一种智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒，其包括一碳纤维编织传感光纤单元、一在该碳纤维编织传感光纤单元的外部形成的环氧树脂复合碳纤维层、一在该环氧树脂复合碳纤维层的外部形成的环氧树脂复合玄武岩纤维层；该碳纤维编织传感光纤单元包括传感光纤以及形成在该传感光纤的外部的碳纤维编织层；该环氧树脂复合碳纤维层、该环氧树脂复合玄武岩纤维层是在环氧树脂中均匀浸渍复合而成的，环氧树脂形成在该碳纤维编织层、环氧树脂复合碳纤维层和环氧树脂复合玄武岩纤维层之间。本发明专利技术复合芯棒能够增加传感器结构的均匀性和稳定性、提高检测的精度和灵敏度、减小弯曲内部带来的测试误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术应用于智能电网方面，尤其涉及电力传输用架空导线。
技术介绍
利用分布式光纤传感器，检测导线实时运行过程中受到的温度和应力应变的影响，此种导线称为智能电力传输导线。分布式光纤传感器，如布里渊散射光时域反射测量技术，是国际上最近几年才发展成熟的一项尖端技术，应用非常广泛。光纤是一种很灵敏的分布式传感器，它能显示出士0. ore及约数百Pa级的微应力变化。其主要特点是，利用一根普通的光纤，类似于神经系统分布的方式，按照需要，植入被检测物之中，检测范围可以达到几公里。其利用光纤沿线受到温度和应力应变的作用时，频率的漂移量和光纤应力应变及温度的变化呈良好的线性关系，所以通过测量光纤中的背向自然布里渊散射光的频率漂移量就可以得到光纤沿线温度和应力应变的分布信息，即在某一点上，被检测物所发生的异常温度和应力应变的变化。这项技术，能够进行实时监测，测试数据准确可靠，精度很高，动态范围广，是目前应用广泛、最先进成熟的检测控制技术。在实际应用上，光纤植入的合理可靠及安全稳定影响到监测的结果，如果植入光纤不合理，甚至会导致错误的测试结果，或者导致不稳定、重复性不好的测试数据。在智能架空导线的应用中，尤其是纤维复芯架空导线上，以往的技术是简单将光纤植入到复合芯棒的中心，即光纤和纤维同时进行无捻环氧树脂浸渍复合加工，光纤被视为纤维一样，相同于一般的纤维复合加工方式。这样形成光纤一纤维复合芯棒，其有优点是简单易行，直接在复合芯棒制造过程中，将光纤作为一个单元，置于中心，形成光纤_纤维复合芯棒。这种光纤_纤维复合芯棒，当芯棒受到拉应力或温度改变时，纤维在光纤周围排列均勻及合理与否，对电力传输架空导线故障点处检测数据可靠性有较大的影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有的复合芯棒检测数据可靠性差的缺陷， 提供一种增加传感器结构的均勻性和稳定性、提高检测的精度和灵敏度、减小内部弯曲带来的测试误差的智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的第一个技术方案是一种智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒，其包括一碳纤维编织传感光纤单元、一在该碳纤维编织传感光纤单元的外部形成的环氧树脂复合碳纤维层、一在该环氧树脂复合碳纤维层的外部形成的环氧树脂复合玄武岩纤维层；该碳纤维编织传感光纤单元包括传感光纤以及形成在该传感光纤的外部的碳纤维编织层；该环氧树脂复合碳纤维层、该环氧树脂复合玄武岩纤维层是在环氧树脂溶液中均勻浸渍而形成的，环氧树脂形成在该碳纤维编织层、环氧树脂复合碳纤维层和环氧树脂复合玄武岩纤维层之间。对上述第一个技术方案的进一步限定在于，该碳纤维编织层是用若干根第一碳纤维在传感光纤的外部进行编织而形成的。对上述第一个技术方案的进一步限定在于，该环氧树脂复合碳纤维层是用若干根第二碳纤维在该碳纤维编织层的外部形成的。对上述第一个技术方案的进一步限定在于，该环氧树脂复合玄武岩纤维层是用若干根玄武岩纤维在该环氧树脂复合碳纤维层的外部形成的。对上述第一个技术方案的进一步限定在于，该碳纤维编织层是用若干根第一碳纤维在传感光纤的外部进行编织而形成的，该环氧树脂复合碳纤维层是用若干根第二碳纤维在该碳纤维编织层的外部形成的，该环氧树脂复合玄武岩纤维层是用若干根玄武岩纤维在该环氧树脂复合碳纤维层的外部形成的。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的第二个技术方案是一种智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒的制备方法，该制备方法包括如下步骤步骤1 对第一碳纤维进行表面处理，然后用第一碳纤维对传感光纤进行编织，制备得到碳纤维编织传感光纤单元；步骤2 对第二碳纤维和玄武岩纤维进行表面处理；步骤3 同时将碳纤维编织传感光纤单元、所需量的第二碳纤维、所需量的玄武岩纤维引入环氧树脂浸渍区域中进行浸渍，然后经过拉挤工艺，在碳纤维编织传感光纤单元的外部依次形成环氧树脂复合碳纤维层、环氧树脂复合玄武岩纤维层，而环氧树脂形成在该碳纤维编织层、环氧树脂复合碳纤维层和环氧树脂复合玄武岩纤维层之间，从而得到该所述复合芯棒。本专利技术获得的有益效果是用碳纤维在传感光纤外部编织而形成均勻的碳纤维编织层，具有以下三方面优势1、增加传感器结构(实质上就是碳纤维编织传感光纤单元)的均勻性和稳定性；2、提高检测的精度和灵敏度；3、减小内部弯曲带来的测试误差。附图说明图1为本专利技术智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒的横截面图。图2为本专利技术碳纤维编织传感光纤单元的横截面图。图3为本专利技术碳纤维编织传感光纤单元的结构图。图4为碳纤维编织传感光纤单元受到本专利技术复合芯棒应力影响的示意图。图5为碳纤维编织传感光纤单元弯曲情况的示意图。图6是本专利技术智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒的制备方法流程图。具体实施例方式请参阅图1至图6，本专利技术提出一种智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒，其包括一碳纤维编织传感光纤单元1、一在该碳纤维编织传感光纤单元1的外部形成的环氧树脂复合碳纤维层2、一在该环氧树脂复合碳纤维层2的外部形成的环氧树脂复合玄武岩纤维层3。该碳纤维编织传感光纤单元1包括传感光纤12以及碳纤维编织层14。该碳纤维编织层14是用若干根第一碳纤维142在传感光纤12的外部进行编织而形成的。该环氧树脂复合碳纤维层2是用若干根第二碳纤维22在该碳纤维编织层14的外部形成的。该环氧树脂复合玄武岩纤维层3是用若干根玄武岩纤维32在该环氧树脂复合碳纤维层2的外部形成的。在该碳纤维编织层14的周围、若干根第二碳纤维22的周围、若干根玄武岩纤维32 的周围浸渍环氧树脂(图未示)之后，形成环氧树脂复合碳纤维层2和环氧树脂复合玄武岩纤维层3。环氧树脂通过均勻浸渍而形成在该碳纤维编织层14、环氧树脂复合碳纤维层2和环氧树脂复合玄武岩纤维层3之间。所述环氧树脂复合玄武岩纤维层3，起到绝缘材料性能，以避免电力传输过程中，碳纤维本身的导电性引起的电力消耗。本专利技术智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒的制备方法，包括以下步骤 步骤1 对第一碳纤维142进行表面处理，然后用第一碳纤维142对传感光纤12进行编织，制备得到碳纤维编织传感光纤单元1 ；步骤2 对第二碳纤维22和玄武岩纤维32进行表面处理；步骤3 同时将碳纤维编织传感光纤单元1、所需量的第二碳纤维22、所需量的玄武岩纤维32引入环氧树脂浸渍区域中进行浸渍，然后经过拉挤工艺，在碳纤维编织传感光纤单元1的外部依次形成环氧树脂复合碳纤维层2、环氧树脂复合玄武岩纤维层3，而环氧树脂形成在该碳纤维编织层14、环氧树脂复合碳纤维层2和环氧树脂复合玄武岩纤维层3之间， 从而得到该所述复合芯棒。进行纤维复合时，按照通常的拉挤法即可，可以对各类材料进行改性处理，以增强芯棒的性能。图6是本专利技术智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒的制备方法流程图。首先选择合适的耐高温单模光纤，其各种性能请参见表1 “一种耐高温光纤性能指标一览表”。表2表示的是碳纤维编织参数。按照参数对传感光纤12进行编织；编织机应选择小型适合于极细线编织的机器。半卧式编织机合适本专利技术的编织工序。在编织工序中，碳纤维编织张力的大小及均勻性有着重要的作用，直接影响到整体芯棒的性能，即光纤传感器(实质上就是碳纤维编织传感光纤单元1)的植入对应力应变和温度检测的影响。选择合适的传感光纤放纤张力本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种智能架空电力传输导线用纤维复合芯棒，其特征在于，其包括一碳纤维编织传感光纤单元、一在该碳纤维编织传感光纤单元的外部形成的环氧树脂复合碳纤维层、一在该环氧树脂复合碳纤维层的外部形成的环氧树脂复合玄武岩纤维层；该碳纤维编织传感光纤单元包括传感光纤以及形成在该传感光纤的外部的碳纤维编织层；该环氧树脂复合碳纤维层、该环氧树脂复合玄武岩纤维层是在环氧树脂中均匀浸渍复合而成的，环氧树脂形成在该碳纤维编织层、环氧树脂复合碳纤维层和环氧树脂复合玄武岩纤维层之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜明，赵燕，代金涛，刘连元，闻期洋，吴永然，郑京红，邓任作，刘军，曾永民，卢供华，唐桥梁，王硕峰，刘辉，申芝兰，
申请(专利权)人：深圳市盟立电子有限公司，
类型：发明
国别省市：94