The invention relates to a carbon fiber composite material mandrel for overhead conductors and a processing method thereof. The mandrel from the inside to the outside of three layer three layer function structure, function structure by resin curing resin matrix, the elastomer thermoset or thermoplastic toughening layer; keep stable size bearing layer, anti aging and anti friction increasing split winding layer three layer structure are temperature function change. The utility model has the advantages of simple structure, easy realization of processing technology, good winding performance, good construction performance, low degree of difficulty in use and convenient for large-scale application.
【技术实现步骤摘要】
一种架空导线用碳纤维复合材料芯棒及其加工方法
本专利技术属于芯棒及其加工方法,特别涉及一种架空导线用碳纤维复合材料芯棒及其加工方法。
技术介绍
随着世界经济的发展,人口规模的扩大,对能源的需求日益增多。作为清洁能源的电能更是被各国大力发展。但电力负荷的大幅度增加与输电走廊选择日益困难的矛盾越来越突出。提高单位走廊传输功率的需求日益迫切。已有百年应用历史的传统的钢芯铝绞线(ACSR)已难以满足输电需求。在此背景下,国内外发展了一系列可用于输电线路增容的新型导线。碳纤维复合芯导线是一种性价比优秀的新型增容导线,具有强度高,耐高热,耐老化,耐腐蚀,重量轻,低弧垂等一系列优异特性。与传统钢芯铝绞线相比,结构相似,区别主要在于材质和铝线形状不同,单根高强度耐热的碳纤维复合材料芯替代了芯层的钢绞线。导线作为交、直流高压架空输电线路的关键材料,其性能的优劣,直接关系到电网的安全、关系到国家战略安全。导线全寿命周期内,要耐受各种复杂工况的考验,包括:大风、高低温、覆冰、疲劳振动3×107、舞动10×104、电磁环境下的盐雾、紫外、臭氧、湿热的腐蚀,各种工况下电气间隙(变化)的安全性,以及加工、运输、施工过程中的冲击,弯折、施工安装后的完好等。这就要求碳纤维复合芯导线尤其是芯棒的性能具有:强度高,耐高热,耐老化,耐腐蚀,重量轻,适用范围内温变时尺寸稳定等性能。为便捷新型导线的架线施工,芯棒还要具有非常高的韧性和断切安装的防劈裂性能。国内外近几年出现的复合材料芯导线,其特征是以碳纤维和玻璃纤维单一方向排列增强环氧树脂基复合的两层结构,这种结构的芯棒表面光滑,摩擦力小;径向剪切 ...
【技术保护点】
一种架空导线用碳纤维复合材料芯棒,其特征在于:芯棒由内到外为三层功能结构,三层功能结构由树脂基体固化,所述的树脂基体为热固性或热塑性的弹性体;三层功能结构分别是温度变化时保持尺寸稳定的承力层(1)、抗老化的增韧层(2)和增摩防劈裂的缠绕层(3)。
【技术特征摘要】
1.一种架空导线用碳纤维复合材料芯棒,其特征在于:芯棒由内到外为三层功能结构,三层功能结构由树脂基体固化,所述的树脂基体为热固性或热塑性的弹性体;三层功能结构分别是温度变化时保持尺寸稳定的承力层(1)、抗老化的增韧层(2)和增摩防劈裂的缠绕层(3)。2.根据权利要求1所述的架空导线用碳纤维复合材料芯棒,其特征在于:所述承力层(1)的材料为增强纤维,为中强或高强度碳纤维、石墨纤维或陶瓷纤维,沿芯棒轴向恒张力平行排列。3.根据权利要求1所述的架空导线用碳纤维复合材料芯棒,其特征在于:所述增韧层(2)的材料为无碱、无硼和耐酸的高强玻璃纤维、非配方组分玄武岩纤维或混杂纤维,沿芯棒轴向恒张力平行排列。4.根据权利要求1所述的架空导线用碳纤维复合材料芯棒,其特征在于:所述缠绕层(3)的材料为无碱、无硼、耐酸的高强玻璃纤维、非配方组分玄武岩纤维、陶瓷纤维、混杂纤维或纤维束预编制成织物或带状织物。5.根据权利要求1所述的架空导线用碳纤维复合材料芯棒,其特征在于:所述承力层(1)、增韧层(2)和缠绕层(3)的横截面占比:承力层(1)为45-70%,增韧层(2)为25-55%,缠绕层(3)为0.02-8%;承力层(1)、增韧层(2)和缠绕层(3)的结构间无可分圆界面。6.根据权利要求1所述的架空导线用碳纤维复合材料芯棒,其特征在于:所述的承力层(1)、增韧层(2)和缠绕层(3)采用拉缠或拉挤工艺一次固化成型。7.根据权利要求1、4、5或6所述的架空导线用碳纤维复合材料芯棒,其特征在于:所述缠绕层(3)的纤维方向与芯棒轴线夹角θ为:0°≤θ≤90°。8.根据权利要求1、4、5或6所述的架空导线用碳纤维复合材料芯棒,其特征在于:所述缠绕层(3)的厚度为0.01-5mm,缠绕密度:1-200根/mm。9.一种架空导线用碳纤维复合材料芯棒的加工方法,其特征在于:包括下列步骤:按照Φ9mm规格...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋福如,齐保军,宋志强,李东风,宋利强,
申请(专利权)人:河北硅谷化工有限公司,
类型:发明
国别省市:河北,13
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