经涂覆的架空导线制造技术

本发明专利技术涉及具有涂层的表面改性架空导线，其允许导线在较低温度下工作。所述涂层包含约5％到约30％的无机粘接剂、约45％到约92％的填充剂、约2％到约20％的一种或多种辐射剂、以及约1％到约5％的稳定剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有涂层的表面改性架空导线，其允许导线在较低温度下工作。
技术介绍
随着对电力的需求不断增长，对更高容量的输电线和配电线的需要也增加。输电线可传输的电力的量取决于电线的载流容量(安培容量)。电线的安培容量受到承载电流的裸线的最大安全工作温度的限制。超过该温度会造成对导线或导线附件的损坏。而且，导线因欧姆损耗和太阳的热量而被加热，并通过传导、对流和辐射而被冷却。由于欧姆损耗产生的热量根据欧姆损耗＝I2R的关系取决于通过导线的电流(I)和电阻(R)。电阻(R)本身取决于温度。更高的电流和温度导致更高的电阻，其又导致导线中更多的电损耗。现有技术已经提出了几种方案。Simic的WO2007/034248公开了一种涂有光谱选择性表面涂层的架空导线。该涂层具有大于0.7的热辐射系数(E)、以及小于0.3的太阳辐射吸收系数(A)。Simic还要求表面需是白色的以获得较低的太阳辐射吸收系数。DE3824608公开了一种具有黑色涂漆涂层的架空线缆，所述黑色涂漆具有大于0.6、优选地大于0.9的辐射系数。所述涂漆由塑料的(例如聚亚安酯)、和黑色的颜料制造。FR2971617公开了一种涂有聚合物层的电导线，其辐射系数为0.7或更大，其太阳辐射吸收系数为0.3或更小。所述聚合物层由聚偏二氟乙烯(PVDF)和白色颜料添加剂制造。FR2971617和WO2007/034248二者均需要白色的涂层，而白色的涂层由于耀眼(glare)且随时间变色而不被期望。DE3824608和FR2971617二者均需要聚合物涂层，而聚合物涂层由于其备受质疑的湿热老化特性而不被期望。US20120074122Al公开了在烤箱中在加热中的元件上或附近涂覆高辐射系数的涂层，例如在US7105047和US6921431中可见的，从而调整辐射的热量。这些申请和专利通过引用合并于本文。因此，仍然需要用于架空导线的耐久的、无机的、非白色涂层，该涂层允许导线在较低温度工作。
技术实现思路
导体的温度取决于许多因素，包括导体的电学性能、导体的物理性能和当地的天气状况。导体温度增加的一种方式是通过从太阳辐射吸收太阳的热量。吸收的热量的多少取决于导体的表面，即，表面的吸收系数(“吸收率”)。低的吸收率表明导体仅从太阳辐射吸收少量的热量。降低导体温度的一种方式是通过辐射放热。所放出热量的多少取决于导体表面的辐射系数(“辐射率”)。高的辐射率表明导体相比于具有低辐射率的导线能够辐射更多热量。因此，本专利技术的目的是提供一种架空导线，其包含辐射剂(emissivityagent)，根据ANSIC119.4-2004测试时，与不含辐射剂的同样的导线的温度相比，使用辐射剂能够降低导线的工作温度。辐射剂可直接并入到导线中、或涂覆在导线上。优选地，工作温度降低至少5℃。根据本专利技术的各种实施例，架空导线使其暴露到环境的表面涂覆有涂层，该涂层包括高辐射率涂料，例如可从Emisshield,Inc.(Blacksburg,VA)获得的，该涂料沉积在暴露的表面上，从而改变导线表面的性能。涂层包含约5％到约30％的无机粘接剂，约45％到约92％的填充剂，约2％到约20％的一种或多种辐射剂，以及可选地，约1％到约5％的稳定剂。导线的涂层具有优越的附着力和柔性，使其能在反复弯折线缆期间抵抗剥落和破裂。在本专利技术的优选实施例中，导线涂层在干重下包含约10％到约25％的硅酸钠，约55％到约75％的SiO2干粉，约10％到约25％的B4C，可选地约0.5％到约5.0％的氮化硼干重，和约0.5％到约2％的膨润土粉末。干燥成分可通过添加湿重约20％到约40％的去离子水而制备为湿的混合物。在本专利技术的最优选实施例中，所使用的涂层按干重百分比包含约13％到约15％的硅酸钠，约69％的SiO2干粉，约14％到约16％的碳化硼，和1.0％到约1.5％的膨润土粉末。干燥成分可添加湿重约36％到约38％的去离子水而制备为湿的水性混合物。在本专利技术的另一最优选实施例中，所使用的涂层按干重百分比包含约13％到约15％的硅酸钠，约69％的SiO2干粉，约13％到约15％的碳化硼干重，约1.0％到约2.0％的氮化硼干重，和约1.0％到约1.5％的膨润土粉末。干燥成分可添加湿重约36％到约38％的去离子水而制备为湿的混合物。本专利技术的另一目的是提供一种在架空导线上涂覆无机柔性涂层的方法，与没有辐射剂的相同导线的温度相比，所述涂层能够降低导线的工作温度。附图说明结合考虑所附附图，参考之后的详细描述可更好地全面理解本专利技术及其诸多优点：图1是根据本专利技术一个实施例的导线的横截面视图；图2是根据本专利技术一个实施例的导线的横截面视图；图3是根据本专利技术一个实施例的导线的横截面视图；图4是根据本专利技术一个实施例的导线的横截面视图；图5是针对给定的施加电流测量金属基板温度的测试设备的示意图；图6是本专利技术的连续工艺的示意图；图7是浸没模的横截面视图；图8是浸没模的平面图；图9是浸没模的剖视图。具体实施方式本专利技术提供了一种架空导线，其具有外涂层，在根据ANSIC119.4-2004进行测试时，相比于没有热辐射剂的相同的导线的温度，所述外涂层降低了导线的工作温度。所述热辐射剂可直接并入到导线中或涂覆在导线上。优选地，工作温度降低至少5℃。在一个实施例中，本专利技术提供了一种具有表面涂层的裸露架空导线，以降低导线的工作温度，而不显著改变导线的电学或力学性能，例如电阻率、耐热老化性、电晕、断裂伸长率、拉伸强度和弹性模量。本专利技术的涂层包含约5％到约30％、优选约13％到约15％的无机粘接剂，约45％到约92％、优选约68％到约69％的填充剂，约2％到约20％、优选约14％到约17％的一种或多种辐射剂，以及可选地约1％到约5％、优选约1％到约1.5％的稳定剂。一旦所述涂层被涂覆到导线上并被干燥，则所述涂层的厚度优选地小于200微米、更优选地小于100微米、最优选地小于30微米。但是在任何情况下，所述厚度至少为5微米。根据本专利技术制造的涂料优选是非白色的。适用于本专利技术的涂料可从Emisshield，Inc.(Blacksburg，VA)获得。如在本文使用的，除非另有说明，所有百分比(％)是重量对重量的百分比，也表示为重量/重量％、％(w/w)、w/w、w/w％或简单地％。另外，如本文使用的，术语“湿混合(wetadmi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种架空线缆，包括涂覆有涂层的裸露导线，所述涂层包含约5％到约30％的无机粘接剂、约45％到约92％的填充剂、和约2％到约20％的一种或多种辐射剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.10 US 14/051,0801.一种架空线缆，包括涂覆有涂层的裸露导线，所述涂层包含约5％到
约30％的无机粘接剂、约45％到约92％的填充剂、和约2％到约20％的一种
或多种辐射剂。
2.根据权利要求1所述的架空线缆，其中，从包括硅酸钠、硅酸钾、硅
酸锂、硅酸钙和硅酸镁的组中选择无机粘接剂。
3.根据权利要求1所述的架空线缆，其中，从包括二氧化硅、氧化铝、
二氧化钛、氧化镁、氧化钙和氧化硼的组中选择填充剂。
4.根据权利要求1所述的架空线缆，其中，从包括四硼化碳(碳化硼)、
氮化硼、四硼化硅、碳化硅、二硅化钼、二硼化锆、铬酸铜、氧化铁、氧化
镁、氧化锰、氧化铜铬和氧化铬的组中选择辐射剂。
5.根据权利要求1所述的架空线缆，其进一步包括约1％到约5％的稳
定剂。
6.根据权利要求5所述的架空线缆，其中，从包括膨润土、高岭土、镁
铝硅土、管状氧化铝和稳定化的氧化锆的组中选择稳定剂。
7.根据权利要求1所述的架空线缆，其中，所述涂层包含约13-15％的
硅酸钠、约68-69％的二氧化硅粉末、约14-16％的碳化硼、和约1-1.5％的膨
润土粉末。
8.根据权利要求1所述的架空线缆，其中，所述涂层包含约13-15％的
硅酸钠、约68-69％的二氧化硅粉末、约13-15％的碳化硼、1-2％氮化硼、和
约1-1.5％的膨润土粉末。
9.根据权利要求1所述的架空线缆，其中，所述涂层的厚度小于约200
微米。
10.根据权利要求1所述的架空线缆，其中，裸露导线包括一个或多个
铜的、铜合金的、铝的、或铝合金的导线，所述铝合金包括1350型铝合金、
6000系列铝合金、或铝-锆合金、或任何其他导电金属。
11.一种用于制造表面改性的架空导线的方法，其包括步骤
a.制备裸露导线；
b.将液体涂料混合物涂覆在导线的表面上以形成经涂覆的导线，其中，
所述液体涂料包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：V梅塔，CR戴维斯，萨蒂诗库玛兰加纳坦，J奥尔弗，J迪拉德，
申请(专利权)人：通用线缆技术公司，埃米希尔德股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US