[实用新型]一种电缆芯

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力输送领域，尤其涉及一种高性能碳纤维复合材料电缆芯。

背景技术

随着我国经济建设的不断发展，电力需求的不断增长，电缆作为电能传输的载体的需求量也越来越大，而目前国内用的电缆导线多是钢芯铝绞线和钢芯铝合金导线，这些导线的重量较大，电阻较大，从而导致输电费用高，且运行温度较低，不能适应在高温条件下的运行，因此电力传输成为电力工业发展的“瓶颈”，各国均在研究新型架空输电路用导线，以取代传统的钢芯铝绞线，碳纤维复合芯导线由此应运而生。

传统的碳纤维复合材料电缆芯结构为内部碳纤维与环氧树脂复合材料制成的承重芯，外部为玻璃纤维与环氧树脂复合物制成的保护层，两者共用同一种树脂体系。在同一种树脂体系下，耐高温、抗张强度、抗弯强度、模量、抗压强度、抗紫外线以及抗老化性等性能之间互相影响，通过改性增加某一方面的性能往往以牺牲另一方面性能为代价。 

发明内容

本实用新型设计了一种高性能碳纤维复合材料电缆芯，其解决的技术问题是传统高性能碳纤维复合材料电缆芯中，由于承重芯和保护层选择为同一种树脂体系，导致电缆芯在耐高温、抗张强度、抗弯强度、模量、抗压强度、抗紫外线以及抗老化性等性能之间互相影响或相互冲突。 

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案： 

一种电缆芯，包括承重芯和保护层，所述保护层通过缠绕工艺包覆在所述承重芯的外部，所述承重芯为耐高温 高力学性能环氧树脂体系与碳纤维的复合物，所述保护层为耐高温耐候性能环氧树脂体系与玻璃纤维的复合物，所述承重芯的耐高温高力学性能环氧树脂体系中选择的环氧树脂数量和类别与所述保护层的耐高温耐候性能环氧树脂体系中选择的环氧树脂数量和类别不同，其中碳纤维材料包含弹性体和分散在该弹性体中的碳纳米纤维，其中，所述复合材料中的弹性体为其非交联形式，并且在150℃下，使用脉冲NMR技术，通过Hahn－回波法测量，所述复合材料的第一自旋－自旋松弛时间为100-3000微秒，没有第二自旋－自旋松弛时间或第二自旋－自旋松弛时间为1000-10000微秒，并且具有第二自旋－自旋松弛时间的成分的分数小于0.2。 

附图说明

图1是本实用新型电缆芯的结构示意图； 

附图标记说明： 

1-纱架；2-第一浸胶区；3-第一固化炉；4-第二浸胶区；5-第三浸胶区；6-缠绕区；7-第二固化炉；8-牵引机；9-收卷盘；10-碳纤维；11-玻璃纤维；12-承重芯；13-保护层。

具体实施方式

下面结合图1和图2，对本实用新型做进一步说明： 

如图1所示，一种电缆芯，包括承重芯12和保护层13，保护层13通过缠绕工艺包覆在承重芯12的外部，承重芯12为耐高温高力学性能环氧树脂体系与碳纤维的复合物，保护层13为耐高温耐候性能环氧树脂体系与玻璃纤维的复合物，承重芯12的耐高温高力学性能环氧树脂体系中选择的环氧树脂数量和类别与保护层13的耐高温耐候性能环氧树脂体系中选择的环氧树脂数量和类别不同，其中碳纤维材料包含弹性体和分散在该弹性体中的碳纳米纤维，其中，所述复合材料中的弹性体为其非交联形式，并且在150℃下，使用脉冲NMR技术，通过Hahn－回波法测量，所述复合材料的第一自旋－自旋松弛时间为100-3000微秒，没有第二自旋－自旋松弛时间或第二自旋－自旋松弛时间为1000-10000微秒，并且具有第二自旋－自旋松弛时间的成分的分数小于0.2。因此承重芯的环氧树脂体系高力学性能不会受到外部保护层的环 氧树脂体系影响，而外部保护层优良的耐候性能保护了承重芯不受外部环境的伤害，使电缆芯的综合性能得到了大大的提高。 

承重芯12的耐高温高力学性能环氧树脂体系包括E51、TDE86、AG80、MY721、AFG90、DER331中的一种或者多种。保护层13的耐高温耐候性能环氧树脂体系包括E51、TDE86、AG80、MY721、AFG90、DER331中的一种或者多种。 

E51环氧树脂类别低分子量液体双酚A型环氧树脂。TDE86环氧树脂的化学名称为：4、5-环氧环乙烷-1、2二甲酸二缩水甘油酯。AG80四官能团环氧树脂的主体树脂为氨基四官能环氧树脂；MY721环氧树脂为四官能环氧树脂；AFG90三官能团环氧树脂的主体树脂为氨酚基三官能环氧树脂；陶氏生产的DER331液体环氧树脂是由环氧氯丙烷和双酚A反应生成的产品。 

保护层13中还添加紫外吸收剂。紫外吸收剂为UV-9、UV-531、UV-327、三嗪-5中的一种或多几种组合。