一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒及其制造方法，其中，所述用于融冰型导线的碳纤维芯棒包括导电发热体和碳纤维传热层，所述碳纤维传热层包覆在导电发热体外侧。所述用于融冰型导线的碳纤维芯棒的制造方法包括如下步骤：首先，制备碳纤维传热层；然后，将碳纤维传热层包裹在导电发热体外侧；最后，对碳纤维传热层、导电发热体拉挤成型。本发明专利技术的碳纤维芯棒用于融冰型导线中，当需要对融冰型导线进行融冰处理时，仅对导电发热体通电，导电发热体所产生的热量向外传递至导线表面，使导线表面的覆冰受热融化，实现导线的融冰效果；同时，采用本发明专利技术还可使融冰型导线具有高强度、重量轻、弛度小、耐腐蚀等突出优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导线
，尤其是涉及一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒及其制造方法。
技术介绍
传统的输电导线多采用钢芯铝绞线，其基本结构是在钢芯线外侧绕制铝绞线，这种钢芯铝绞线自身重量较重，如果是长期在冰雪天气环境中运行，尤其是应用于重覆冰地区时，导线上很容易结冰，而且冰层的不断加厚更增加了导线的覆冰重量，很容易使输电导线因自身强度、承载能力不足而发生断裂，从而导致停电事故。为了防止输电导线因覆冰重量太重而断裂，就需要对输电导线上的覆冰进行及时融冰处理。目前，在输电线路的融冰抗冰
，较为成熟、可行的是基于输电线路热效应的热融冰方法，可分为交流融冰和直流融冰两类。传统的钢芯耐热铝合金绞线的实际融冰效果并不理想，而且，由于其自身重量较重、钢芯不耐腐蚀等，因此，将其应用于高寒、高海拔、重覆冰地区的架空输电导线，依然存在比较多的安全隐患。特别是近年来，由于极端严寒天气对输电线路的破坏性严重，针对输电线路的高效融冰抗冰技术的研发就显得极为迫切和重要，尤其是对于长期冰雪天气中如何进行融冰以提高输电线路的运行安全性，以及在夜间电流通过量较小、导线温度较低时如何进行智能融冰调控以提高输电线路的运行稳定性，等等，都有很大的研发空间。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒及其制造方法，提高融冰型导线的抗覆冰能力，进而提高输电线路的运行安全性、稳定性。本专利技术要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒，包括导电发热体和碳纤维传热层，所述的碳纤维传热层包覆在导电发热体外侧。优选地，所述导电发热体与碳纤维传热层之间设置第二补强传热层。优选地，所述的碳纤维传热层外侧包覆第一补强传热层。优选地，所述碳纤维芯棒外表面包覆导热涂层。优选地，所述的导热涂层外表面包覆耐磨防护层。如上所述的一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒的制造方法，包括如下步骤：首先，制备碳纤维传热层；然后，将碳纤维传热层包裹在导电发热体外侧；最后，对碳纤维传热层、导电发热体进行拉挤成型。优选地，所述的碳纤维传热层是采用碳纤维作为增强相，耐高温导热树脂作为连续相制备而成。优选地，所述的碳纤维传热层是以碳纤维丝为主，同时以玻纤丝、芳纶丝或者氨纶丝浸入耐高温导热树脂中，再通过浸入成型模具来制备。优选地，所述的碳纤维芯棒外表面涂覆耐高温导热绝缘氟树脂涂料作为导热涂层，并对所述导热涂层进行固化处理。优选地，所述的导热涂层中添加气相法二氧化硅或者纳米碳酸钙填料进行补强。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：将本专利技术的碳纤维芯棒用于融冰型导线中，且导线中的导电体与碳纤维芯棒之间、导电发热体与导电体之间是电气绝缘，由于碳纤维芯棒内置了导电发热体，在融冰型导线正常运行时，仅通过导电体进行输电，当需要对导线进行融冰处理时，仅对导电发热体通电，将导线的正常负荷电流作为导线的融冰电流，由于导电发热体与导电体在电气上相互独立，且导电发热体的截面积远小于导电体的截面积，在导线通电部分的截面积变小的情况下，其电阻变大，相应地，导电发热体的发热量就大大增加，导电发热体所产生的热量向外传递至导线表面，使覆盖在导线表面的冰层受热融化，从而可实现导线覆冰的融冰效果而无需停电；同时，由于碳纤维材料本身具有高强度、重量轻、运行温度高等特点，因此，本专利技术用于融冰型导线后，使得该融冰型导线具有高强度、重量轻、弛度小、载流量大、运行温度高和耐腐蚀等优点，是高寒、高海拔、重覆冰地区的首选。附图说明图1为本专利技术一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒的构造图。图2为融冰型导线的构造图。图中标记：1-导电发热体，2-导电体，3-导热涂层，4-疏水涂层，5-碳纤维芯棒，6-导热填充层，51-耐磨防护层，52-第一补强传热层，53-碳纤维传热层，54-第二补强传热层。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示的一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒，为层状结构，主要包括导电发热体1和碳纤维传热层53，所述的碳纤维传热层53包覆在导电发热体1外侧；在导电发热体1与碳纤维传热层53之间设置第二补强传热层54，所述的第二补强传热层54可以采用无碱玻纤丝固结而成，既能提高碳纤维芯棒5的绝缘性能和抗拉强度；也可以采用无碱玻纤布固结而成，除了提高碳纤维芯棒5的绝缘性能和抗拉强度之外，还能够防止其产生横向劈叉，增强了碳纤维芯棒5的抗冲击力学性能。在碳纤维传热层53外侧包覆第一补强传热层52，在第一补强传热层52外侧包覆导热涂层3，在导热涂层3外表面包覆耐磨防护层51，采用这种结构的碳纤维芯棒5，其中的第一补强传热层52、第二补强传热层54和导热涂层3可以提高碳纤维芯棒5的传热、导热性能，在碳纤维芯棒5用作融冰型导线的芯棒后，由导电发热体1所产生的热量逐层向外传递至融冰型导线表面，从而使覆盖在融冰型导线表面的冰层受热融化，实现了导线上覆冰的融冰效果。本专利技术的用于融冰型导线的碳纤维芯棒5在应用于融冰型导线时，所述的融冰型导线的具体结构如图2所示，所述碳纤维芯棒5是融冰型导线的芯棒，在碳纤维芯棒5外侧包覆导电体2，所述导电体2与碳纤维芯棒5之间电气绝缘，所述导电发热体1与导电体2之间电气绝缘。所述的导电发热体1通常采用铝合金导线，或者是铜合金导线，或者是银合金导线，以提高导电发热体1的通电发热量。为了提高融冰型导线的传热、导热能力，可以在碳纤维芯棒5外表面、导电体2外表面涂覆耐高温导热绝缘氟树脂涂料作为导热涂层3，在碳纤维芯棒5与导电体2之间、导电体2与导电体2之间填充足量的导热绝缘氟树脂作为导热填充层6，以提高融冰型导线的融冰效果。考虑到融冰型导线通常是用于架空输电线路中，导线在正常工作过程中可能受到风力等作用而摆动，为了减轻融冰型导线中的碳纤维芯棒5与相互接触的导电体2之间的摩擦损耗，可以在碳纤维芯棒5外表面包覆耐磨防护层51，所述耐磨防护层51可以是有机硅树脂涂层，或者是氟树脂涂层，或者是环氧树脂涂层。上述的融冰型导线作为架空输电导线，可以通过切换位于导线外层的导电体2和位于导线内层的导电发热体1进行电流传输即可实现融冰目的。具体而言，在导线正常输电运行时，仅通过导电体2进行输电，当需要对导线进行融冰处理时，切换成仅对导电发热体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒，其特征在于：包括导电发热体(1)和碳纤维传热层(53)，所述的碳纤维传热层(53)包覆在导电发热体(1)外侧。

【技术特征摘要】
1.一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒，其特征在于：包括导电发热体(1)和碳
纤维传热层(53)，所述的碳纤维传热层(53)包覆在导电发热体(1)外侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒，其特征在于：所述
导电发热体(1)与碳纤维传热层(53)之间设置第二补强传热层(54)。
3.根据权利要求1或者2所述的一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒，其特征在于：
所述的碳纤维传热层(53)外侧包覆第一补强传热层(52)。
4.根据权利要求1或者2所述的一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒，其特征在于：
所述碳纤维芯棒外表面包覆导热涂层(3)。
5.根据权利要求4所述的一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒，其特征在于：所述
的导热涂层(3)外表面包覆耐磨防护层(51)。
6.如权利要求1-5所述的一种用于融冰型导线的碳纤维芯棒的制造方法，其特征
在于：包括如下步骤：
首先，制备碳纤维传热层(53)；
然后，将碳纤维传热...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华明，王志敏，邓权宇，马毅，罗卫东，
申请(专利权)人：四川省众能新材料技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51