碳纖維增強(qiáng)型鋁合金高壓復(fù)合測溫電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金高壓復(fù)合測溫電纜，線芯包括多根絞合鋁合金導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層、絕緣屏蔽層、阻水帶繞包層；線芯外依次包覆有皺紋鋁合金護(hù)套層、PVC護(hù)套層、石墨半導(dǎo)電層，所述皺紋鋁合金護(hù)套層與線芯焊接；在所述鋁合金導(dǎo)體和導(dǎo)體屏蔽層之間的空隙中填充阻燃物，在所述阻燃物中設(shè)置有一根碳纖維增強(qiáng)芯和一根光單元，所述的光單元包括多根光纖，至少一根光纖為刻寫有測溫光柵的光柵光纖。本發(fā)明的有益效果是：具有良好的耐熱特性，同時(shí)又可替代銅電纜，節(jié)約資源；強(qiáng)度更大，不光能夠通信，還能實(shí)時(shí)監(jiān)測電纜溫度。
【專利說明】碳纖維增強(qiáng)型鋁合金高壓復(fù)合測溫電纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電纜領(lǐng)域，具體是一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金高壓復(fù)合測溫電纜。

【背景技術(shù)】
[0002]由于高壓電纜的特殊性，目前的110kV、220kV高壓電纜都不具備在溫度較高的場合敷設(shè)，在這些溫度較高的電纜使用場合，因?yàn)殡娎|本身運(yùn)行當(dāng)中就存在發(fā)熱，在這樣的環(huán)境當(dāng)中，影響了該電纜的載流量，降低了電纜的使用壽命，安全性能也得不到保障。
[0003]此外，現(xiàn)有的導(dǎo)線抗拉強(qiáng)度還不夠，對冰凍雨雪等自然災(zāi)害承受力低；現(xiàn)有光電復(fù)合電纜，具有光纖通信功能和電力傳輸功能，可以實(shí)現(xiàn)各種控制信號、網(wǎng)絡(luò)信號以及電力的傳輸，適應(yīng)電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、電力網(wǎng)多網(wǎng)融合的使用需要。但是，這種光電復(fù)合電纜在運(yùn)行中溫升情況無法監(jiān)測，容易發(fā)生因電力導(dǎo)線負(fù)載增加引起升溫導(dǎo)致整個(gè)電纜損壞的現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金高壓復(fù)合測溫電纜。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金高壓復(fù)合測溫電纜，其特征在于，線芯包括多根絞合鋁合金導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層、絕緣屏蔽層、阻水帶繞包層；線芯外依次包覆有皺紋鋁合金護(hù)套層、PVC護(hù)套層、石墨半導(dǎo)電層，所述皺紋鋁合金護(hù)套層與線芯焊接；在所述鋁合金導(dǎo)體和導(dǎo)體屏蔽層之間的空隙中填充阻燃物，在所述阻燃物中設(shè)置有一根碳纖維增強(qiáng)芯，所述碳纖維增強(qiáng)芯包括碳纖維絲和陶瓷纖維絲；在所述阻燃物中還設(shè)置有一根光單元，所述的光單元包括多根光纖和從內(nèi)到外依次設(shè)置的松套管、非金屬加強(qiáng)層和護(hù)套，所述的松套管套在所述的光纖外，所述的松套管內(nèi)填充滿干式阻水物，所述的非金屬加強(qiáng)層內(nèi)設(shè)置有多根均勻分布的阻水紗，所述的非金屬加強(qiáng)層與所述的護(hù)套之間嵌有撕裂繩；至少一根光纖為刻寫有測溫光柵的光柵光纖，光柵光纖上每間隔預(yù)定的距離形成一個(gè)光柵測溫點(diǎn)，預(yù)定的距離為300-500米。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用焊接方式將鋁合金材料縱包焊接包覆于線芯上面，利用鋁合金材料的高熔點(diǎn)起到耐熱的作用，解決了高壓電纜在環(huán)境溫度較高的使用場合的使用問題；還設(shè)有PVC護(hù)套層、石墨半導(dǎo)電層，不僅具有良好的耐熱特性，還具有優(yōu)良的電氣性能，能夠延長電纜使用壽命，減小事故發(fā)生概率。同時(shí)又可替代銅電纜，節(jié)約稀缺銅資源。
[0007]采用了陶瓷纖維和碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，不僅具有碳纖維材料的優(yōu)點(diǎn)，而且強(qiáng)度更大。
[0008]實(shí)際生產(chǎn)中如使用本發(fā)明的電纜，既可以正常輸送電能，又能進(jìn)行通訊，還能自身進(jìn)行溫度測量。這樣就節(jié)省了為了電力通訊而增加的ADSL、OPGW等設(shè)備，也能減少因?yàn)镺PGW引起的雷擊等事故威脅。另外還能節(jié)省目前工作中采取的使用很高成本的GPS導(dǎo)線測溫設(shè)備，節(jié)省巨大的成本。在將本發(fā)明的電纜作為傳輸電力的線路時(shí)，工作人員可以根據(jù)所述導(dǎo)線測量到線路溫度來直接確定線路的實(shí)際承載狀況。
[0009]本發(fā)明對加強(qiáng)導(dǎo)線在線監(jiān)測、掌握溫度變化、提高導(dǎo)線傳輸容量、降低線損、提高電網(wǎng)運(yùn)行安全、增加通信備份、解決全方位通信方案等等方面都顯示出具大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，尤其在當(dāng)下國家全力建設(shè)環(huán)保型、經(jīng)濟(jì)型社會的主潮流中更加顯示出強(qiáng)大的現(xiàn)實(shí)意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的橫截面示意圖；
圖2為本發(fā)明中光單元的橫截面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金高壓復(fù)合測溫電纜，它的線芯包括多根絞合鋁合金導(dǎo)體1、導(dǎo)體屏蔽層2、交聯(lián)聚乙烯絕緣層3、絕緣屏蔽層4、阻水帶繞包層9 ;線芯外依次包覆有皺紋鋁合金護(hù)套層6、PVC護(hù)套層7、石墨半導(dǎo)電層8，所述皺紋鋁合金護(hù)套層6與線芯焊接。
[0012]在所述鋁合金導(dǎo)體I和導(dǎo)體屏蔽層2之間的空隙中填充阻燃物10，在所述阻燃物10中設(shè)置有一根碳纖維增強(qiáng)芯11，所述碳纖維增強(qiáng)芯11包括碳纖維絲和陶瓷纖維絲，通過將成股的碳纖維絲和陶瓷纖維絲絞合后，采用樹脂浸潰，而后采用烘箱固化而成。在本實(shí)施例中，所述碳纖維絲為一根，所述陶瓷纖維絲為六根。
[0013]在所述阻燃物10中還設(shè)置有一根光單元5，如圖2所示，所述的光單元5包括多根光纖51和從內(nèi)到外依次設(shè)置的松套管52、非金屬加強(qiáng)層53和護(hù)套54，松套管52套在光纖51夕卜，松套管52內(nèi)填充滿干式阻水物55，非金屬加強(qiáng)層53內(nèi)設(shè)置有多根均勻分布的阻水紗56,非金屬加強(qiáng)層53與護(hù)套54之間嵌有撕裂繩57 ;至少一根光纖為刻寫有測溫光柵的光柵光纖，光柵光纖上每間隔預(yù)定的距離形成一個(gè)光柵測溫點(diǎn)，預(yù)定的距離為300-500米。
[0014]本發(fā)明采用直接在光纖上制作刻錄光柵的方法進(jìn)行測溫導(dǎo)體制造。用光纖刻錄成的光柵光纖是利用光纖材料的光敏性，通過特殊的加工方式，使纖芯內(nèi)形成空間相位光柵，局部形成一個(gè)窄帶的反射鏡面，對特定波長的光形成反射。當(dāng)光纖的溫度發(fā)生變化時(shí)，光柵的周圍會隨著光纖的熱脹冷縮發(fā)生變化，該變化會改變反射波長，通過測量反射光的波長變化，便可測量出光柵所處位置的光纖感應(yīng)溫度。同樣，通過測量反射光的延遲，可得知光柵的位置。這就是利用光柵光纖測溫的原理。
[0015]直接刻光柵的方式不產(chǎn)生附加損耗，不會影響測量距離，這種制作方式要好于熔接的制作方式。通過光纖刻錄成的光柵光纖測溫方式由于是特制有針對性的光纖，反射信號強(qiáng)，因此對設(shè)備的發(fā)射功率和接收靈敏度要求都低于拉曼反射測溫方式，且設(shè)備的穩(wěn)定性好。同時(shí)帶來的好處是測量距離遠(yuǎn)，測量距離可以在10km以上，測量精度在±2°C以內(nèi)。
[0016]這些光纖中的至少一根光纖上進(jìn)行刻寫光柵，在設(shè)定的位置進(jìn)行刻寫光柵，通過發(fā)射光信號測量不同位置光柵的感應(yīng)溫度。這就是實(shí)現(xiàn)了利用光柵光纖測溫。本發(fā)明不需要測量整條線路的連續(xù)溫度分布，可以選用每300?500米一個(gè)測量點(diǎn)，或在弧垂最低點(diǎn)加大分布光柵點(diǎn)，選用光柵光纖的測溫方式監(jiān)控線路溫度變化，可隨時(shí)通過掌握的溫度調(diào)整輸傳容量。優(yōu)選地，可選擇300米、400米、500米作為相鄰測溫點(diǎn)的間隔距離。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，光單元內(nèi)部穿有24根光纖，在這24根光纖中的8根光纖上進(jìn)行刻寫光柵。在這8根光纖中的每根上都刻錄15個(gè)光柵，即每根上共15個(gè)測溫點(diǎn)。在該實(shí)施例中，使用24根光纖中的16根光纖進(jìn)行通訊，利用24根光纖中的8根刻錄有光柵的光纖進(jìn)行測溫。實(shí)踐證明，該方法能夠達(dá)到較好的效果。
[0018]實(shí)際生產(chǎn)中如使用本發(fā)明的電纜，既可以正常輸送電能，又能進(jìn)行通訊，還能自身進(jìn)行溫度測量。這樣就節(jié)省了為了電力通訊而增加的ADSL、OPGW等設(shè)備，也能減少因?yàn)镺PGW引起的雷擊等事故威脅。另外還能節(jié)省目前工作中采取的使用很高成本的GPS導(dǎo)線測溫設(shè)備，節(jié)省巨大的成本。在將本發(fā)明的電纜作為傳輸電力的線路時(shí)，工作人員可以根據(jù)測量到的線路溫度來直接確定線路的實(shí)際承載狀況。
【權(quán)利要求】
1.一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金高壓復(fù)合測溫電纜，其特征在于，線芯包括多根絞合鋁合金導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層、絕緣屏蔽層、阻水帶繞包層；線芯外依次包覆有皺紋鋁合金護(hù)套層、PVC護(hù)套層、石墨半導(dǎo)電層，所述皺紋鋁合金護(hù)套層與線芯焊接；在所述鋁合金導(dǎo)體和導(dǎo)體屏蔽層之間的空隙中填充阻燃物，在所述阻燃物中設(shè)置有一根碳纖維增強(qiáng)芯，所述碳纖維增強(qiáng)芯包括碳纖維絲和陶瓷纖維絲；在所述阻燃物中還設(shè)置有一根光單元，所述的光單元包括多根光纖和從內(nèi)到外依次設(shè)置的松套管、非金屬加強(qiáng)層和護(hù)套，所述的松套管套在所述的光纖外，所述的松套管內(nèi)填充滿干式阻水物，所述的非金屬加強(qiáng)層內(nèi)設(shè)置有多根均勻分布的阻水紗，所述的非金屬加強(qiáng)層與所述的護(hù)套之間嵌有撕裂繩；至少一根光纖為刻寫有測溫光柵的光柵光纖，光柵光纖上每間隔預(yù)定的距離形成一個(gè)光柵測溫點(diǎn)，預(yù)定的距離為300-500米。
【文檔編號】H01B7/295GK104425083SQ201310408765
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】韋強(qiáng)啟, 張洪濤, 韓愛芝, 劉守明, 李現(xiàn)春, 姜新斌, 祝炳臣, 史宏偉, 苗雪鵬, 梁曉東, 王桂花 申請人:國家電網(wǎng)公司, 河南省電力公司周口供電公司, 河南科信電纜有限公司