[实用新型]一种碳纤维复合输电导线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力输配电用的导线，特别涉及一种架空线路的输电导线。

背景技术

在传统的输配电线路中，架空线路的输电导线多为钢芯铝绞线、铝包钢导线、铝合金导线及殷钢导线等，这些输电导线在实际使用中存在以下诸多问题：1)由于金属导线单位长度的重量重，因此需要架空线杆塔之间的距离要短或者增高塔杆的高度，否则杆塔的负载能力不够，故而塔杆成本及施工量都要增加。2)传统导线，尤其是钢芯线的线膨胀系数很大(热胀冷缩)，高低温度的变化，使导线的下垂度(驰度特性)变化太大，在较差的气候条件下，如大风，很容易造成线路故障。3)传统导线存在的磁损和热效应使输电线路的输电损失很大。4)传统导线如铝包钢导线，其铝线与镀锌钢芯之间的电化学腐蚀不可避免的存在，由此降低了输电导线的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型针对现有架空线路输电导线所存在的不足，提供一种低弧垂、质轻、输电损失少的高强度碳纤维复合输电导线，同时其导电性仍然保持良好，并且具有耐腐蚀、节约金属材料等特点。

为达到以上目的，本实用新型是采取如下技术方案予以实现的：

一种碳纤维复合输电导线，包括芯体和包裹在芯体外围的环形导电层，所述芯体为碳纤维组成的导电芯体，或者是以碳纤维为基组成的复合导电芯体，该复合导电芯体是由碳纤维与铝线或铜线绞合构成。所述环形导电层可为殷钢、铜、铝、铝合金的任一种线紧密包绕在芯体外围构成，该环形导电层最好是采用铜线或铝线包绕的结构层。

在上述方案中，所述的环形导电层外围还可包裹有绝缘层。

本实用新型的输电导线与传统输电导线相比具有以下优点：

1)由于碳纤维抗拉强度高且柔性好，因此采用碳纤维作为芯体，并与导电性好且廉价的铝或铜线包绕导电层复合，可大大减轻导线的重量，显著改善驰度特性，可使导线垂度降低2倍以上，因此可减少塔杆数量，降低架空线的施工成本。

2)根据输电线路中电流的集肤效应，本实用新型的碳纤维复合导线采用金属铝或铜作为环形导电层，可克服钢芯线的磁损引起的热效应，减少输电损失，但其导电性不受任何影响。

3)作为进一改进，本实用新型的芯体采用以碳纤维为基的复合导电芯体，即在碳纤维为主体的芯线中置入少量与环形导电层基本相同材质的铝线或铜线与碳纤维绞合，该导电芯体结构可使复合导线的通流能力增强；同时通过这些均匀散布在碳纤维中的铝(铜)质线，可解决碳纤维导热性不足的问题，进一步提高复合导线整体的电学及热力学性能。

此外，由于碳纤维具有良好的化学稳定性，其导电芯体与环形导电层之间接触紧密，因此消除了电化学腐蚀的存在，输电导线的使用寿命延长。

附图说明

图1为本实用新型的一种断面结构示意图。

图2为本实用新型的另一种端面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

实施例1

图1为一种碳纤维复合输电导线的断面示意，包括芯体1和包裹在芯体1外围的环形导电层2。芯体1为碳纤维4组成的芯线，碳纤维4由很细的纤维丝(10μm左右)制成碳纤维束，并多股绞合构成导电的芯体1。所述环形导电层2为铝、铝合金线或铜线构成，并紧密包绕在碳纤维导电芯体1的周围。根据输电导线在实际使用中的需要，还可在环形导电层2外围包覆绝缘层3，该绝缘层3可采用PVC、PE等材料制成。

本实施例的碳纤维复合输电导线的强度比传统钢芯导线的强度高1～1.5倍，单位长度的重量至少减轻20％，并具有低的驰度特性，如在高温(100～150℃)条件下，实施例1的碳纤维复合输电导线的弧垂不到钢芯铝绞线的1/2，从而可有效减少架空线的绝缘空间走廊，提高了输电线路运行的安全性和可靠性。

实施例2

图2为另一种碳纤维复合输电导线的断面示意，包括芯体1和包裹在芯体1外周的环形导电层2，该环形导电层2为为铝或铝合金线或铜线构成，并紧密包绕在芯体1的周围。芯体1是以碳纤维为基组成的复合导电芯体，该复合导电芯体是由碳纤维4和与环形导电层2基本相同材料的单股导线5绞合构成。单股导线5可用细铝线或细铜线；碳纤维4可由很细的纤维丝(10μm左右)制成碳纤维束，该碳纤维束的直径与单股导线5的直径相当。单股导线5置入碳纤维束中的数量应少于碳纤维束的数量，并均匀分布在碳纤维束截面之间。与实施例1相同，根据输电导线在实际使用中的需要，还可在环形导电层2外围包覆绝缘层3，该绝缘层3可采用PVC、PE等材料制成。

本实施例的碳纤维复合输电导线不但具有如实施例1结构导线的性能，同时导电率进一步提高，导电芯体1的散热性能好，运行温度较低，在输电相同负荷情况下，比传统导线可减少输电热损失约8％。