碳纤维增强型抗蠕变铝合金导体光电复合电缆制造技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维增强型抗蠕变铝合金导体光电复合电缆，由抗蠕变铝合金导体以及铝合金导体外挤包的绝缘层构成的线芯，由两股以上线芯绞合成缆芯，在缆芯外绕包内衬层，在内衬层外绕包铝合金带材联锁铠装层，在铝合金带材联锁铠装层外挤包外护套层，在所述线芯之间的空隙中设置有碳纤维增强芯；还包括一根光单元，所述的光单元包括多根光纤，至少一根光纤为刻写有测温光栅的光栅光纤。本发明专利技术的有益效果是：强度更大，且能较好的代替铜导体电缆，不仅能够通信，还能实时监测电缆温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及OPLC光纤复合低压电缆制作
，具体是一种碳纤维增强型抗螺变招合金导体光电复合电缆。
技术介绍
通常设计制造OPLC光纤复合低压电缆的结构有非铠装型和铠装型两类。其导体多采用电工铜、绝缘多采用PVC或XLPE、其铠装层多采用钢带、外护套多采用PVC。第一类非铠装型OPLC光纤复合低压复合电缆，导体采用电工铜，其密度为8.89g/cm3，虽然铜有良好的电气性能和机械性能，但由于铜的密度大、资源匮乏，其价格居高不下,导致电缆本身成本过高，同时也是电缆敷设工程成本过大。第二类铠装型OPLC光纤复合低压复合电缆，其铠装材料多选用双层钢带，在一定程度上起到了抗机械损伤的作用。弥补了第一类抗机械损伤差的缺点，但由于铠装材料采用钢带，其密度为7.8 g/cm3,电缆整体重量增加，不仅增加了产品成本，同时也增加了施工成本。此外，现有的电缆抗蠕变性能差，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。
技术实现思路
本专利技术的目的是研制一种使用资源丰富、价格较低的抗蠕变铝合金导体，大幅度降低电缆制造成本、大幅度减轻电缆重量、大幅度提高电缆抗机械损伤性能，应用于建设智能电网及多网融合领域的能够自测温的碳纤维增强型抗蠕变铝合金导体光电复合电缆。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种碳纤维增强型抗蠕变铝合金导体光电复合电缆，其特征在于，由抗蠕变铝合金导体以及铝合金导体外挤包的绝缘层构成的线芯，由两股以上线芯绞合成缆芯，在缆芯外绕包内衬层，在内衬层外绕包铝合金带材联锁铠装层，在铝合金带材联锁铠装层外挤包外护套层；在所述线芯之间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；在所述缆芯和所述内衬层之间设置填充物，在所述填充物中设置一根光单元，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。所述导体采用抗蠕变铝合金材料作为电缆导体，其性能符合美国标准B800-5中8030要求，具体指标如下: 1)机械性能 抗拉强度(MPa):0状态59-111，HlX或H2X状态103-152，延伸率彡10% 2)导电性能 20°C电阻率(Ω._2/m):平均值彡0.028264，个别点彡0.028450， %IACS:平均值彡61.0，个别点彡60.6 所述铝合金带材联锁铠装，其铝合金带材的组份重量百分比为:Si 0.25, Fe 0.4, Cu0.1，Mn 0.1，Mg 2.2 ?2.8，Gr 0.15 ?0.35，Zn 0.1，其它元素单个(0.03，其它元素总和(0.15，Al为余数。目前我国建筑行业使用的电缆大多为传统电缆。作为国内传统的铜芯铠装电缆，基本采用的是铜做导体钢带绕包铠装，不仅成本很高，抵御外界意外的破坏能力也相对较差，即容易击穿，安全级别低；较大的自重又使得安装成本加大。为了避免普通铠装层的缺点本专利技术采用了 5000系列铝合金带联锁式铠装，减小电缆弯曲半径，大幅度提高电缆抗机械损伤能力，降低施工成本等。本专利技术的有益效果是: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。本专利技术所述的铝合金导体电缆结构简单，选材优良、科学，产品性能优良，可较好的代替铜导体电缆，并解决电工纯铝导体易氧化、抗蠕变性能差等问题。大幅度降低电缆制造成本、大幅度减轻电缆重量、大幅度提高电缆抗机械损伤性能，可广泛应用于建设智能电网及多网融合领域。在所述线芯之间的空隙中设置的碳纤维增强芯，可以确保电缆的强度。实际生产中如使用本专利技术的电缆，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。在将本专利技术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。本专利技术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。【附图说明】图1为本专利技术的横截面示意图； 图2为本专利技术中光单元的横截面示意图。【具体实施方式】如图1所示，一种碳纤维增强型抗蠕变铝合金导体光电复合电缆，由抗蠕变铝合金导体7以及铝合金导体7外挤包的绝缘层4构成的线芯，由四股线芯绞合成缆芯，在缆芯外绕包内衬层3，在内衬层3外绕包铝合金带材联锁铠装层2，在铝合金带材联锁铠装层2外挤包外护套层I。在所述线芯之间的空隙中设置有碳纤维增强芯6。所述碳纤维增强芯6包括碳纤维丝和陶瓷纤维丝，通过将成股的碳纤维丝和陶瓷纤维丝绞合后，采用树脂浸溃，而后采用烘箱固化而成。在本实施例中，所述碳纤维丝为一根，所述陶瓷纤维丝为六根。在所述缆芯和所述内衬层3之间设置填充物8，在所述填充物8中设置一根光单元5，如图2所示，所述的光单元5包括多根光纤51和从内到外依次设置的松套管52、非金属加强层53和护套54，松套管52套在光纤51外，松套管52内填充满干式阻水物55，非金属加强层53内设置有多根均匀分布的阻水纱56，非金属加强层53与护套54之间嵌有撕裂绳57 ;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。本专利技术采用直接在光纤上制作刻录光栅的方法进行测温导体制造。用光纤刻录成的光栅光纤是利用光纤材料的光敏性，通过特殊的加工方式，使纤芯内形成空间相位光栅，局部形成一个窄带的反射镜面，对特定波长的光形成反射。当光纤的温度发生变化时，光栅的周围会随着光纤的热胀冷缩发生变化，该变化会改变反射波长，通过测量反射光的波长变化，便可测量出光栅所处位置的光纤感应温度。同样，通过测量反射光的延迟，可得知光栅的位置。这就是利用光栅光纤测温的原理。直接刻光栅的方式不产生附加损耗，不会影响测量距离，这种制作方式要好于熔接的制作方式。通过光纤刻录成的光栅光纤测温方式由于是特制有针对性的光纤，反射信号强，因此对设备的发射功率和接收灵敏度要求都低于拉曼反射测温方式，且设备的稳定性好。同时带来的好处是测量距离远，测量距离可以在10km以上，测量精度在±2°C以内。这些光纤中的至少一根光纤上进行刻写光栅，在设定的位置进行刻写光栅，通过发射光信号测量不同位置光栅的感应温度。这就是实现了利用光栅光纤测温。本专利技术不需要测量整条线路的连续温度分布，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维增强型抗蠕变铝合金导体光电复合电缆，其特征在于，由抗蠕变铝合金导体以及铝合金导体外挤包的绝缘层构成的线芯，由两股以上线芯绞合成缆芯，在缆芯外绕包内衬层，在内衬层外绕包铝合金带材联锁铠装层，在铝合金带材联锁铠装层外挤包外护套层；在所述线芯之间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；在所述缆芯和所述内衬层之间设置填充物，在所述填充物中设置一根光单元，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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦强启，王永祥，孟哲，姜新斌，刘平，欧阳斌，祝炳臣，周汉卿，李习伟，
申请(专利权)人：河南中录电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41