本發(fā)明涉及電力電能傳輸導(dǎo)電的電纜電線，尤其涉及一種石墨烯電纜線及其制備方法和接線方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的特高壓電纜和電線，大多用來(lái)導(dǎo)電的材料是鋁線和鋼絲交織而成，而且是裸線，導(dǎo)電和抗老化的效果一般，且電阻很高，質(zhì)量重，體積大，表面面積大，電能在輸送過(guò)程中電量損耗較大，架設(shè)難度高，在輸變線路上的鐵塔承載負(fù)荷大，容易產(chǎn)生電路短路斷電，或遭到風(fēng)、雨、冰、雪災(zāi)害的襲擊。

石墨烯是從石墨材料中剝離出來(lái)的，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，石墨烯是已知的最薄，導(dǎo)熱，導(dǎo)電性能強(qiáng)大，輕、軟、抗老化、無(wú)吸附性、耐高溫、抗腐蝕、使用壽命長(zhǎng)、最堅(jiān)硬的納米材料，石墨烯是能隙為零的半導(dǎo)體，電子的運(yùn)動(dòng)速度能達(dá)到光速的1/300，遠(yuǎn)超其它金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度，常溫下其電子遷移率超過(guò)15000cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10^-6Ω·cm，比銅、鋁或銀更低，為當(dāng)前國(guó)際上電阻率最小的材料。石墨烯可與銅箔、鋁箔等材料復(fù)合，方便覆膠和覆膜，且石墨烯的電阻率比銅和銀更低，電子的遷移速度極快，薄、軟、輕、電阻幾乎為零、導(dǎo)電速度快，導(dǎo)電性能強(qiáng)大驚人；因此將石墨烯材料運(yùn)用在電力電能傳輸?shù)碾娋€、電纜中，可以起到最大化的傳輸電力電能的導(dǎo)電作用，減少電能傳輸中因?yàn)殡娮璁a(chǎn)生的電損，起到節(jié)約能源的作用，大幅減輕了電纜電線的重量，減小電線電纜的體積和表面面積，從而減輕輸變線路中鐵塔的承載負(fù)荷，可以大量削減鐵塔的制造重量，可減少因風(fēng)雨雪結(jié)冰產(chǎn)生的加載重量，超架空承載可使鐵塔有倒塌斷裂的危害，減輕了施工架設(shè)的難度，免除其它人為因素，預(yù)防戰(zhàn)爭(zhēng)或人為破壞，防止造成電纜電線短路而停電斷電，因?yàn)槭╇娎|線的報(bào)廢回收價(jià)值極低，還可以減少被偷盜的行為，可以量產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、性價(jià)比較高、輕便、生產(chǎn)靈活。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電力輸送電能強(qiáng)大，電損少，質(zhì)量輕，柔軟，體積小，耐腐蝕，架空承載力大，性價(jià)比高，節(jié)約大量能源和人力物力，使用壽命長(zhǎng)的石墨烯電纜線及其制備方法和接線方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種石墨烯電纜線，其特征在于：包括依次貼合設(shè)置的七層結(jié)構(gòu)，七層結(jié)構(gòu)從外至內(nèi)依次為橡膠層、塑料層、絕緣膠布層、第一純棉紗布層、石墨烯層、第二純棉紗布層和鋼絲層。

進(jìn)一步：橡膠層和塑料層分別通過(guò)橡膠顆粒和絕緣塑料顆粒加工制成。

進(jìn)一步：絕緣膠布層的厚度為1mm至2mm，寬為3cm，絕緣膠布層為帶有粘性的防水絕緣膠布帶。

進(jìn)一步：第一純棉紗布層和第二純棉紗布層的寬為3cm，且均為單層純棉紗布帶。

進(jìn)一步：石墨烯層為石墨烯復(fù)合絲帶。

進(jìn)一步：石墨烯復(fù)合絲帶的寬為2cm，厚為3cmm至10cmm。

進(jìn)一步：鋼絲層為不銹鋼鋼絲繩、鋼絲或者鋼絲繩。

進(jìn)一步：鋼絲層的直徑為0.21mm至42mm。

進(jìn)一步：一種石墨烯電纜線的制備方法，包括如下步驟：

S1：將單層純棉紗布帶，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在鋼絲層的外表面上，形成第二純棉紗布層；

S2：將多層石墨粉鱗片，經(jīng)過(guò)硫酸和硝酸處理，然后高溫加熱膨化分離，在鎳的表面產(chǎn)生蠕蟲狀石墨烯粒子；再將蠕蟲狀石墨烯粒子放置在滾軋機(jī)里，與按5mm距離間隔排布的純棉線、鋁箔或者銅箔復(fù)合加固，壓榨成寬為1m，厚為3cmm至10cmm的石墨烯復(fù)合軟薄片帶,再將片帶切分寬為2cm，厚為3cmm至10cmm的石墨烯復(fù)合絲帶；

S3：將石墨烯復(fù)合絲帶通過(guò)纏繞機(jī)，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在第二純棉紗布層，形成石墨烯層；

S4：將單層純棉紗布帶，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在石墨烯層的外表面上，形成第一純棉紗布層；

S5：將帶有粘性的防水絕緣膠布帶通過(guò)纏繞機(jī)，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在第一純棉紗布層，形成絕緣膠布層；

S6：將絕緣塑料顆粒用注塑機(jī)加熱熔化，再均勻伏貼至絕緣膠布層的外表面，形成塑料層；

S7：將橡膠顆粒用注膠機(jī)加熱熔化，再均勻伏貼至塑料層的表面，形成橡膠層。

進(jìn)一步：一種石墨烯電纜線的接線方法，包括如下步驟：

S1：分別將兩個(gè)需要接線的電纜線端部上的鋼絲層外表面的其他層除去，使鋼絲層裸露，將兩個(gè)鋼絲層焊接或者用卡槽連接；

S2：再將兩個(gè)電纜線端部靠近步驟S1中對(duì)接的鋼絲層的橡膠層、塑料層、絕緣膠布層和第一純棉紗布層除去一部分；

S3：將純棉紗布帶，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在兩個(gè)裸露出來(lái)的鋼絲層的外表面上，形成第二純棉紗布層；

S4:將石墨烯復(fù)合絲帶以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在步驟S3中的第二純棉紗布層外表面上，形成石墨烯層；

S5：將純棉紗布帶，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在步驟S4和步驟S2中裸露出來(lái)的石墨烯層上，形成第一純棉紗布層；

S6：將防水絕緣膠布帶，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在步驟S5的第一純棉紗布層上，形成絕緣膠布層；

S7：將塑料絕緣套管設(shè)置開口，套在步驟S6的絕緣膠布層上，用密封絕緣膠把開口密封，形成塑料層；

S8：將橡膠保護(hù)套設(shè)置開口，套在步驟S7的塑料層上，用密封絕緣膠把開口密封，形成橡膠層。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、橡膠層和塑料層，質(zhì)量輕、軟、絕緣、耐腐蝕、結(jié)實(shí)、耐摩擦、有彈性，能有效保護(hù)內(nèi)部材料，減輕磨損和擠壓，起到一定的架空承載和屏蔽作用，以保證石墨烯復(fù)合絲帶的正常導(dǎo)電功能；

2、絕緣膠布層可防水防潮、絕緣、屏蔽、粘連、輕、軟、結(jié)實(shí)、有彈性；第一純棉紗布層可使石墨烯復(fù)合絲帶緊密結(jié)合，可有效避免石墨烯復(fù)合絲帶松、散、貼合不緊、接觸不良、質(zhì)軟，且具有防滑等好處，有一定的抗拉力效果，以保證石墨烯復(fù)合絲帶的正常導(dǎo)電功能；

3、石墨烯層導(dǎo)電性能強(qiáng)大、電阻幾乎為零、耐腐蝕、抗老化、耐高溫、輕、薄、軟、電子遷移特快，纏繞層數(shù)可以根據(jù)實(shí)際導(dǎo)電需要，靈活自由設(shè)定，能流水線生產(chǎn)，可以大幅降低各種生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，性價(jià)比高，使用壽命特長(zhǎng)；第二純棉紗布層可有效固定石墨烯復(fù)合絲帶，加大摩擦力，防止石墨烯復(fù)合絲帶跟鋼絲層之間滑動(dòng)或脫離，以保證石墨烯復(fù)合絲帶的正常導(dǎo)電功能；

4、鋼絲層可有效保護(hù)電纜電線，起到最佳的架空可承載力、抗拉力、抗壓力，柔軟，連接方便的作用，使電纜電線扎實(shí)，不容易折斷或斷裂，以保證石墨烯復(fù)絲帶的正常導(dǎo)電功能；

5、制造方便，靈活，簡(jiǎn)單，保證石墨烯復(fù)絲帶的正常導(dǎo)電功能；

6、接線方法，簡(jiǎn)單容易操作，省時(shí)省力效果好，牢固可靠。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的左視圖的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1、橡膠層，2、塑料層，3、絕緣膠布層，4、第一純棉紗布層，5、石墨烯層，6、第二純棉紗布層，7、鋼絲層，8、石墨烯電纜線。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種石墨烯電纜線，包括依次貼合設(shè)置的七層結(jié)構(gòu)，七層結(jié)構(gòu)從外至內(nèi)依次為橡膠層1、塑料層2、絕緣膠布層3、第一純棉紗布層4、石墨烯層5、第二純棉紗布層6和鋼絲層7。

進(jìn)一步：橡膠層1和塑料層2分別通過(guò)橡膠顆粒和絕緣塑料顆粒加工制成。

絕緣膠布層3的厚度為1mm至2mm，寬為3cm，絕緣膠布層3為帶有粘性的防水絕緣膠布帶。

第一純棉紗布層4和第二純棉紗布層6的寬為3cm，且均為單層純棉紗布帶。

石墨烯層5為石墨烯復(fù)合絲帶。

石墨烯復(fù)合絲帶的寬為2cm，厚為3cmm至10cmm。

鋼絲層7為不銹鋼鋼絲繩、鋼絲或者鋼絲繩。

鋼絲層7的直徑為0.21mm至42mm。

進(jìn)一步：一種石墨烯的制備方法，包括如下步驟：

S1：將單層純棉紗布帶，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在鋼絲層7的外表面上，形成第二純棉紗布層6；

S2：將多層石墨粉鱗片，經(jīng)過(guò)硫酸和硝酸處理，然后高溫加熱膨化分離，在鎳的表面產(chǎn)生蠕蟲狀石墨烯粒子；再將蠕蟲狀石墨烯粒子放置在滾軋機(jī)里，與按5mm距離間隔排布的純棉線、鋁箔或者銅箔復(fù)合加固，壓榨成寬為1m，厚為3cmm至10cmm的石墨烯復(fù)合軟薄片帶,再將片帶切分寬為2cm，厚為3cmm至10cmm的石墨烯復(fù)合絲帶；

S3：將石墨烯復(fù)合絲帶通過(guò)纏繞機(jī)，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在第二純棉紗布層6，形成石墨烯層5；

S4：將單層純棉紗布帶，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在石墨烯層5的外表面上，形成第一純棉紗布層4；

S5：將帶有粘性的防水絕緣膠布帶通過(guò)纏繞機(jī)，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在第一純棉紗布層4，形成絕緣膠布層3；

S6：將絕緣塑料顆粒用注塑機(jī)加熱熔化，再均勻伏貼至絕緣膠布層3的外表面，形成塑料層2；

S7：將橡膠顆粒用注膠機(jī)加熱熔化，再均勻伏貼至塑料層2的表面，形成橡膠層1。

進(jìn)一步：一種石墨烯電纜線的接線方法，包括如下步驟：

S1：分別將兩個(gè)需要接線的電纜線端部上的鋼絲層7外表面的其他層除去，使鋼絲層7裸露，將兩個(gè)鋼絲層7焊接或用卡槽連接；

S2：再將兩個(gè)電纜線端部靠近步驟S1中對(duì)接的鋼絲層7的橡膠層1、塑料層2、絕緣膠布層3和第一純棉紗布層4除去一部分；

S3：將純棉紗布帶，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在兩個(gè)裸露出來(lái)的鋼絲層7的外表面上，形成第二純棉紗布層6；

S4:將石墨烯復(fù)合絲帶以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在步驟S3中的第二純棉紗布層6外表面上，纏繞層數(shù)比未接頭的石墨烯電纜線8中石墨烯層5多一層，做到無(wú)縫連接，形成石墨烯層5；

S5：將純棉紗布帶，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在步驟S4和步驟S2中裸露出來(lái)的石墨烯層5上，形成第一純棉紗布層4；

S6：將防水絕緣膠布帶，以螺旋的方式纏繞且完全覆蓋在步驟S5的第一純棉紗布層4上，形成絕緣膠布層3；

S7：將塑料絕緣套管設(shè)置開口，套在步驟S6的絕緣膠布層3上，用密封絕緣膠把開口密封，形成塑料層2；

S8：將橡膠保護(hù)套設(shè)置開口，套在步驟S7的塑料層2上，用密封絕緣膠把開口密封，形成橡膠層1。

采用本發(fā)明的石墨烯電纜線8，與傳統(tǒng)的特高壓鋁線電纜電線相比較，當(dāng)傳輸導(dǎo)電性能為80kv時(shí)，所用的鋁線(直徑為5mm)有83根和19根(直徑為3mm)的承載鋼絲，用交織機(jī)交織在一起時(shí)，一米長(zhǎng)的重量為4.3公斤，而本發(fā)明的電纜電線，同樣導(dǎo)電性能為80kv時(shí)，只要用6cmm厚、寬2cm的純棉線石墨烯復(fù)合絲帶5層，再用一根直徑為3mm的不銹鋼鋼絲繩，用兩層寬為2cm純棉紗布帶，用一層2mm厚、寬為2cm的防水絕緣膠布帶，再用16mm厚的塑料層2，最后用5mm厚的橡膠層1，一米長(zhǎng)的總重量為0.31公斤，而且電阻幾乎為零，體積和表面面積??；性價(jià)比方面，按目前架空承載呂電纜的價(jià)格來(lái)比較，同樣是承壓80kv的電纜，而本發(fā)明石墨烯電纜線8的制造成本，只有鋁架空承載電纜電線的三分之一，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。