本實用新型涉及一種輸電電纜，尤其適用于具有防結冰功能的輸電電纜。
背景技術：
高壓架空輸電線在輸電的條件下會產(chǎn)生一定的熱量，在冬天的環(huán)境中往往室外溫度一般都低于零度，而那一點微不足道的熱量會被周圍的低溫立刻吸收，在下雪的情況下，導致附著的雪花從固態(tài)形式轉化液態(tài)形式，即所謂的融化成水。在高壓電線放熱速度比凝固速度慢的情況下就會凝結成冰，所以高壓線上一般會有結冰的現(xiàn)象。因表面結冰而導致架空輸電線超重斷裂，或鐵塔和線桿的倒塌，造成大面積停電事故，給工農業(yè)生產(chǎn)、居民生活和國防設施造成重大損失，因此，必須高度重視和避免高壓架空輸電線路的結冰問題。
由于環(huán)境的苛刻性，目前，國內對電纜和鐵塔的除冰多采取人工或機械的手段，這種除冰方式不僅效率低，更為重要的是危險性極大。
中國專利申請200910071443.9公開了一種防覆冰涂料其主要成分為含氟聚合物樹脂20－70％，含氟表面活性劑1－7％，含氫氧化鋁2－7％，納米粉1－5％，金屬催干劑0.1－2％，溶劑20－80％。在高壓電纜、鐵塔、通信線路等部件上涂刷防覆冰涂料組合物，防覆冰涂料組合物可發(fā)揮其最佳防覆冰效果，減少冰對基材表面的附著力和表面的覆冰量，再利用風和自然力的作用使冰容易脫離基材表面。防覆冰涂料不僅對金屬基體有很好的結合力、較高的熱傳導性，更重要的是其外層表面具有低表面張力、高憎水、憎冰性，可最大限度地減少水和的附著力，使其極易脫落，從而達到防止凝冰和除冰的目的。
中國專利ZL201110061099.2公開了一種防覆冰復合涂層及其制備方法。包含三層：內層為有機硅改性環(huán)氧樹脂層，中間層為聚電解質鹽層，外層為氟硅改性的丙烯酸酯層。在高壓電纜、鐵塔、通信線路和飛行器表面等部件涂刷防覆冰復合涂層，內層可以增加與基材的附著力，中間層電離出的離子可以延緩結冰，外層具有超疏水性，可減少冰在表面的附著力和表面的覆冰量。防覆冰復合涂層不僅對基材有很好的結合力、較高的熱傳導性，其外層表面具有低表面張力、高憎水、憎冰性，可最大限度地減少水和冰的附著力，使其極易脫落，同時中間層可以在惡劣環(huán)境電離出離子延遲冰的附著，從而達到防止凝冰和除冰的目的。
上述兩項方法在工程上均簡單易行、方便控制、成本較低，使用效果良好，但是，仍然無法解決由于電纜線損導致的發(fā)熱融冰和覆冰的根本性問題。
中國專利申請CN104992743A公開了一種除冰碳纖維高低壓架空電纜，包括高壓電纜，高壓電纜由內部的高壓電纜線和表面的絕緣層組成，高壓電纜的絕緣層表面設置碳纖維發(fā)熱線，碳纖維發(fā)熱線的絕緣層內部設置若干碳纖維。該實用新型通過在高壓電纜表面設置可通電發(fā)熱的碳纖維發(fā)熱線，利用碳纖維將電能轉換為熱量，不但需要增加碳纖維發(fā)熱線的供熱裝置，額外消耗大量的電能，而且增加了一系列供電裝置，實踐中也很難操作。更何況，如果供熱不足，照樣也存在融雪結冰的問題。
中國專利CN201540767U公開了一種高壓電線防冰電纜，它包括電纜本體，所述的電纜本體外側附有除冰布，除冰布與電纜本體之間存有5～15mm的間隙。該實用新型在原有高壓電纜線外圍附有除冰布，且除冰布與電纜線之間存有間隙，當向該間隙內充入高壓氣體時，除冰布膨脹，可將附著在除冰布表面的積雪振掉，從而起到除冰的作用。該實用新型雖然結構簡單，制造成本低，但在運行過程中需要增加一系列的充氣裝置，操作起來會產(chǎn)生許多麻煩，可行性較差。
中國專利申請201410296586.0公開了一種相變控溫式高壓電纜，涉及電力電纜技術領域。該實用新型包括電纜內芯和電纜外層，所述電纜內芯從內到外依次為線芯、絕緣層、屏蔽層，所述電纜外層從內到外依次為繞包層、內護層、鎧裝層和外護層，在所述電纜內芯和電纜外層之間為填充層，所述填充層為復合相變材料。雖然該電纜能夠節(jié)能、環(huán)保、自動溫控，并通過相變材料改善高壓電纜散熱情況，提高電纜載流、過載能力和熱穩(wěn)定性，延長電纜使用壽命，但是，還不能阻止電纜線耗發(fā)熱，進而導致低溫下融雪和結冰問題。
綜上所述，當前，高壓架空輸電線主要存在以下幾個問題：
1、冬季下雪天氣時，高壓輸電線路結冰導致架空輸電線超重斷裂，或鐵塔和線桿的倒塌，造成大面積停電事故。
2、由于高壓輸電線路線耗發(fā)熱，導致絕緣層老化受損。
3、上述實用新型提出的電纜表面涂覆防水層，減緩結冰；增加碳纖維發(fā)熱線融冰；外層包裹除冰布，用高壓氣體膨脹除冰；單一相變材料層散熱等措施，均無法解決下雪天氣高壓電纜因散熱導致表面融雪和結冰的根本性問題。
4、采用相變控溫式高壓電纜時，由于僅采用石蠟基微膠囊+聚烯烴的相變材料，導致作為有效的相變材料含量較低，其質量不及80％，而且作為固定材料的聚烯烴的可塑性與石蠟差異較大，不利于得到均勻的相變層結構。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的是提供具有防結冰功能的輸電電纜，它使輸電電纜在高壓輸電過程中不會融雪后結冰，從而避免人工除冰的危險性和提高除冰效率。
本實用新型是通過以下技術實現(xiàn)的：
一種具有防結冰功能的輸電電纜，從里至外依次為：輸電電纜內芯、套設于輸電電纜內芯外的絕緣層、套設于絕緣層外的電纜屏蔽層、及套設于電纜屏蔽層外的電纜護套層，其特征在于：在絕緣層和電纜屏蔽層中間還設有防結冰功能層，
所述的防結冰功能層包括內層的高溫復合相變材料層和外層的低溫復合相變材料層。
所述的高溫復合相變材料層是由高吸油性無紡纖維編織而成的第一編織層和吸附于第一編織層上的高溫復合相變材料組成。
所述的低溫復合相變材料層是由高吸水性無紡纖維編織而成的第二編織層和吸附于第二編制層上的低溫復合相變材料組成。
進一步地，所述的電纜屏蔽層為金屬線或金屬薄膜編織成網(wǎng)狀結構。
進一步地，所述的絕緣層為聚烯烴制備成的管狀結構。
進一步地，所述電纜護套層為低煙無鹵聚乙烯制備成的管狀結構。
進一步地，所述的高吸油性無紡纖維為聚烯烴類高吸油性無紡纖維、聚丙烯酸酯類高吸油性無紡纖維、或聚氨酯類高吸油性無紡纖維中的一種或兩種以上按照任意比例混合而成的混合物；
所述的高溫復合相變材料為石蠟類高級脂肪烴類、脂肪酸類、脂肪酸酯類、脂肪酸鹽類、高級醇類、芳香烴類、芳香酮類、酰胺類、氟利昂類、或者多羥基碳酸類中的一種或兩種以上按照任意比例混合而成的混合物。
進一步地，所述的高吸水性無紡纖維為合成聚合物類高吸水性無紡纖維或天然高分子類高吸水性無紡纖維中的一種或兩種以上按照任意比例混合而成的混合物。
進一步地，所述的合成聚合物類高吸水性無紡纖維為聚丙烯酸鹽類高吸水性無紡纖維、聚乙烯醇類高吸水性無紡纖維、聚氧化烷烴類高吸水性無紡纖維、或無機聚合物類高吸水性無紡纖維；
所述的天然高分子類高吸水性無紡纖維為纖維素系高吸水性無紡纖維、蛋白質系高吸水性無紡纖維、果膠高吸水性無紡纖維、藻酸高吸水性無紡纖維、殼聚糖高吸水性無紡纖維、或肝素高吸水性無紡纖維。
進一步地，所述的低溫復合相變材料為水、甲醇、乙醇、丙酮、二氧六圜、乙二醇、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、或聚乙二醇中的一種或兩種以上按照任意比例混合而成的混合物。
作為優(yōu)選的實施方式，所述的輸電電纜內芯為純銅，優(yōu)選地選擇鍍銀銅。
本實用新型的原理如下：
蓄冷用吸水樹脂是一種新興的功能性高分子吸水材料，是高吸水性樹脂系列產(chǎn)品在實際應用中不斷擴展出的一個新的應用領域，并且憑借其良好的吸水保持性能和凝膠強度，能夠有效地延長低溫冷凍時間。高分子吸水性樹脂是由三維空間網(wǎng)絡構成的高聚物，遇到水后立即發(fā)生電解，離解為帶正電和負電的離子，這種帶正電和負電的離子和水有強烈的親合作用，能迅速吸收比自身重數(shù)百倍甚至上千倍的水。吸水后膨脹為水凝膠，在常溫下，不論施加多大的壓力，吸收的水分也很難被擠出，因此可以長期保存。
高吸油性樹脂是由幾種單體構成的低交聯(lián)度共聚物，分子間具有三維交聯(lián)網(wǎng)狀結構，內部有一定孔隙，通過大分子鏈上大量的親油基團和油性分子的溶劑化作用使樹脂發(fā)生膨脹。由于網(wǎng)狀交聯(lián)結構的存在，當交聯(lián)程度適當時，樹脂只溶脹而不溶解，油性分子包裹在大分子網(wǎng)絡結構中，從而達到吸油保油的目的。高吸油性樹脂不但可以吸收脂肪烴、芳香烴類油，還能吸收鹵代烴以及醚類、酮類、胺類等多種物質。
大多數(shù)物質在相變過程中，從環(huán)境中吸收熱量或向環(huán)境中放出熱量，而物質的溫度近似保持不變。利用物質的這一特性，可以進行熱能存儲和溫度調控。為了避免輸電電纜線耗產(chǎn)生的熱量導致電纜表面融雪結冰，首先在電纜導電體外面包裹一層熔點較高、溶解熱較大的相變材料，然后在其外層再包裹熔點較低、溶解熱較大的相變材料，當內層相變材料吸收了電纜線耗產(chǎn)生的熱量時，與外層較低熔點的相變材料蓄積的低溫進行熱交換，阻止熱量外逸，從而可以避免由于發(fā)熱導致電纜表面溫度過高，產(chǎn)生融雪結冰問題。
為了固定上述兩種相變材料，本實用新型分別采用高吸油性樹脂和高分子吸水材料作為內外層相變材料的固定劑，降低其流動性和避免其在使用過程中逸出。
本實用新型的有益效果是：
1、本實用新型提出一種具有防結冰功能的輸電電纜的結構設計合理，各個部分之間緊密結合且互相隔離絕緣。在寒冷天氣時，內層的高溫復合相變材料層可吸收由于輸電導線纜芯發(fā)熱產(chǎn)生的熱量，減緩了熱量外逸，且可以防止外層材料過熱老化，外層的低溫復合相變材料層可以冷卻由內層外逸的熱量，保持電纜外表面處于較低溫度狀態(tài)，避免輸電線纜外表面由于內芯發(fā)熱導致融雪結冰，同時可以防止電纜材料冷脆，延長電纜保護層和絕緣層的壽命；當氣溫較高時，內層的高溫復合相變材料層可緩沖由輸電導線纜芯發(fā)熱產(chǎn)生的熱量，防止外層材料過熱老化，外層的低溫復合相變材料層處于液體狀態(tài)，具有良好的導熱性能，可以幫助散熱，由于其協(xié)同作用，也有利于延長電纜保護層和絕緣層的壽命。
2、本實用新型分別采用高吸油性樹脂和高分子吸水材料作為內外層相變材料的固定劑，降低其流動性和避免其在使用過程中逸出。
3、本實用新型在高吸收性無紡纖維吸收相變材料過程中，采用真空條件下處理的方法，一方面有利于排除無紡纖維孔隙中的空氣，同時可以提高高吸收性纖維吸收相變材料的速率。
4、本實用新型在高吸油無紡纖維吸收高溫復合相變材料的過程中，采用略高于相變材料熔點的溫度，可以始終保持其處于流體狀態(tài)，有利于無紡纖維對其的吸收；當吸收過程完成之后，迅速冷卻到熔點以下，有利于使其凝固成型。
附圖說明
圖1為本實用新型的輸電電纜截面結構示意圖。
其中附圖標記說明如下，1-輸電電纜內芯，2-絕緣層，3-防結冰功能層，31-高溫復合相變材料層，32-低溫復合相變材料層，4-電纜屏蔽層，5-電纜護套層。
具體實施方式
下面參照附圖并結合實施例對本實用新型作進一步描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
(一)具體實施方式
一種具有防結冰功能的輸電電纜，從里至外依次為：輸電電纜內芯、套設于輸電電纜內芯外的絕緣層、套設于絕緣層外的電纜屏蔽層、及套設于電纜屏蔽層外的電纜護套層，其特征在于：在絕緣層和電纜屏蔽層中間還設有防結冰功能層，
所述的防結冰功能層包括內層的高溫復合相變材料層和外層的低溫復合相變材料層。
所述的高溫復合相變材料層31是由高吸油性無紡纖維編織而成的第一編織層和吸附于第一編織層上的高溫復合相變材料組成。
所述的低溫復合相變材料層32是由高吸水性無紡纖維編織而成的第二編織層和吸附于第二編制層上的低溫復合相變材料組成。
進一步地，所述的電纜屏蔽層4為金屬線或金屬薄膜編織成網(wǎng)狀結構。
進一步地，所述的絕緣層2為聚烯烴制備成的管狀結構。
進一步地，所述電纜護套層5為低煙無鹵聚乙烯制備成的管狀結構。
進一步地，所述的高吸油性無紡纖維為聚烯烴類高吸油性無紡纖維、聚丙烯酸酯類高吸油性無紡纖維、或聚氨酯類高吸油性無紡纖維中的一種或兩種以上按照任意比例混合而成的混合物；
所述的高溫復合相變材料為石蠟類高級脂肪烴類、脂肪酸類、脂肪酸酯類、脂肪酸鹽類、高級醇類、芳香烴類、芳香酮類、酰胺類、氟利昂類、或者多羥基碳酸類中的一種或兩種以上按照任意比例混合而成的混合物。
進一步地，所述的高吸水性無紡纖維為合成聚合物類高吸水性無紡纖維或天然高分子類高吸水性無紡纖維中的一種或兩種以上按照任意比例混合而成的混合物。
進一步地，所述的合成聚合物類高吸水性無紡纖維為聚丙烯酸鹽類高吸水性無紡纖維、聚乙烯醇類高吸水性無紡纖維、聚氧化烷烴類高吸水性無紡纖維、或無機聚合物類高吸水性無紡纖維；
所述的天然高分子類高吸水性無紡纖維為纖維素系高吸水性無紡纖維、蛋白質系高吸水性無紡纖維、果膠高吸水性無紡纖維、藻酸高吸水性無紡纖維、殼聚糖高吸水性無紡纖維、或肝素高吸水性無紡纖維。
進一步地，所述的低溫復合相變材料為水、甲醇、乙醇、丙酮、二氧六圜、乙二醇、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、或聚乙二醇中的一種或兩種以上按照任意比例混合而成的混合物。
作為優(yōu)選的實施方式，所述的輸電電纜內芯為純銅，優(yōu)選地選擇鍍銀銅。
(二)具體實施例
實施例1
一種具有防結冰功能的輸電電纜，從里至外依次為：輸電電纜內芯、套設于輸電電纜內芯外的絕緣層、套設于絕緣層外的電纜屏蔽層、及套設于電纜屏蔽層外的電纜護套層，其特征在于：在絕緣層和電纜屏蔽層中間還設有防結冰功能層，
所述的防結冰功能層包括內層的高溫復合相變材料層和外層的低溫復合相變材料層。
所述的高溫復合相變材料層31是由高吸油性無紡纖維編織而成的第一編織層和吸附于第一編織層上的高溫復合相變材料組成。
所述的低溫復合相變材料層32是由高吸水性無紡纖維編織而成的第二編織層和吸附于第二編制層上的低溫復合相變材料組成。
所述的電纜屏蔽層4為金屬線或金屬薄膜編織成網(wǎng)狀結構。
所述的絕緣層2為聚烯烴制備成的管狀結構。
所述電纜護套層5為低煙無鹵聚乙烯制備成的管狀結構。