合 金，退火侶或退火侶合金，而導(dǎo)電層其余部分用侶，或其他類似的組合。
[0097] 導(dǎo)線的熱拐點(diǎn)與安裝后的導(dǎo)電材料如侶，侶合金，張應(yīng)力水平相關(guān)。導(dǎo)線熱拐點(diǎn)溫 度定義為在此溫度W上導(dǎo)電介質(zhì)不受張應(yīng)力或處于壓應(yīng)力。導(dǎo)線熱拐點(diǎn)取決于導(dǎo)線構(gòu)造 (組成材料及各自百分比，架線條件如溫度，張應(yīng)力及載荷經(jīng)歷）。例如，對(duì)W下類似25MM直 徑大小的導(dǎo)線在300米的安裝跨度及2rc的架線溫度(除一個(gè)架線溫度為5°C外)條件下，安 裝后它們各自的熱拐點(diǎn)列于表1:


[0101] 本發(fā)明認(rèn)識(shí)到使用退火侶的導(dǎo)線如ACCC及ACSS，其更易被預(yù)張應(yīng)力（或冰載后)處 理來(lái)顯著降低其熱拐點(diǎn)。例如，把碳纖維復(fù)合材料承力忍導(dǎo)線降低其熱拐點(diǎn)至零下50度是 可能的，使得導(dǎo)線在其整個(gè)操作溫度變化范圍內(nèi)弧垂對(duì)溫度不敏感。未經(jīng)預(yù)張應(yīng)力處理的 碳纖維承力忍導(dǎo)線在安裝過(guò)程中其熱拐點(diǎn)對(duì)溫度及張力的變化是敏感的，并容易導(dǎo)致弧垂 誤差及變化。通過(guò)對(duì)該導(dǎo)線的簡(jiǎn)單預(yù)張應(yīng)力處理(使承力忍處于張應(yīng)力，導(dǎo)電侶不受張應(yīng)力 或處于壓應(yīng)力）完全消除該問(wèn)題是可能的。運(yùn)種類型的導(dǎo)線可用于弧垂對(duì)環(huán)境變化敏感且 不能接受的應(yīng)用。ACSS導(dǎo)線亦可經(jīng)預(yù)張應(yīng)力處理獲得優(yōu)越的熱弧垂特性(堪比GAP導(dǎo)線），但 它的鋼絲承力忍比碳纖維復(fù)合材料忍熱伸長(zhǎng)還是大的。
[0102] 導(dǎo)線熱拐點(diǎn)也受安裝溫度影響，如表1所示當(dāng)安裝溫度從2rc降至5°C。為改善弧 垂特性，在鋼絲侶絞線ACSR導(dǎo)線安裝中現(xiàn)場(chǎng)工程師普遍采用降低安裝溫度或提高張應(yīng)力 (溫度變化)來(lái)調(diào)節(jié)與蠕變相關(guān)的弧垂。導(dǎo)線較低溫度下預(yù)張應(yīng)力比高溫度下預(yù)張應(yīng)力對(duì)熱 拐點(diǎn)具有更大的抑制作用。
[0103] 對(duì)傳統(tǒng)的多層絞合導(dǎo)線，在工廠環(huán)境中對(duì)整個(gè)導(dǎo)線預(yù)張應(yīng)力處理會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電線的 永久伸長(zhǎng)與變形。如同導(dǎo)線絞合的典型加工過(guò)程，當(dāng)預(yù)張應(yīng)力導(dǎo)線卷繞在卷盤(pán)上，卷盤(pán)上頂 層導(dǎo)線與底層導(dǎo)線之間的壓力將導(dǎo)致預(yù)張力處理過(guò)的導(dǎo)線中侶線尤其是內(nèi)層侶線的永久 扭曲變形，運(yùn)會(huì)導(dǎo)致阻止所有導(dǎo)電侶線在拉伸載荷或溫度變化時(shí)的正確重新定位，導(dǎo)致導(dǎo) 線不可接受的燈籠現(xiàn)象。傳統(tǒng)導(dǎo)線在工廠預(yù)張應(yīng)力處理時(shí)需要終端夾具來(lái)避免預(yù)張應(yīng)力處 理過(guò)的承力忍抽忍(若沒(méi)有夾具，承力忍縮回侶線層內(nèi)部），使得在工廠及施工現(xiàn)場(chǎng)的導(dǎo)線 處理變得非常麻煩。
[0104] 為避免GAP導(dǎo)線降低熱拐點(diǎn)帶來(lái)的復(fù)雜昂貴的現(xiàn)場(chǎng)安裝，及解決伴隨導(dǎo)線工廠預(yù) 張應(yīng)力處理常常引發(fā)的燈籠問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)用導(dǎo)電材料包覆承力忍建立并保持了導(dǎo)線中 的承力忍永久張應(yīng)變及張應(yīng)力。導(dǎo)線包裹層應(yīng)有足夠的厚度及耐壓強(qiáng)度使大量的剩余張應(yīng) 力保持在導(dǎo)線承力忍中W獲得導(dǎo)線安裝后的低熱拐點(diǎn)及低熱弧垂特性。
[0105] 使用包覆承力忍在導(dǎo)線應(yīng)用有不少，但絕大多數(shù)沒(méi)有進(jìn)行預(yù)張應(yīng)力處理，它們不 具有最佳熱弧垂特性，包覆的承力忍通常有更糟的熱弧垂因其表現(xiàn)出比承力忍本身更高的 熱膨脹。導(dǎo)線生產(chǎn)廠家應(yīng)用于承力忍上的侶包裹層或涂層通常很薄。他們與本發(fā)明有本質(zhì) 上的區(qū)別：1)他們用作不同的目的，不是作為預(yù)應(yīng)力處理及通過(guò)用預(yù)張應(yīng)力處理承力忍來(lái) 降低導(dǎo)線的熱拐點(diǎn)；2)包裹層或涂層太薄不能適用于本發(fā)明，因?yàn)槌辛θ填A(yù)張應(yīng)力處理后 保持高的張應(yīng)力要求有足夠厚度的包覆層。比如說(shuō)，Nexans在其Lo-Sag導(dǎo)線中用侶涂層于 復(fù)合材料忍，其目的是為保護(hù)碳纖維復(fù)合材料忍高溫氧化老化分解。
[0106] 總之，現(xiàn)有技術(shù)中的涂層或侶包裹層絕大部分用來(lái)保護(hù)鋼承力忍，而且包裹層或 涂層的面積與鋼忍面積本身相比具有相對(duì)小的橫截面積，因?yàn)樗鼈兡康氖怯脕?lái)阻止鋼忍受 到的腐蝕。因?yàn)槌辛θ膛c導(dǎo)電包裹層或涂層經(jīng)受同樣的應(yīng)力條件（或沒(méi)有拉伸，或一起拉 伸），混合的承力忍(帶有包裹層或涂層)會(huì)具有比承力忍材料本身更高的熱膨脹系數(shù)，產(chǎn)生 更大的高溫?zé)峄〈埂?br>[0107] 為了避免承力忍熱膨脹的增加，承力忍的包覆材料在承力忍預(yù)張應(yīng)力處理過(guò)程中 特別是承力忍預(yù)應(yīng)力處理結(jié)束后應(yīng)不受張應(yīng)力或最好處于壓應(yīng)力。受拉伸的承力忍的包覆 可W通過(guò)包覆機(jī)與拉伸裝置的結(jié)合來(lái)完成。承力忍與導(dǎo)電包覆金屬的冶金結(jié)合是較理想的 但不是必需的。若需要，可施加粘結(jié)劑于導(dǎo)線承力忍的表面來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)承力忍與包覆金 屬層間的黏附。此外，可W利用承力忍的表面特征來(lái)促進(jìn)包裹層與承力忍的環(huán)環(huán)相扣。導(dǎo)電 包覆層首選侶，侶合金，但亦可是其它金屬如鉛，錫，銅錫氧化物，銀，金或帶有導(dǎo)電粒子的 非金屬材料。運(yùn)樣的建立見(jiàn)圖3所示。導(dǎo)電包覆金屬在包覆機(jī)中經(jīng)摩擦力作用下將會(huì)軟化甚 至融烙化。若承力忍由碳纖維增強(qiáng)有機(jī)高分子基復(fù)合材料制造，材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(熱固 性材料Tg)或烙點(diǎn)（熱塑性材料)應(yīng)足夠高W避免他們與包覆金屬接觸時(shí)發(fā)生老化分解。材 料的Tg應(yīng)至少100°C，最好150°C W上。運(yùn)可通過(guò)利用酸酢類的硬化劑固化環(huán)氧樹(shù)脂很容易 達(dá)到。熱的包覆金屬層在60秒內(nèi)最好在20秒內(nèi)冷卻至常溫或W下溫度。
[0108] 值得注意的是本發(fā)明中承力忍預(yù)拉伸時(shí)包覆層不刻意受張應(yīng)力，承力忍中預(yù)張應(yīng) 力釋放后包覆層承受壓應(yīng)力，使得承力忍收縮最小化。復(fù)合材料制作的承力忍強(qiáng)度達(dá)到 80431^上，模量5-4〇11131，別6大約-1^〇- 6到扣1〇-6/°(：。大多數(shù)復(fù)合材料忍彈性模量，比如 ACCC忍的模量為15-22msi，比典型的鋼絲模量(約28msi)小很多。應(yīng)用包覆層及對(duì)復(fù)合材料 承力忍做預(yù)張力處理是理想的，因?yàn)橐蟮睦燧d荷相對(duì)比較小，包覆層可更易于及更有 效地使承力忍的收縮減至最低程度。此外，不像前面討論的參考資料中的目前技術(shù)，本發(fā)明 中實(shí)施的承力忍包裹層獨(dú)特地允許包覆后的承力忍低熱膨脹系數(shù)特性保留，使得產(chǎn)生的導(dǎo) 線熱弧垂最小。
[0109] 包覆包裹層的步驟可與拉擠機(jī)或復(fù)合材料忍絞合機(jī)結(jié)合起來(lái)，或者結(jié)合于多元的 承力忍線/股/棒導(dǎo)線忍制造設(shè)備，進(jìn)一步降低成本。也可選擇性地不用第一套張力機(jī)，如果 拉擠工藝設(shè)備或承力忍線絞合機(jī)能夠處理預(yù)拉伸包覆成型中的速度與張力，或者拉線拉擠 工藝中拉伸端有足夠的拉伸力，承力忍是置于包覆材料的空屯、管內(nèi)，承力忍及包覆材料管 一起通過(guò)單個(gè)或一系列拉擠模，被擠壓及拉伸而達(dá)到最終的尺寸及構(gòu)造。在整個(gè)包覆過(guò)程， 承力忍線/棒本身一直保留一個(gè)張力狀態(tài)，導(dǎo)線被卷繞到導(dǎo)線卷盤(pán)前包覆承力忍的預(yù)張力 通過(guò)第2個(gè)張力機(jī)降低張力水平。如果導(dǎo)線卷繞時(shí)可W承受較大的張力，導(dǎo)線也可W不用第 二個(gè)張力機(jī)。若能在生產(chǎn)過(guò)程不同的步驟中精確控制不同的速度來(lái)達(dá)到張力目的，張力機(jī) 可不必使用。其他張緊裝置或方法可用來(lái)代替圖3中的一對(duì)張力機(jī)。如不用包覆等類似的設(shè) 備，可考慮把導(dǎo)電層材料擠壓套在承力忍外圍，或者用擠壓拉擠出的型材，然后包裹在承力 忍外圍，并進(jìn)行焊接，及進(jìn)一步擠拉。侶線還可W被絞繞在承力忍上，然后通過(guò)徑向加壓把 侶層黏附在承力忍上。此外，承力忍的張力拉伸可通過(guò)在拉伸階段控制牽引速度差而實(shí)現(xiàn)， 同時(shí)在開(kāi)始及卷繞階段保持恒定的速度。
[0110] 導(dǎo)線中的預(yù)張應(yīng)力水平取決于導(dǎo)線大小，構(gòu)造，應(yīng)用環(huán)境及要求的目標(biāo)熱拐點(diǎn)溫 度。若目標(biāo)是讓導(dǎo)線的熱拐點(diǎn)達(dá)到或接近架線溫度(如環(huán)境溫度），承力忍要求的張應(yīng)力僅 僅只要大約同樣的架線弧垂張力(通常額定導(dǎo)線強(qiáng)度的10-20%)，加5-50%的架線弧垂張 應(yīng)力，最好額外10-30%來(lái)保持侶線架線后不受張應(yīng)力，與導(dǎo)線在電塔間預(yù)拉伸處理通常要 求的40%導(dǎo)線拉伸強(qiáng)度的張力相比顯著降低了。若要求更低的熱拐點(diǎn)，則需要較高的預(yù)張 應(yīng)力。值得注意的是復(fù)合材料忍使用的碳纖維具有輕質(zhì)高強(qiáng)及低熱弧垂。包覆的纖維增強(qiáng) 復(fù)合材料承力忍非常適用于現(xiàn)場(chǎng)安裝，因?yàn)楦挥袕椥缘某辛θ炭纱龠M(jìn)該導(dǎo)線從卷盤(pán)上由繞 到直的回彈。
[0111] 對(duì)于導(dǎo)線交流方面的應(yīng)用，表面效應(yīng)要求導(dǎo)電層應(yīng)處于表面效應(yīng)深度W內(nèi)，在包 覆工藝過(guò)程中承力忍最好有多個(gè)同屯、導(dǎo)電介質(zhì)層包覆。交流電路透入深度隨頻率而變化。 對(duì)純侶而言25化達(dá)到的最大深度約為11毫米，60Hz約為17毫米。每個(gè)導(dǎo)電層厚度應(yīng)小于獲 得低交流電阻時(shí)的最大允許深度。運(yùn)可通過(guò)一系列包覆設(shè)備來(lái)獲得。高導(dǎo)電材料可考慮在 導(dǎo)電層或絞線間用介電材料涂層來(lái)優(yōu)化表面效應(yīng)。此外，為進(jìn)一步提高導(dǎo)線的彎曲柔初性， 導(dǎo)電層的最后一層或幾層可考慮絞合圓形，TW，C，Z，S等構(gòu)造形式的導(dǎo)線絲，實(shí)施如圖4所 示，預(yù)拉伸處理過(guò)的包覆承力忍在絞合過(guò)程中進(jìn)一步受拉伸預(yù)應(yīng)力處理，使導(dǎo)電層，包括最 外層不受張應(yīng)力或處于壓應(yīng)力狀態(tài)。運(yùn)效果也可通過(guò)導(dǎo)線牽引程序來(lái)完成，包括本發(fā)明在 內(nèi)的外層為絞合的導(dǎo)線經(jīng)張力機(jī)及多個(gè)懸掛塔上安裝的滑輪，在兩個(gè)張力電塔間先固定導(dǎo) 線的一端在其中之一個(gè)張力塔，另一端在完成導(dǎo)線封端前拉出包覆的承力忍并根據(jù)預(yù)計(jì)算 的長(zhǎng)度相當(dāng)于忍材在導(dǎo)線預(yù)張應(yīng)力處理時(shí)的伸長(zhǎng)進(jìn)行裁剪。該步驟可用足夠的潤(rùn)滑劑(如 油，油脂或其他類似的物質(zhì)于絞線層與包覆層之間）進(jìn)一步幫助促進(jìn)絞線層與包覆后承力 忍之間的相應(yīng)滑動(dòng);此外，也可W通過(guò)一對(duì)牽引張力機(jī)對(duì)該架空導(dǎo)線在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行導(dǎo)線 的預(yù)張應(yīng)力處理來(lái)顯著降低導(dǎo)線的熱拐點(diǎn)，如圖5所示。運(yùn)些描述的步驟及圖4與5描述的實(shí) 施方法也可直接適用于傳統(tǒng)的導(dǎo)線如1醇日'，4〔55,40^，4〔0：，1^〇8日旨及〔7等等，也包括適 用于承力忍未使用包覆層的各導(dǎo)線。
[0112] 圖4及5實(shí)施的導(dǎo)線預(yù)張應(yīng)力處理從導(dǎo)線的燈籠變形角度考慮是可接受而且不會(huì) 出問(wèn)題的。不像中國(guó)專利或肝S方法中描述的工藝，本發(fā)明導(dǎo)線僅僅有很有限的外層絞合。 因?yàn)椴淮嬖谌缰袊?guó)專利或肝S方法中導(dǎo)線內(nèi)層的所有侶導(dǎo)線在壓緊入卷盤(pán)或現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)可 能發(fā)生扭曲的情況發(fā)生，外層導(dǎo)電線可相對(duì)自由移位而不受阻(本專利沒(méi)有內(nèi)層導(dǎo)電線）。 圖5中公開(kāi)的實(shí)踐方法也完全適用于傳統(tǒng)導(dǎo)線，在導(dǎo)線安裝后若發(fā)生線路損傷，來(lái)修復(fù)運(yùn)樣 處理的導(dǎo)線仍然確實(shí)出現(xiàn)一些挑戰(zhàn)（但沒(méi)有Gap導(dǎo)線那樣嚴(yán)重）。運(yùn)是因?yàn)槿叹€中的承力忍 仍會(huì)縮回導(dǎo)電線層的內(nèi)部，使得查找斷裂的承力忍困難W及導(dǎo)線連接操作前現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修補(bǔ) 導(dǎo)線的張力調(diào)整W達(dá)到一定熱拐點(diǎn)變得困難。
[0113] 本發(fā)明中一些導(dǎo)線的構(gòu)造說(shuō)明于圖6-圖17。包覆的忍線可有單根承力忍或多根承 力忍絞合在一起或松散包裝，承力忍可為圓形或其他形狀如楠圓或帶有表面特征改進(jìn)的圓 形來(lái)促進(jìn)承力忍與包覆層間的粘結(jié)或機(jī)械鎖緊。運(yùn)些承力忍可用連續(xù)的或不連續(xù)的陶瓷纖 維，碳纖維或其他適合的纖維增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料；用碳纖維，玻璃纖維，石英或其它增 強(qiáng)纖維增強(qiáng)的熱固性或熱塑性有機(jī)高分子基復(fù)合材料，且該復(fù)合材料可W添加或不添加額 外的填料包括納米填料。復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料可為連續(xù)的或不連續(xù)的。碳纖維復(fù)合材料 與導(dǎo)電層間有一層絕緣層，運(yùn)可為玻璃或玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(平行于軸向方向，或編 織絕緣玻璃纖維，或纏繞絕緣玻璃纖維層)或一層絕緣層或絕緣涂層。包覆的承力忍可為中 空的，中空的承力忍材可容納光纖或電纜，可用于傳輸配電網(wǎng)絡(luò)(光纖到家)或復(fù)合光纜地 線。導(dǎo)線本身可為單層包覆的承力忍。.導(dǎo)電層亦可為同屯、包覆圓形完全光滑表面的導(dǎo)線， 層間帶有或不帶有介電涂層。導(dǎo)電表面可帶有拉擠出的表面特征W瓦解微風(fēng)振動(dòng)的蝸旋脫 落。層間可帶有潤(rùn)滑劑來(lái)促進(jìn)一些相對(duì)移動(dòng)，但導(dǎo)電層與承力忍間的接