一种具有防结冰功能的输电电缆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有防结冰功能的输电电缆，从里至外依次为：输电电缆内芯、套设于输电电缆内芯外的绝缘层、套设于绝缘层外的电缆屏蔽层、及套设于电缆屏蔽层外的电缆护套层，其特征在于：在绝缘层和电缆屏蔽层中间还设有防结冰功能层，所述的防结冰功能层包括内层的高温复合相变材料层和外层的低温复合相变材料层。本发明专利技术的结构设计合理，各个部分之间紧密结合且互相隔离绝缘。在寒冷天气时，内层的高温复合相变材料层可减缓热量外逸，且可以防止外层材料过热老化，外层的低温复合相变材料层可保持电缆外表面处于较低温度状态，避免输电线缆外表面由于内芯发热导致融雪结冰，同时可以防止电缆材料冷脆，延长电缆保护层和绝缘层的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种输电电缆，尤其适用于具有防结冰功能的输电电缆及其制备方法。
技术介绍
高压架空输电线在输电的条件下会产生一定的热量，在冬天的环境中往往室外温度一般都低于零度，而那一点微不足道的热量会被周围的低温立刻吸收，在下雪的情况下，导致附着的雪花从固态形式转化液态形式，即所谓的融化成水。在高压电线放热速度比凝固速度慢的情况下就会凝结成冰，所以高压线上一般会有结冰的现象。因表面结冰而导致架空输电线超重断裂，或铁塔和线杆的倒塌，造成大面积停电事故，给工农业生产、居民生活和国防设施造成重大损失，因此，必须高度重视和避免高压架空输电线路的结冰问题。由于环境的苛刻性，目前，国内对电缆和铁塔的除冰多采取人工或机械的手段，这种除冰方式不仅效率低，更为重要的是危险性极大。中国专利技术专利申请200910071443.9公开了一种防覆冰涂料其主要成分为含氟聚合物树脂20－70％，含氟表面活性剂1－7％，含氢氧化铝2－7％，纳米粉1－5％，金属催干剂0.1－2％，溶剂20－80％。在高压电缆、铁塔、通信线路等部件上涂刷防覆冰涂料组合物，防覆冰涂料组合物可发挥其最佳防覆冰效果，减少冰对基材表面的附着力和表面的覆冰量，再利用风和自然力的作用使冰容易脱离基材表面。防覆冰涂料不仅对金属基体有很好的结合力、较高的热传导性，更重要的是其外层表面具有低表面张力、高憎水、憎冰性，可最大限度地减少水和的附着力，使其极易脱落，从而达到防止凝冰和除冰的目的。中国专利技术专利ZL201110061099.2公开了一种防覆冰复合涂层及其制备方法。包含三层：内层为有机硅改性环氧树脂层，中间层为聚电解质盐层，外层为氟硅改性的丙烯酸酯层。在高压电缆、铁塔、通信线路和飞行器表面等部件涂刷防覆冰复合涂层，内层可以增加与基材的附着力，中间层电离出的离子可以延缓结冰，外层具有超疏水性，可减少冰在表面的附着力和表面的覆冰量。防覆冰复合涂层不仅对基材有很好的结合力、较高的热传导性，其外层表面具有低表面张力、高憎水、憎冰性，可最大限度地减少水和冰的附着力，使其极易脱落，同时中间层可以在恶劣环境电离出离子延迟冰的附着，从而达到防止凝冰和除冰的目的。上述两项方法在工程上均简单易行、方便控制、成本较低，使用效果良好，但是，仍然无法解决由于电缆线损导致的发热融冰和覆冰的根本性问题。中国专利技术专利申请CN104992743A公开了一种除冰碳纤维高低压架空电缆，包括高压电缆，高压电缆由内部的高压电缆线和表面的绝缘层组成，高压电缆的绝缘层表面设置碳纤维发热线，碳纤维发热线的绝缘层内部设置若干碳纤维。该专利技术通过在高压电缆表面设置可通电发热的碳纤维发热线，利用碳纤维将电能转换为热量，不但需要增加碳纤维发热线的供热装置，额外消耗大量的电能，而且增加了一系列供电装置，实践中也很难操作。更何况，如果供热不足，照样也存在融雪结冰的问题。中国技术专利CN201540767U公开了一种高压电线防冰电缆，它包括电缆本体，所述的电缆本体外侧附有除冰布，除冰布与电缆本体之间存有5～15mm的间隙。该技术在原有高压电缆线外围附有除冰布，且除冰布与电缆线之间存有间隙，当向该间隙内充入高压气体时，除冰布膨胀，可将附着在除冰布表面的积雪振掉，从而起到除冰的作用。该技术虽然结构简单，制造成本低，但在运行过程中需要增加一系列的充气装置，操作起来会产生许多麻烦，可行性较差。中国专利技术专利申请201410296586.0公开了一种相变控温式高压电缆，涉及电力电缆
该专利技术包括电缆内芯和电缆外层，所述电缆内芯从内到外依次为线芯、绝缘层、屏蔽层，所述电缆外层从内到外依次为绕包层、内护层、铠装层和外护层，在所述电缆内芯和电缆外层之间为填充层，所述填充层为复合相变材料。虽然该电缆能够节能、环保、自动温控，并通过相变材料改善高压电缆散热情况，提高电缆载流、过载能力和热稳定性，延长电缆使用寿命，但是，还不能阻止电缆线耗发热，进而导致低温下融雪和结冰问题。综上所述，当前，高压架空输电线主要存在以下几个问题：1、冬季下雪天气时，高压输电线路结冰导致架空输电线超重断裂，或铁塔和线杆的倒塌，造成大面积停电事故。2、由于高压输电线路线耗发热，导致绝缘层老化受损。3、上述专利技术提出的电缆表面涂覆防水层，减缓结冰；增加碳纤维发热线融冰；外层包裹除冰布，用高压气体膨胀除冰；单一相变材料层散热等措施，均无法解决下雪天气高压电缆因散热导致表面融雪和结冰的根本性问题。4、采用相变控温式高压电缆时，由于仅采用石蜡基微胶囊+聚烯烃的相变材料，导致作为有效的相变材料含量较低，其质量不及80％，而且作为固定材料的聚烯烃的可塑性与石蜡差异较大，不利于得到均匀的相变层结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供具有防结冰功能的输电电缆及其制备方法，它使输电电缆在高压输电过程中不会融雪后结冰，从而避免人工除冰的危险性和提高除冰效率。本专利技术是通过以下技术实现的：一种具有防结冰功能的输电电缆，从里至外依次为：输电电缆内芯、套设于输电电缆内芯外的绝缘层、套设于绝缘层外的电缆屏蔽层、及套设于电缆屏蔽层外的电缆护套层，其特征在于：在绝缘层和电缆屏蔽层中间还设有防结冰功能层，所述的防结冰功能层包括内层的高温复合相变材料层和外层的低温复合相变材料层。作为优选的实施方式，所述高温复合相变材料层主要由高吸油性无纺纤维编织带、及吸附在高吸油性无纺纤维编织带上的高温复合相变材料组成。进一步地，所述的高吸油性无纺纤维为聚烯烃类高吸油性无纺纤维、聚丙烯酸酯类高吸油性无纺纤维、或聚氨酯类高吸油性无纺纤维中的一种或两种以上按照任意比例混合而成的混合物；所述的高温复合相变材料为石蜡类高级脂肪烃类、脂肪酸类、脂肪酸酯类、脂肪酸盐类、高级醇类、芳香烃类、芳香酮类、酰胺类、氟利昂类、或者多羟基碳酸类中的一种或两种以上按照任意比例混合而成的混合物。作为优选的实施方式，所述低温复合相变材料层主要由高吸水性无纺纤维编织带、及吸附在吸水性无纺纤维编织带上的吸收低温复合相变材料组成。进一步地，所述的高吸水性无纺纤维为合成聚合物类高吸水性无纺纤维或天然高分子类高吸水性无纺纤维中的一种或两种以上按照任意比例混合而成的混合物。进一步地，所述的合成聚合物类高吸水性无纺纤维为聚丙烯酸盐类高吸水性无纺纤维、聚乙烯醇类高吸水性无纺纤维、聚氧化烷烃类高吸水性无纺纤维、或无机聚合物类高吸水性无纺纤维；所述的天然高分子类高吸水性无纺纤维为纤维素系高吸水性无纺纤维、蛋白质系高吸水性无纺纤维、果胶高吸水性无纺纤维、藻酸高吸水性无纺纤维、壳聚糖高吸水性无纺纤维、或肝素高吸水性无纺纤维。进一步地，所述的低温复合相变材料为水、甲醇、乙醇、丙酮、二氧六圜、乙二醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、或聚乙二醇中的一种或两种以上按照任意比例混合而成的混合物。作为优选的实施方式，所述的输电电缆内芯为纯铜，优选地选择镀银铜。作为优选的实施方式，所述绝缘层为聚烯烃绝缘层。作为优选的实施方式，所述电缆屏蔽层为编织成网状的金属线或金属薄膜。作为优选的实施方式，所述电缆护套层为低烟无卤聚乙烯护套。一种具有防结冰功能的输电电缆的制备方法：一、在输电电缆内芯外包裹绝缘层，二、在绝缘层外依次扎上高温复合相变材料层和低温复合相变材料层，三、在低温复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有防结冰功能的输电电缆，从里至外依次为：输电电缆内芯(1)、套设于输电电缆内芯(1)外的绝缘层(2)、套设于绝缘层(2)外的电缆屏蔽层(4)及套设于电缆屏蔽层(4)外的电缆护套层(5)，其特征在于：在绝缘层(2)和电缆屏蔽层(4)中间还设有防结冰功能层(3)，所述的防结冰功能层(3)包括内层的高温复合相变材料层(31)和外层的低温复合相变材料层(32)。

【技术特征摘要】
1.一种具有防结冰功能的输电电缆，从里至外依次为：输电电缆内芯(1)、套设于输电电缆内芯(1)外的绝缘层(2)、套设于绝缘层(2)外的电缆屏蔽层(4)及套设于电缆屏蔽层(4)外的电缆护套层(5)，其特征在于：在绝缘层(2)和电缆屏蔽层(4)中间还设有防结冰功能层(3)，所述的防结冰功能层(3)包括内层的高温复合相变材料层(31)和外层的低温复合相变材料层(32)。2.根据权利要求1所述的一种具有防结冰功能的输电电缆，其特征在于：所述高温复合相变材料层(31)主要由高吸油性无纺纤维编织带及吸附在高吸油性无纺纤维编织带上的高温复合相变材料组成。3.根据权利要求2所述的一种具有防结冰功能的输电电缆，其特征在于：所述的高吸油性无纺纤维为聚烯烃类高吸油性无纺纤维、聚丙烯酸酯类高吸油性无纺纤维、或聚氨酯类高吸油性无纺纤维中的一种或两种以上按照任意比例混合而成的混合物；所述的高温复合相变材料为石蜡类高级脂肪烃类、脂肪酸类、脂肪酸酯类、脂肪酸盐类、高级醇类、芳香烃类、芳香酮类、酰胺类、氟利昂类、或者多羟基碳酸类中的一种或两种以上按照任意比例混合而成的混合物。4.根据权利要求1所述的一种具有防结冰功能的输电电缆，其特征在于：所述低温复合相变材料层(32)主要由高吸水性无纺纤维编织带及吸附在吸水性无纺纤维编织带上的吸收低温复合相变材料组成。5.根据权利要求4所述的一种具有防结冰功能的输电电缆，其特征在于：所述的高吸水性无纺纤维为合成聚合物类高吸水性无纺纤维或天然高分子类高吸水性无纺纤维中的一种或两种以上按照任意比例混合而成的混合物；所述的合成聚合物类高吸水性无纺纤维为聚丙烯酸盐类高吸水性无纺纤维、聚乙烯醇类高吸水性无纺纤维、聚氧化烷烃类高吸水性无纺纤维、或无机聚合物类高吸水性无纺纤维；所述的天然高分子类高吸水性无纺纤维为纤维素系高吸水性无纺纤维、蛋白质系高吸水性无纺纤维、果胶高吸水性无纺纤维、藻酸高吸水性无纺纤维、壳聚糖高吸水性无纺纤维、或肝素高吸水性无纺纤维；所述的低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋维，甘纯玑，
申请(专利权)人：福建瑞达精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35