本發(fā)明涉及線纜制作，尤其是涉及一種低煙無鹵超導(dǎo)線材及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、在電力傳輸時，傳統(tǒng)方式主要采用銅作為導(dǎo)體，利用銅的高導(dǎo)電性能和耐腐蝕、不易氧化的性能。在一些場合中，從發(fā)電機到變壓器、?變電中心到變電站、?地下變電站到城市電網(wǎng)端口等，?以及電鍍廠、?發(fā)電廠和變電站等需要傳輸大電流的場合，以傳統(tǒng)銅導(dǎo)體為導(dǎo)體進行傳輸，在銅導(dǎo)體上產(chǎn)生的發(fā)熱量大、損耗大。為降低損耗，增大銅導(dǎo)體的截面積，降低銅導(dǎo)體的電阻，但此方法會增加導(dǎo)線的總體重量，導(dǎo)線的制作成本高。在送電過程中，容易產(chǎn)生電磁干擾而影響電力傳輸。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的旨在提供一種低煙無鹵超導(dǎo)線材及其制作方法，具有體積小、重量輕、電力傳輸容量大的優(yōu)點，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的銅導(dǎo)體在電廠、變電站等中高壓輸電場合中損耗高、容易受干擾的缺點。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種低煙無鹵超導(dǎo)線材，包括絕緣護套和包覆其中的銅導(dǎo)體，絕緣護套中嵌設(shè)有屏蔽網(wǎng)層，銅導(dǎo)體的軸心具有呈正多邊形狀的軸心孔，在軸心孔中穿設(shè)有與其形狀適配的超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)體，屏蔽網(wǎng)層包括半導(dǎo)體和連接結(jié)點，半導(dǎo)體通過連接結(jié)點連接形成空間網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3、本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，超導(dǎo)體能夠傳輸遠(yuǎn)高于常規(guī)電纜的電力，在傳輸中的損耗非常低，廣泛應(yīng)用于傳輸大電流的場合；超導(dǎo)體設(shè)置在銅導(dǎo)體的軸心，銅導(dǎo)體起到保護超導(dǎo)體的作用，避免在布線時超導(dǎo)體被損傷；超導(dǎo)體與銅導(dǎo)體的軸心孔設(shè)置為正多邊形，在布線過程中，超導(dǎo)體不會在軸心孔處沿其自身軸心轉(zhuǎn)動，提高連接的穩(wěn)定性；在傳輸過程中，屏蔽網(wǎng)層起到屏蔽電磁干擾的作用，利用半導(dǎo)體和連接結(jié)點形成的網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得半導(dǎo)體呈管狀網(wǎng)格、包裹于銅導(dǎo)體和超導(dǎo)體的外周，半導(dǎo)體均勻的覆蓋于銅導(dǎo)體的外周，使輸電過程中產(chǎn)生的電暈，半導(dǎo)體作為屏蔽網(wǎng)層，形成空間網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，均勻銅導(dǎo)體和超導(dǎo)體組成的線芯表面不均勻電勢，防止內(nèi)屏蔽與絕緣層接觸不緊而產(chǎn)生氣隙、抑制電樹生長，并通過熱阻分溫作用降低主絕緣溫升，起到熱屏蔽作用；解決了局部電壓場強的問題，避免了局部產(chǎn)生陡峭的電壓梯度，從而防止了局部過電壓造成的擊穿事故。

4、上述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，連接結(jié)點包括碳納米管、第一鋁片和第二鋁片，所述第一鋁片和第二鋁片連接在碳納米管的兩端，半導(dǎo)體為硅，多根半導(dǎo)體硅連接在第一鋁片和第二鋁片上形成網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使屏蔽網(wǎng)層圍合形成中空管狀，屏蔽網(wǎng)層鑲嵌在絕緣護套中。第一鋁片和第二鋁片連接在碳納米管的兩端，用于連接半導(dǎo)體，從而連接構(gòu)建出網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體屏蔽網(wǎng)層，碳納米管作為導(dǎo)電納米碳管，表現(xiàn)出高傳導(dǎo)性，使得半導(dǎo)體連接在連接結(jié)點上時處于導(dǎo)通狀態(tài)。

5、上述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，碳納米管與第一鋁片和第二鋁片之間可通過導(dǎo)電銀膠連接或超聲納米焊接。

6、上述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，超導(dǎo)體的截面積大于或等于銅導(dǎo)體的截面積。超導(dǎo)體作為主要的傳輸電力應(yīng)用，銅導(dǎo)體包裹于超導(dǎo)體起到提高結(jié)構(gòu)強度，保護超導(dǎo)體的作用。超導(dǎo)體截面積設(shè)置為大于銅導(dǎo)體的截面積，使得超導(dǎo)線材質(zhì)輕、成本低，并在銅導(dǎo)體的加持下具有較高的結(jié)構(gòu)強度。

7、上述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，銅導(dǎo)體的外周還涂覆有一層致密的石墨烯層。石墨烯涂覆在銅導(dǎo)體的外周，提高銅導(dǎo)體的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。

8、上述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，絕緣護套從內(nèi)之外由硅膠層、內(nèi)絕緣層、屏蔽網(wǎng)層、防水層及外絕緣層組成，其中硅膠層包裹在銅導(dǎo)體外周，內(nèi)絕緣層包裹在硅膠層外周，內(nèi)、外絕緣層由低煙無鹵電纜料制成。內(nèi)絕緣層包裹在銅導(dǎo)體外起到絕緣作用，硅膠層具有較高的導(dǎo)熱性能，將線芯產(chǎn)生的熱量向外傳導(dǎo)，屏蔽網(wǎng)層起到屏蔽干擾的作用，防水層起到防水性能，避免在露天雨天情況水滲透入線材內(nèi)部，外絕緣層進一步包裹于防水層外周，起到進一步絕緣和其耐高溫、耐輻照避免絕緣護套老化的作用。

9、上述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，低煙無鹵電纜料包括eva45-65份；聚乙烯10-20份；poe10-20份；相容劑5-10份；阻燃劑80-120份；協(xié)效阻燃劑2-5份；抗氧劑1-5份；滑劑2-4份；交聯(lián)劑1-3份；光引發(fā)劑0.5-3份；氧化鋁20-50份。采用上述配方配制電纜料，解決了傳統(tǒng)的耐高溫低煙無鹵電纜料需要通過專門的設(shè)備進行電子束輻照，需要將電纜料或線材送到輻照廠輻照，費時費力的問題。并且，通過加入氧化鋁，提高內(nèi)、外絕緣層的散熱性能和耐火性能。

10、本發(fā)明還提供的另一技術(shù)方案是：一種制作低煙無鹵超導(dǎo)線材的方法，制作上述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，低煙無鹵超導(dǎo)線材由如下方法制得：

11、將上述低煙無鹵電纜料投入密煉機經(jīng)過密煉機混煉15-20分鐘；密煉到140度左右，再經(jīng)過雙階造粒機造粒；造粒溫度為110-130度；制得的塑料顆粒用于制作絕緣層；然后在超導(dǎo)體外周覆上銅導(dǎo)體，在銅導(dǎo)體外周涂覆石墨烯層，并由內(nèi)之外依次覆上硅膠層、內(nèi)絕緣層、屏蔽網(wǎng)層、防水層及外絕緣層制得超導(dǎo)線材。

12、本發(fā)明取得的有益效果是：利用超導(dǎo)體傳輸電力高的特點，用于高功率、大電流輸電，損耗低、溫升低，結(jié)合銅導(dǎo)體，提高超導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)強度；在輸電中，利用半導(dǎo)體屏蔽網(wǎng)層起到良好的屏蔽效果和抗干擾性能；由金屬鋁的第一鋁片和第二鋁片連接半導(dǎo)體，第一鋁片和第二鋁片之間用碳納米管連接，構(gòu)建出網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的屏蔽網(wǎng)，使半導(dǎo)體均勻的覆蓋于線芯的外周，保障其屏蔽和抗干擾性能；在銅導(dǎo)體的表面涂覆石墨烯，提高導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，并使銅導(dǎo)體表面更耐磨損，在制作線材時銅導(dǎo)體表面不會產(chǎn)生磨損、表面光滑。

技術(shù)特征：

1.一種低煙無鹵超導(dǎo)線材，其特征在于：包括絕緣護套和包覆其中的銅導(dǎo)體，所述絕緣護套中嵌設(shè)有屏蔽網(wǎng)層，所述銅導(dǎo)體的軸心具有呈正多邊形狀的軸心孔，在軸心孔中穿設(shè)有與其形狀適配的超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)體，所述屏蔽網(wǎng)層包括半導(dǎo)體和連接結(jié)點，所述半導(dǎo)體通過連接結(jié)點連接形成空間網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，其特征在于：所述連接結(jié)點包括碳納米管、第一鋁片和第二鋁片，所述第一鋁片和第二鋁片連接在碳納米管的兩端，半導(dǎo)體為硅，多根半導(dǎo)體硅連接在第一鋁片和第二鋁片上形成網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使屏蔽網(wǎng)層圍合形成中空管狀，屏蔽網(wǎng)層鑲嵌在絕緣護套中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，其特征在于：所述碳納米管與第一鋁片和第二鋁片之間可通過導(dǎo)電銀膠連接或超聲納米焊接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，其特征在于：超導(dǎo)體的截面積大于或等于銅導(dǎo)體的截面積。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，其特征在于：所述銅導(dǎo)體的外周還涂覆有一層致密的石墨烯層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，其特征在于：所述絕緣護套從內(nèi)之外由硅膠層、內(nèi)絕緣層、屏蔽網(wǎng)層、防水層及外絕緣層組成，其中硅膠層包裹在銅導(dǎo)體外周，內(nèi)絕緣層包裹在硅膠層外周，內(nèi)、外絕緣層由低煙無鹵電纜料制成。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，其特征在于：所述低煙無鹵電纜料包括eva45-65份；聚乙烯10-20份；poe10-20份；相容劑5-10份；阻燃劑80-120份；協(xié)效阻燃劑2-5份；抗氧劑1-5份；滑劑2-4份；交聯(lián)劑1-3份；光引發(fā)劑0.5-3份；氧化鋁20-50份。

8.一種制作低煙無鹵超導(dǎo)線材的方法，其特征在于：制作上述權(quán)利要求7所述的低煙無鹵超導(dǎo)線材，所述低煙無鹵超導(dǎo)線材由如下方法制得：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種低煙無鹵超導(dǎo)線材及其制作方法，低煙無鹵超導(dǎo)線材包括絕緣護套和包覆其中的銅導(dǎo)體，絕緣護套中嵌設(shè)有屏蔽網(wǎng)層，銅導(dǎo)體的軸心具有呈正多邊形狀的軸心孔，在軸心孔中穿設(shè)有與其形狀適配的超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)體，屏蔽網(wǎng)層包括半導(dǎo)體和連接結(jié)點，半導(dǎo)體通過連接結(jié)點連接形成空間網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。制作低煙無鹵超導(dǎo)線材的方法，制作上述超導(dǎo)線材，將上述電纜料投入密煉機經(jīng)過密煉機混煉20分鐘；密煉到140度，再經(jīng)過雙階造粒機造粒；造粒溫度為130度；制得的塑料顆粒制作絕緣層；超導(dǎo)體外周覆上銅導(dǎo)體，由內(nèi)之外依次將硅膠層、內(nèi)絕緣層、屏蔽網(wǎng)層、防水層及外絕緣層制得超導(dǎo)線材。本發(fā)明具有體積小、重量輕、電力傳輸容量大的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：謝代輝,孔利權(quán),黃成廣,侯濤,黃文貴,劉海波,黃璐璐
受保護的技術(shù)使用者：寶新高分子科技（廣州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19