本实用新型专利技术涉及一种特高压纤维复合芯架空导线，包括纤维复合芯和外层导体，纤维复合芯包括纤维复合芯内层和纤维复合芯外层，纤维复合芯内层由导电纤维、导电填料和树脂基体组成，纤维复合芯外层由不导电纤维和基体组成。本实用新型专利技术的纤维复合芯由于具有导电纤维和导电填料，所以可以使芯棒导电，且纤维树脂的复合结构可以保证导线具备良好的力学性能，所以，本实用新型专利技术能够同时满足特高压架空导线对力学性能和电性能的要求；本实用新型专利技术的导线具有外层导体，外层导体为金属涂层，可以使导体的表面电阻减小，减小特高压导线的表面电晕现象；本实用新型专利技术具有重量轻、强度高、导电效率高以及电晕放电现象轻等优点，弥补了传统特高压导线的不足。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及导线领域，具体涉及一种特高压纤维复合芯架空导线。技术背景随着经济和科技的发展，我国对能源的需求增大，尤其是对电能的需求增加尤为显著。电能主要是通过输电导线传输，所以提高输电导线的输电效率并且同时占用较少资源是我国输电发展的方向之一。目前我国使用较多的超高压等级导线是500kV输电线路，但是500kV输电线路构成的主网架不能满足未来远距离、大容量、经济性的输电需要，需要开发、使用特高压输电线路网。特高压电线路是指100kV及以上的输电线路，具有容量大、线损低和造价省的特点。目前我国主要采用分裂形式的取钢芯铝绞线构成特高压输电线路，使用分裂导线主要是为了减小导线表面的电晕放电现象，但是这样占用空间大、线路施工难度加大。所以需要开发一种施工方便、电晕放电现象轻的新型特高压导线。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中特高压输电线路网存在的导线表面电晕放电现象严重、输电线路占用空间大以及线路施工难度大等问题，而提出一种特高压纤维复合芯架空导线，该导线具有导电效率高、重量轻、力学性能好以及电性能好等优点。为了解决以上技术问题，本技术的技术方案为:—种特高压纤维复合芯架空导线，包括纤维复合芯和外层导体，纤维复合芯包括纤维复合芯内层和纤维复合芯外层，纤维复合芯内层由导电纤维、导电填料和树脂基体组成，纤维复合芯外层由不导电纤维和基体组成。采用这种结构的复合芯既具有良好的力学性能，又具有导电功能，所以使得纤维复合芯导线在具有良好力学性能的同时，又具有良好的输电效率，作为支撑结构的纤维复合芯和外层导线同时传输电流，使导线的输电效率显著提高。优选的，纤维复合芯内层的导电纤维为金属纤维或碳纤维中的一种或多种。金属纤维和碳纤维的导电性能都较强，且都具有较高的力学性能，导电纤维与树脂基体的配合可以在保证导电效率较高的同时，使纤维复合内层具有较强的力学性能。进一步优选的，所述金属纤维为铜纤维、铝纤维或银纤维中的一种或几种。这三种金属的导电性都较好，且电阻较低，所以产热较小，是较为适合作为导线的三种金属。进一步优选的，所述金属纤维为铝纤维或铜纤维中一种或两种。铝纤维和铜纤维容易获得，导电性能良好而且价格相对较低。优选的，所述导电填料为碳粉、短切碳纤维或金属粉中的一种或多种。复合芯所使用的基体一般是绝缘的，会降低芯棒的导电性，加入导电填料后，导电填料分散在绝缘的树脂中，并能够形成一个导电网络，进而提高复合芯棒的导电性能。进一步优选的，所述金属粉为铝粉、铜粉、金粉或银粉中的一种或多种。进一步优选的，所述金属粉为铜粉或铝粉。铜粉和铝粉容易获得，导电性能优良而且价格相对较低，经济实用。优选的，纤维复合芯内层的树脂基体为环氧树脂体系、酚醛树脂体系、聚氨酯树脂体系、氰酸酯树脂、聚苯硫醚或聚醚醚酮。树脂基体能够将纤维和导电填料成为一个整体，有效避免了纤维和导电填料的损坏或损失，而且还可以增加纤维复合芯的强度，提高复合芯的力学性能，防止了导线的断裂。进一步优选的，纤维复合芯内层的导电纤维和树脂基体的体积比为4:6?8:2。如果纤维含量太少，则力学性能较差，如果纤维含量较多，树脂基体较少，则纤维不能够良好的结合在一起，复合芯的力学性能也会下降，在这个比例下，复合芯的力学性能更好，而且可以保证金属纤维和导电填料之间良好地粘结在一起。进一步优选的，纤维复合芯内层的导电填料与树脂基体的重量比为0.1:9.9?4:6。导电填料较少，则不会使树脂基体的导电性能显著提高，如果导电填料较多，则使树脂基体固化前粘度过大，在生产过程中容易发生堵模现象，使生产中断，在该比例范围下，可以保证复合芯的导电性能，而且还可以使生产过程顺利进行。优选的，纤维复合芯外层的不导电纤维由玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或氨纶纤维中的一种或多种构成。优选的，纤维复合芯外层的基体为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、氰酸酯树脂、聚苯硫醚或聚醚醚酮。树脂基体能够将纤维和填料成为一个整体，还可以提高纤维复合芯整体的力学性能。进一步优选的，纤维复合芯外层的不导电纤维和基体的体积比为4:6?8:2。如果纤维含量太少，则力学性能较差，如果纤维含量较多，树脂基体较少，则纤维不能够良好的结合在一起，复合芯的力学性能也会下降，在这个比例范围内，纤维复合芯的力学性能较佳。优选的，纤维复合芯内层和纤维复合芯外层的体积比为1:9?9:1。如果纤维复合芯内层体积较少，则复合芯能够传输的电能太少，如果复合芯内层体积含量过高，则外层绝缘层过少，容易被高电压击穿，进而和外层金属线传输的电能发生干扰。优选的，所述外层导体由经过表面镀银或镀铜的若干金属线环绕纤维复合芯设置而成。外层导体经过表面镀银、铜等低电阻金属层处理，处理后导体的表面电阻减小，这样会减小特高压导线的表面电晕现象。进一步优选的，所述金属线的层数为3层，内层8-10根金属线，中间层12-16根金属线，最外层16-22根金属线。进一步优选的，所述金属线为银线、铜线或铝线。这三种导线的导电性能良好，且导线的电阻低。本技术的有益技术效果为；1、本技术的纤维复合芯由于具有导电纤维和导电填料，所以可以使芯棒导电，且纤维树脂的复合结构可以保证导线具备良好的力学性能，所以，本技术能够同时满足特高压架空导线对力学性能和电性能的要求；2、本技术的导线具有外层导体，外层导体为金属涂层，可以使导体的表面电阻减小，减小特高压导线的表面电晕现象；3、本技术的特高压架空导线具有重量轻、强度高、导电效率高以及电晕放电现象轻等诸多优点，弥补了传统特高压导线的不足。【附图说明当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种特高压纤维复合芯架空导线，其特征在于：包括纤维复合芯和外层导体，纤维复合芯包括纤维复合芯内层和纤维复合芯外层，纤维复合芯内层由导电纤维、导电填料和树脂基体组成，纤维复合芯外层由不导电纤维和基体组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱波，乔琨，虞军伟，关勇，
申请(专利权)人：山东大学，山东工大新材料研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37
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