一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，包括絕緣層、芯層和壓力傳感器，絕緣層為單向或編織的若干層絕緣的纖維絲、纖維帶或纖維布浸漬耐高溫熱固性樹脂體系復(fù)合而成，芯層由6根或6根以上纖維棒圍繞中間一根纖維棒纏繞而成，該纖維棒由纖維和耐高溫熱固性樹脂體系固化而成，芯層和壓力傳感器密封在絕緣層內(nèi)，樹脂體系由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，各組分的配比為，以熱固性樹脂含量為100份，則固化劑為105-125份，促進劑0.5-2份，脫模劑0.5-3份，填料0-5份。由于采用了以上方案，所發(fā)明的纖維復(fù)合繩芯具有密度小、安全系數(shù)高、強度高、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、柔韌性好、纖維受力均勻等優(yōu)點。
【專利說明】一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯。
【背景技術(shù)】
[0002]架空輸電線路所用的導(dǎo)線主要是鋼芯或殷鋼芯鋁絞線。但這種導(dǎo)線有一些缺點:比重大，弧垂大，輸電時線路損耗嚴重，化學(xué)腐蝕及金屬間會產(chǎn)生電暈現(xiàn)象等。隨著電力行業(yè)的發(fā)展，對輸電導(dǎo)線的要求越來越高。上世紀末，日本學(xué)者研發(fā)出了用纖維復(fù)合芯代替鋼芯的鋁絞線，這種復(fù)合芯導(dǎo)線具有比重小、強度大、低損耗、低弧垂等優(yōu)點，但由于復(fù)合芯使用的是連續(xù)碳纖維和玻璃纖維增強耐高溫熱固性樹脂而得到的剛性棒狀材料，使用時主要依靠碳纖維承載，而韌性主要取決于樹脂基體和玻璃纖維層，因此會出現(xiàn)纖維受力不均勻、玻璃纖維層和碳纖維層熱膨脹不匹配、對表面缺陷敏感等一系列問題，限制了該導(dǎo)線的進一步推廣和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對混雜纖維復(fù)合芯棒存在的纖維受力不均勻、玻璃纖維層和碳纖維層熱膨脹不匹配、對表面缺陷敏感等一系列問題，本發(fā)明提供一種纖維增強耐高溫熱固性樹脂復(fù)合繩芯，使其具有密度小、安全系數(shù)高、強度大、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、柔韌性好、纖維受力均勻等優(yōu)點。
[0004]為了達到以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，包括絕緣層、芯層和壓力傳感器，所述絕緣層為單向或編織的若干層絕緣的纖維絲、纖維帶或纖維布浸潰熱固性樹脂體系復(fù)合而成，芯層由6根或6根以上纖維棒圍繞中間一根纖維棒纏繞而成，該纖維棒由纖維和耐高溫熱固性樹脂體系固化而成，芯層和壓力傳感器密封在絕緣層內(nèi)，所述耐高溫熱固性樹脂體系由耐高溫熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，各組分的配比為，以熱固性樹脂含量為100份，則固化劑為105-125份，促進劑
0.5-2份，脫模劑0.5-3份，填料0-5份。
[0005]本發(fā)明中，所述耐高溫熱固性樹脂體系的玻璃化溫度不低于190°C ;芯層纖維為碳纖維、玄武巖纖維或芳綸纖維；絕緣層所用纖維為玻璃或聚氨酯的纖維絲、纖維帶或纖維布，其厚度不小于0.1mm。
[0006]本發(fā)明中，所述耐高溫熱固性樹脂是乙烯基酯樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂中的任何一種或由其中一種或多種經(jīng)改性或混合而成。
[0007]本發(fā)明中，所述固化劑為甲基六氫苯酐、甲基四氫苯酐、甲基納迪克酸酐中的任何一種或多種混合而成的酸酐類固化劑。
[0008]本發(fā)明中，所述促進劑為咪唑類或者三苯基膦及其它潛伏性促進劑中的一種或多種混合而成。
[0009]本發(fā)明中，所述脫模劑為硅油、甲基硅油、石蠟或ΙΝΤ-1890Μ中的一種或多種混合--? 。
[0010]本發(fā)明中，所述填料為納米或者微米級的改性或未改性的二氧化硅、二氧化鈦、高嶺土、碳酸鈣中的一種或多種混合而成。
[0011]本發(fā)明中，所述復(fù)合繩芯的單根纖維棒的直徑為l-3mm ;纖維體積含量為55_70%。
[0012]本發(fā)明中，所述復(fù)合繩芯中間纖維棒為筆直的棒，周圍的纖維棒圍繞中間纖維棒纏繞而成；復(fù)合繩芯中間纖維棒周圍纏繞的纖維棒層數(shù)為I層或I層以上，隔層纖維棒纏繞時搶向相反；隔層纖維棒纏繞時搶角為Ι-ΙΟο。
[0013]本發(fā)明中，所述壓力傳感器為靈敏檢測壓力變化的光纖傳感器。
[0014]由于采用了以上技術(shù)方案，纖維復(fù)合繩芯具有密度小、安全系數(shù)高、強度高、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、柔韌性好、纖維受力均勻等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖1為本發(fā)明架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]1、中間纖維棒2、纏繞纖維棒3、芯層4、絕緣層5、壓力傳感器
【具體實施方式】
[0017]下面參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實施例。
[0018]實施例一
[0019]一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合 繩芯，包括壓力傳感器5、絕緣層4和芯層3，所述壓力傳感器為可靈敏檢測壓力變化的光纖傳感器。絕緣層4為單向或編織的多層耐高溫的纖維絲、纖維帶或纖維布浸潰耐高溫熱固性樹脂體系復(fù)合而成。芯層3由6根纖維棒圍繞中間纖維棒纏繞而成。該纖維棒由纖維和耐高溫熱固性樹脂體系固化而成，芯層和壓力傳感器密封在絕緣層內(nèi)，耐高溫熱固性樹脂體主要由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，各組分的配比為，以熱固性樹脂含量為100份，則固化劑為120份，促進劑1.5份，脫模劑1.5份，填料3份。
[0020]纖維為12K T700PAN基碳纖維，耐高溫熱固性樹脂體系為環(huán)氧樹脂AG80+固化劑甲基六氫苯酐+促進劑2-乙基-4-甲基咪唑+內(nèi)脫模劑INT-1890M+填料改性納米二氧化硅，絕緣保護層為玻璃纖維布。
[0021]實施例2
[0022]一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，包括壓力傳感器5、絕緣層4和芯層3，所述壓力傳感器為可靈敏檢測壓力變化的光纖傳感器。絕緣層4為單向或編織的多層耐高溫的纖維絲、纖維帶或纖維布浸潰耐高溫熱固性樹脂體系復(fù)合而成。芯層3由6根纖維棒圍繞中間纖維棒纏繞而成。該纖維棒由纖維和耐高溫熱固性樹脂體系固化而成，芯層和壓力傳感器密封在絕緣層內(nèi)，耐高溫熱固性樹脂體系主要由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，各組分的配比為，以熱固性樹脂含量為100份，則固化劑為110份，促進劑1份，脫模劑1份，填料3份。
[0023]纖維為12K T700PAN基碳纖維，耐高溫熱固性樹脂體系為環(huán)氧樹脂AG80+固化劑甲基納迪克苯酐+促進劑三苯基膦+內(nèi)脫模劑甲基硅油+填料微米級高嶺土，絕緣保護層為聚氨酯纖維布。[0024]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在本發(fā)明專利構(gòu)思及具體實施例的啟發(fā)下，而直接導(dǎo)出的一些變形以及特征間的不同組合，例如纏繞層數(shù)、纖維棒根數(shù)及截面積的變化，絕緣層厚度的變化，耐高溫樹脂體系的變化等非實質(zhì)性的改動，同樣可以被應(yīng)用，都落在本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，包括絕緣層、芯層和壓力傳感器，所述絕緣層為單向或編織的若干層絕緣的纖維絲、纖維帶或纖維布浸潰耐高溫熱固性樹脂體系復(fù)合而成，芯層由6根或6根以上纖維棒圍繞中間一根纖維棒纏繞而成，該纖維棒由纖維和耐高溫熱固性樹脂體系固化而成，芯層和壓力傳感器密封在絕緣層內(nèi)，其特征在于:所述耐高溫熱固性樹脂體系由耐高溫熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，各組分的配比為，以熱固性樹脂含量為100份，則固化劑為105-125份，促進劑0.5-2份，脫模劑0.5-3份，填料0-5 份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，其特征在于:所述耐高溫熱固性樹脂體系的玻璃化溫度不低于190度；芯層纖維為碳纖維、玄武巖纖維或芳綸纖維；絕緣層所用纖維為玻璃或聚氨酯的纖維絲、纖維帶或纖維布，其厚度不小于0.1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，其特征在于:所述耐高溫熱固性樹脂是乙烯基酯樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂中的任何一種或由其中一種或多種經(jīng)改性或混合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，其特征在于:所述固化劑為甲基六氫苯酐、甲基四氫苯酐、甲基納迪克酸酐中的任何一種或者多種混合而成的酸酐類固化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，其特征在于:所述促進劑為咪唑類或者三苯基膦及其它潛伏性促進劑中的一種或多種混合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，其特征在于:所述脫模劑為硅油、甲基硅油、石蠟或INT-1890M中的一種或者多種混合而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，其特征在于:所述填料為納米或者微米級的改性或未改性的二氧化硅、二氧化鈦、高嶺土、碳酸鈣中的一種或者多種混合而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，其特征在于:所述復(fù)合繩芯的單根纖維棒的直徑為l-3mm ;纖維體積含量為55-70%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，其特征在于:所述復(fù)合繩芯中間纖維棒為筆直的棒，周圍的纖維棒圍繞中間纖維棒纏繞而成；復(fù)合繩芯中間纖維棒周圍纏繞的纖維棒層數(shù)為I層或I層以上，隔層纖維棒纏繞時捻向相反；隔層纖維棒纏繞時捻角為1-10° ο
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種架空導(dǎo)線用纖維復(fù)合繩芯，其特征在于:所述壓力傳感器為靈敏檢測壓力變化的光纖傳感器。
【文檔編號】H01B9/00GK103500610SQ201310489351
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】李愛軍, 周正偉, 白瑞成, 孫晉良, 戚景贊 申請人:上海大學(xué), 李愛軍