的纤维材料复合材料芯，芯棒的直径处于5.00mm-15.00mm范围之内。
2、导电铝层型线的制造方式
导电铝层型线成型采用两种生产方式：a、冷拉拔法；b、热挤压法。冷拉拔法是将铝杆通过几道成型模具拉伸成型。热挤压法，是将铝杆加温到400℃～480℃通过模具进行挤压成型。铝型线单丝截面积控制在10mm2-30mm2范围之间。
3、导电铝层型线的时效处理
将收绕到铁盘上的铝型线放入时效炉中进行特定时效工艺处理，时效炉温度在260℃～500℃范围之间，时效处理后铝线导电率可从61％IACS提高到63.5IACS以上。
4、高性能复合材料型线架空导线绞制方式
在复合材料芯上螺旋绞合2-4层铝线，铝线与复合材料芯中心轴线形成5度～20度的夹角。该导线铝层绞合符合国内及国际相关标准的要求。
5、高性能复合材料型线架空导线的收线
将成品高性能复合材料型线架空导线缠绕到工字盘上。该导线包装符合国家及国际相关标准要求。
用碳纤维、玻璃纤维等与热固型改性环氧树脂一起挤拉成型制作加强用的复合材料的芯线1。其二，是将传输用的铝线拉挤成“Z”形或一段圆环(又称拱形)型线，进行退火处理后绞合到复合材料芯上。
使用这种导线不仅能大大提高线路的输送功率，减少线路走廊、节省运行成本、可有效利用现有的输电杆塔进行线路的扩容。使用这种导线对新线路的建设可加大塔杆的间距，减少塔杆的数量；对现有线路的扩容，可使用现成的杆塔。因此，极大的节省了塔杆的建造和现场施工费用，可大大降低线路的建设费用。
Claims (7)
1.一种复合材料型线架空导线，其特征是：在芯线(1)的外面包裹若干层传输线层(2)，每个传输线层(2)均由众多的传输导线(3)紧密绞合成圆筒状，每根的传输导线(3)横断面呈一段圆环或其横断面的两侧边呈“S”或“Z”形。
2.根据权利要求1所述的复合材料型线架空导线，其特征是：每个传输线层(2)中的每根传输导线(3)绞合方向一致，且各个传输线层(2)中的传输导线(3)均与芯线(1)呈5～20度的夹角。
3.根据权利要求1所述的复合材料型线架空导线，其特征是：传输线层(2)共有2～4层包裹在芯线(1)的外面。
4.根据权利要求1所述的复合材料型线架空导线，其特征是：相邻的两个传输线层(2)其传输导线(3)绞合方向相反。
5.根据权利要求1所述的复合材料型线架空导线，其特征是：芯线(1)直径为5.00mm～15.00mm。
6.根据权利要求1所述的复合材料型线架空导线，其特征是：传输导线(3)的横截面积为10mm2-30mm2。
7.根据权利要求1所述的复合材料型线架空导线，其特征是：芯线(1)由碳素和玻璃纤维材料制成。
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