架空导线用铝包纤维增强复合芯及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种架空导线用铝包纤维增强复合芯，包括至少一根复合芯，所述复合芯包括由多根纤维构成的纤维芯层和包裹在纤维芯层外周的铝包裹层，其特征在于：每根复合芯中，纤维的体积含量为50%～70%，纤维芯层的直径为d，铝包裹层的厚度为h，复合芯的直径为D，纤维的体积含量为w，则纤维芯层的直径d=(D2×w/0.8)1/2，铝包裹层的厚度h=[D-d]/2。本申请还提供一种架空导线用铝包纤维增强复合芯的制造方法，依次包括放纱；浸胶成束；固化；包覆等步骤。本申请通过严格规定纤维在复合芯中的体积含量、以及纤维芯层的直径和铝包裹层的厚度来提高复合芯的综合强度和抗弯曲能力，以使复合芯具有较好的综合性能，从而满足架空导线的使用要求。

Aluminum clad fiber reinforced composite core for overhead wire and manufacturing method thereof

The invention provides an overhead wire with aluminum package fiber reinforced composite core comprises at least one composite core, the composite core comprises a fibrous layer and wrapped in aluminum clad fiber core layer peripheral core composed of a plurality of fibers, which is characterized in that each composite core, fiber volume content is 50% ~ 70%, fiber core diameter is D, aluminum coating layer thickness is h, the composite core diameter is D, the volume content of W fiber, fiber core diameter d= (D2 * w/0.8) 1/2 package, aluminum layer thickness h=[D-d]/2. The invention also provides a manufacturing method of an aluminum clad fiber reinforced composite core for an overhead wire, which comprises the following steps of: putting yarn; dipping into a bundle; curing, coating, etc.. This application by strict rules, fiber volume content in the composite core and the thickness of fiber core diameter and aluminum coating layer to improve the comprehensive strength of the composite core and bending resistance, so that the composite core has good comprehensive performance, so as to meet the requirements of the use of overhead conductors.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于架空输电线
，特别是涉及一种架空导线用铝包纤维增强复合芯及其制造方法。
技术介绍
本世纪初，以纤维树脂基复合芯棒(简称复合芯棒)作为加强芯替代传统的钢芯制成的复合芯，由于其利用了碳纤维质量轻、强度高、线膨胀系数小等优点，故由此制成的复合芯具有耐高温、大容量、低弧垂、低能耗、重量轻等显著特点，从而成为架空输电线领域的颠覆性产品，其在国内外输电线领域得到了大量的应用，取的了明显的技术经济效益。然而，由多根纤维经树脂包裹固化后得到的复合芯具有以下缺陷：1、复合芯长期使用后，由于表面的树脂容易老化，从而导致复合芯的寿命减少；2、复合芯配套连接金具结构复杂、成本高昂、对施工工艺要求高，成为了复合芯大规模应用的关键阻力点；3、复合芯在制造的过程中，包裹在多根纤维芯层外周的树脂需要固化，而树脂固化消耗的时间较长，从而导致复合芯的生产线要消耗较多的时间，其生产效率低下。针对上述问题，申请号为200810201843.2的中国专利技术专利申请说明书公开了一种增强电缆芯，其至少包括一纤维增强芯和一金属护套，该金属护套包覆该纤维增强芯；同时，其还公开了金属护套的材料为电工铝或不锈钢或二者复合。引起，其通过使用铝或不锈钢或二者复合代替传统的复合芯的树脂包裹层，既保留了碳纤维强度高、重量轻等优势，又克服树脂包裹层的长期老化所引起的复合芯使用寿命短的问题。但是，由于复合芯采用金属护套，因此，金属护套的体积含量和金属护套的厚度都会对复合芯的抗弯曲性能、整体强度性能产生一定的影响，若金属护套的体积含量、厚度设计的不合理，则直接导致复合芯的寿命大大减少，不能满足架空导线的使用要求。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种架空导线用铝包纤维增强复合芯，其具有强度高、弯曲性能好等特点，符合目前架空导线的使用要求。为实现上述目的，本专利技术提供一种架空导线用铝包纤维增强复合芯，包括至少一根复合芯，所述复合芯包括由多根纤维构成的纤维芯层和包裹在纤维芯层外周的铝包裹层，每根复合芯中，纤维的体积含量为50％～70％，纤维芯层的直径为d，铝包裹层的厚度为h，复合芯的直径为D，纤维的体积含量为w，则纤维芯层的直径d＝(D2×w/0.8)1/2，铝包裹层的厚度h＝[D-d]/2。进一步地，所述纤维芯层由至少一种纤维构成。优选地，所述纤维的强度为2500MPa～5000MPa。进一步地，所述纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维中的一种或多种。进一步地，所述复合芯有多根，多根复合芯相互绞合。优选地，所述复合芯的直径为2.00mm～11.0mm。优选地，当复合芯有多根时，所述复合芯的直径为2.00mm～5.0mm。如上所述，本专利技术涉及的架空导线用铝包纤维增强复合芯，具有以下有益效果：本申请中由纤维芯层和铝包裹层构成的复合芯在保证具有强度高、质量轻、使用寿命长等优点的前提下，通过严格规定纤维在复合芯中的体积含量、以及纤维芯层的直径和铝包裹层的厚度来提高复合芯的综合强度和抗弯曲能力，以使复合芯具有较好的综合性能，从而满足架空导线的使用要求。本专利技术的另一目的在于提供一种生产效率高的架空导线用铝包纤维增强复合芯的制造方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种架空导线用铝包纤维增强复合芯的制造方法，依次包括以下步骤：A、放纱：将多根纤维从放线架放出；B、浸胶成束：将多根纤维放置在盛放有树脂的浸胶槽中充分浸胶，多根纤维粘合后形成纤维束；C、固化：将所述纤维束依次进行高温拉挤模和固化，得到纤维芯层；D、包覆：使铝杆和所述纤维芯层通过连续挤压包覆机，在纤维芯层的外周均匀覆盖一层铝，得到复合芯，该复合芯包括纤维芯层和包裹在纤维芯层外周的铝包裹层，所述纤维的体积含量为50％～70％，纤维芯层的直径为d，铝包裹层的厚度为h，复合芯的直径为D，纤维的体积含量为w，则纤维芯层的直径d＝(D2×w/0.8)1/2，铝包裹层的厚度h＝[D-d]/2。进一步地，还包括步骤F、收卷：将所述复合芯卷绕成盘。优选地，所述步骤D中，连续挤压包覆机中用于加热铝杆的模腔的加热温度T≧350℃，使铝杆处于半融化的状态。如上所述，本专利技术涉及的架空导线用铝包纤维增强复合芯的制造方法，具有以下有益效果：该制造方法能够制造出具有强度高、质量轻、使用寿命长、抗弯曲性能好等优点的复合芯，从而满足架空导线的使用要求，同时，本申请由于采用铝包裹层代替传统的树脂包裹层，故省去了树脂固化的工序，从而大大缩短复合芯生产线的耗时，进而大大提高复合芯的生产效率，符合目前精益生产的要求。附图说明图1为本申请中单根复合芯的结构示意图。图2为本申请中多根复合芯绞合后的结构示意图。图3为本申请中架空导线用铝包纤维增强复合芯的制造方法的工艺流程图。元件标号说明1复合芯11纤维芯层12铝包裹层具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。如图1所示，本申请提供一种架空导线用铝包纤维增强复合芯，包括至少一根复合芯1，所述复合芯1包括由多根纤维构成的纤维芯层11和包裹在纤维芯层11外周的铝包裹层12，每根复合芯1中，纤维的体积含量为50％～70％；所述纤维芯层11的直径为d，铝包裹层12的厚度为h，复合芯1的直径为D，纤维的体积含量为w，则纤维芯层11的直径d＝(D2×w/0.8)1/2，铝包裹层12的厚度h＝[D-d]/2。上述复合芯1由位于内层的纤维芯层11和位于外层的铝包裹层12构成，因此，复合芯1具有强度高、质量轻、使用寿命长等优点，克服了传统的复合芯1因采用树脂包裹层而产生的长期老化、寿命缩短的弊端。特别地，本申请还通过严格规定纤维在复合芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种架空导线用铝包纤维增强复合芯，包括至少一根复合芯，所述复合芯包括由多根纤维构成的纤维芯层和包裹在纤维芯层外周的铝包裹层，其特征在于：每根复合芯中，纤维的体积含量为50％～70％，纤维芯层的直径为d，铝包裹层的厚度为h，复合芯的直径为D，纤维的体积含量为w，则纤维芯层的直径d＝(D2×w/0.8)1/2，铝包裹层的厚度h＝[D‑d]/2。

【技术特征摘要】
1.一种架空导线用铝包纤维增强复合芯，包括至少一根复合芯，所述复合芯包括由多根纤维
构成的纤维芯层和包裹在纤维芯层外周的铝包裹层，其特征在于：每根复合芯中，纤维的
体积含量为50％～70％，纤维芯层的直径为d，铝包裹层的厚度为h，复合芯的直径为D，
纤维的体积含量为w，则纤维芯层的直径d＝(D2×w/0.8)1/2，铝包裹层的厚度h＝[D-d]/2。
2.根据权利要求1所述的架空导线用铝包纤维增强复合芯，其特征在于：所述纤维芯层由至
少一种纤维构成。
3.根据权利要求2所述的架空导线用铝包纤维增强复合芯，其特征在于：所述纤维的强度为
2500MPa～5000MPa。
4.根据权利要求2所述的架空导线用铝包纤维增强复合芯，其特征在于：所述纤维为碳纤维、
玻璃纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的架空导线用铝包纤维增强复合芯，其特征在于：所述复合芯有多根，
多根复合芯相互绞合。
6.根据权利要求1所述的架空导线用铝包纤维增强复合芯，其特征在于：所述复合芯的直径
为2.00mm～11.0mm。
7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国利，党朋，黄国飞，李斌，刘磊，曾伟，郑秋，
申请(专利权)人：上海电缆研究所，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：上海;31