电缆线芯及包括其的电缆制造技术

本发明专利技术公开了一种电缆线芯及包括其的电缆。该电缆线芯包括主体芯和设置在主体芯上的保护层，其中，主体芯由玻璃纤维和/或玄武岩纤维制成，玻璃纤维纵向拉伸强度大于4000Mpa，拉伸模量大于85Gpa，玄武岩纤维拉伸强度大于3700Mpa。本发明专利技术的电缆线芯，由于主体芯由玻璃纤维和/或玄武岩纤维制成，玻璃纤维纵向拉伸强度大于4000Mpa，拉伸模量大于85Gpa，玄武岩纤维拉伸强度大于3700Mpa，因此具有优良力学性能。而且玻璃纤维和/或玄武岩纤维可以在高温下连续工作，且变形量小。并且该电缆线芯受环境的影响少，相对于碳纤维其成本低廉，同时也可在新增电缆建设中替代现有的钢芯电缆，降低能耗及运营成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力输送
，具体而言，涉及一种电缆线芯及包括其的电缆。
技术介绍
在现有的常规铝导体钢芯电缆中，铝导体传输电能，钢芯提供强度。而钢芯在传输电能过程中由于温度上升，其拉伸强度会下降，造成电缆中间悬垂距离变大(蠕变)。为了保证传输电能的安全，通常钢芯电缆的载流量有一定限制，要求钢芯温度不超过75°C，但这就大大限制了铝导线的通流能力。为了提高通流载荷，不提升温度，只有提高铝导体载荷，从而增加导体重量，并因此要求增强钢芯拉强力，以及加固支架，这些都会增加投入运营成本。为了在不增加铝导线截面的基础上，增加通流能力，必须找到一种芯材能在高温下长期使用，并具备相对低的热膨胀系数、高的拉伸强度。 由于碳纤维的成本因素以及纤维刚性较大，所以用碳纤维作为主体纤维材料，制备的电缆复合芯在现场安装，以及推广使用方面都比刚性铝绞线有较大的问题及阻力。而且目前的主体碳纤维基本是采用进口纤维，国产纤维还不能具备应该的性能要求。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种电缆线芯及包括其的电缆，以解决现有技术中电缆线芯随温度升高，其拉伸强度下降，电缆中间悬垂严重的技术问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种电缆线芯。该电缆包括主体芯和设置在主体芯上的保护层，其中，主体芯由玻璃纤维和/或玄武岩纤维制成，玻璃纤维纵向拉伸强度大于4000Mpa,拉伸模量大于85Gpa,玄武岩纤维拉伸强度大于3700Mpa。进一步地，玻璃纤维和/或玄武岩纤维是直接无捻粗纱。进一步地，玻璃纤维和/或玄武岩纤维是可扭转的。进一步地，保护层为聚酯毡层，聚酯毡层的纵向拉伸强度大于90Mpa，耐受高温大于 210。。。进一步地,聚酯租层的单位质量为45_60g/m2。进一步地，保护层为环氧树脂层。 进一步地，主体芯11占电缆线芯体积的70°/Γ80%。进一步地,主体芯11占电缆线芯体积的75%。根据本专利技术的另一个方面，提供一种电缆。该电缆包括上述电缆线芯。进一步地，电缆线芯的表面缠绕有多层铝绞线，各层铝绞线缠绕的方向相反，且缠绕的螺距相同，铝绞线的横截面呈Z型。本专利技术的电缆线芯，由于主体芯由玻璃纤维和/或玄武岩纤维制成，玻璃纤维纵向拉伸强度大于4000Mpa,拉伸模量大于85Gpa,玄武岩纤维拉伸强度大于3700Mpa,因此具有优良力学性能。而且玻璃纤维和/或玄武岩纤维可以在高温下连续工作，且变形量小。并且该电缆线芯受环境的影响少，相对于碳纤维其成本低廉，同时也可在新增电缆建设中替代现有的钢芯电缆，降低能耗及运营成本。附图说明说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图I示出了根据本专利技术实施例的电缆结构示意图；以及图2示出了根据本专利技术实施例的电缆线芯制作流程图。具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。根据本专利技术一种典型的实施方式，提供一种电缆线芯。该电缆线芯包括主体芯和设置在主体芯上的保护层，其中，主体芯由玻璃纤维和/或玄武岩纤维制成，玻璃纤维纵向拉伸强度大于4000Mpa,拉伸模量大于85Gpa,玄武岩纤维拉伸强度大于3700Mpa。该电缆线芯具备高温低松弛、较低的线膨胀系数等特性，同时具备稳定的拉伸强度和蠕变伸长特性，在芯体直径一定的情况下，重量比钢芯有一定的减少，而且更加牢固。因为玻璃纤维与玄武岩纤维的拉伸强度等物理性能相当，所以当主体芯由玻璃纤维和玄武岩纤维制成时，可以采用本领域常规的手段将玻璃纤维与玄武岩纤维制备成主体芯。由于该电缆线芯的高比钢度，所以在相同铝绞线外径、相同塔距时，电缆的中间悬垂距离要远远小于金属芯的电缆，同时能减少由于气候和环境交通对电缆造成振动损伤。由于轻质高强、低下垂，也可增加塔间距，降低了建设成本。根据本专利技术一种典型的实施方式，玻璃纤维和/或玄武岩纤维是直接无捻粗纱。因为直接无捻粗纱是直接拉丝成型的玻璃纤维丝束，每一根纤维的张力一致，从而使电缆线芯具备优良的力学性能。根据本专利技术一种典型的实施方式，本专利技术电缆线芯中的玻璃纤维和/或玄武岩纤维是可扭转的。纤维的可扭转可以通过本领域中通常用的有捻实现，该电缆线芯中的玻璃纤维和/或玄武岩纤维并不要求每一根纤维都是无捻，部分纤维可以有捻，当然有捻会影响纤维线芯的拉伸强度，但又会改善光缆线芯的弯曲性能及抗压扁性能。可以在保证拉伸轻度的前提下，根据实际需要调整使其具备可扭转的特性，同时也就改善了光缆线芯的弯曲性能及抗压扁性能。电缆线芯的保护层至少起到如下三重作用其一，隔离外部环境，从而使电缆线芯寿命增长；其二，使电缆线芯外表面光洁，有利于制备效率的提升；其三，有利于接头的铰接。该电缆线芯的保护层可以是本领域通常采用的材料，如耐温塑料等，只要能够实现上述效果即可。根据本专利技术一种典型的实施方式，保护层为聚酯毡层，聚酯毡层的纵向拉伸强度大于90Mpa，耐受高温大于210°C。由于电缆线芯是由聚酯毡保护，使其对环境的耐受能力有大幅度提升，而且芯棒表面更加光洁，便于后道铝线的绕制。当然，该保护层中还可以添加一些功能性物质，如抗紫外线，抗氧化、增韧等物质，以提高其保护性能。综合生产成本、重量、电缆线芯性能参数的考虑，优选地，聚酯毡层的单位质量为45-60g/m2。根据本专利技术一种典型的实施方式，保护层还可以是环氧树脂层。根据本专利技术一种典型的实施方式，主体芯占电缆线芯体积的70°/Γ80%。优选地，主体芯电缆线芯体积的75%。根据本专利技术一种典型的实施方式，提供一种电缆。如图I所示，该电缆包括上述电缆线芯，即主体芯11和设置在主体芯11上的保护层12。电缆线芯的表面缠绕有多层铝绞线，各层铝绞线缠绕的方向相反 ，且缠绕的螺距相同。如图I所示的实施例，第一铝绞线层13与第二铝绞线层14缠绕的方向相反，且缠绕的螺距相同。并且铝绞线的横截面可以是呈Z型或梯形，Z型或梯形截面的铝线可以使导电截面在整个圆周上的利用率更高(相对于圆形截面)，并且相邻两根铝导体具有自锁的功能，确保截面的稳定性。上述电缆线芯的表面缠绕有多层铝绞线制成的电缆，与具备相同外径的钢芯电缆相比，其电能通流量有50%左右的提升，大大节约了建设成本及运营成本。在实际使用中，该电缆甚至可以在高达160°C的工况下连续工作，有的甚至短时间内可以在200°C以上工作。本专利技术的电缆可以通过现有技术中的方法加工制成，根据本专利技术典型的实施例，制作流程如图2所示。下面将结合如图2具体说明电缆线芯的制备过程。玻璃纤维从纱架21上以均匀的放卷张力退卷，经过导纱板23、第一篦子24均匀进入胶槽25。导纱板23前有一个红外线加热器22用于去除纤维中的水分，第一篦子24上的纤维分布是按每根纤维都具有独有的空间均布在整个胶槽25宽度。浸溃过的纤维按序进入两对挤胶辊27，挤除多余的树脂，在两对挤胶辊27间有一个与进胶槽前同样的第二篦子26，以确保纤维在挤胶过程中保证纤维不重叠。纤维出挤胶辊27后，进入纤维导向板。根据实际的纤维分布要求，要求按左右对称原理上下对应的顺序，每根纱穿一个导纱孔，孔的分布按纤维的根数做圆形分布，下面有接漏板把流下的树脂流回胶槽25。最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电缆线芯，其特征在于，包括主体芯(11)和设置在所述主体芯(11)上的保护层(12)，其中，所述主体芯(11)由玻璃纤维和/或玄武岩纤维制成，所述玻璃纤维纵向拉伸强度大于4000Mpa,拉伸模量大于85Gpa,所述玄武岩纤维拉伸强度大于3700Mpa。2.根据权利要求I所述的电缆线芯，其特征在于，所述玻璃纤维和/或玄武岩纤维是直接无捻粗纱。3.根据权利要求I所述的电缆线芯，其特征在于，所述玻璃纤维和/或玄武岩纤维是可扭转的。4.根据权利要求I所述的电缆线芯，其特征在于，所述保护层(12)为聚酯毡层，所述聚酯租层的纵向拉伸强度大于90Mpa,耐受高温大于210°C。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤泂，王若晨，顾跃定，李力坤，冯燕，
申请(专利权)人：嘉兴宝盈通复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：