一種智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力材料領(lǐng)域，公開了一種智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線，其是由多股碳纖維導(dǎo)體絞合而成，所述碳纖維導(dǎo)體按照如下步驟制備而得：步驟1）制備物料A，步驟2）制備物料B，步驟3）制備物料C，步驟4）制備物料D，步驟5）制備碳纖維導(dǎo)體。本發(fā)明智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線采用多股碳纖維導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度大、質(zhì)量輕，傳輸距離遠(yuǎn)，容量大。
【專利說(shuō)明】-種智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于電力材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線。
【背景技術(shù)】
[0003] 特高壓英文縮寫UHV;電壓符號(hào)是U(個(gè)別地方有用V表示的）；電壓的單位是伏特， 單位符號(hào)也是V;比伏大的有kV、比伏小的mV，uV，它們之間是千進(jìn)位。在我國(guó)，特高壓是指± 800千伏及W上的直流電和1000千伏及W上交流電的電壓等級(jí)。特高壓能大大提升我國(guó)電 網(wǎng)的輸送能力。據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司提供的數(shù)據(jù)顯示，一回路特高壓直流電網(wǎng)可W送600萬(wàn)千瓦 電量，相當(dāng)于現(xiàn)有500千伏直流電網(wǎng)的5至化倍，而且送電距離也是后者的2到3倍，因此效率 大大提高。此外，據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司測(cè)算，輸送同樣功率的電量，如果采用特高壓線路輸電可 W比采用500千伏高壓線路節(jié)省60%的±地資源。
[0004] 現(xiàn)在遠(yuǎn)程電力傳輸通常采用的是鋼忍侶絞線，其結(jié)構(gòu)是中屯、層為鋼絞線在鋼絞線 的外部絞合有多層緊密排列的侶線。運(yùn)種排列方式屬于正規(guī)絞合排列結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)線 結(jié)構(gòu)緊密、穩(wěn)定、外徑小，但運(yùn)種導(dǎo)線只適用220kV及W下電壓等級(jí)線路。隨著電力傳輸電壓 等級(jí)越來(lái)越高，我國(guó)最高電壓等級(jí)已達(dá)到lOOOkV，原始的輸電用鋼忍侶絞線已不能滿足大 負(fù)荷輸電量的需求，遠(yuǎn)距離、大容量、大跨度的新型輸電材料的研究越來(lái)越迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的鋼忍侶絞線存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種高導(dǎo)電率、力學(xué) 性能好、質(zhì)量輕、耐腐蝕耐高溫的智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線，其是由多股碳纖維導(dǎo)體絞合而成，其特征在于:所述碳纖 維導(dǎo)體按照如下步驟制備而得： 步驟1)制備物料A:取石墨放入相蝸中，置于馬弗爐中般燒，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，于700- 800°C般燒3min，取出，粉碎成粉末狀，得到物料A; 步驟2)制備物料B:將納米二氧化娃和納米氧化侶混合攬拌均勻，然后添加到聚乙締化 咯燒酬中，300轉(zhuǎn)/min攬拌5min，然后置于溫度為60°C、相對(duì)濕度為80%的濕熱環(huán)境中6小 時(shí)，最后冷卻至室溫，即得物料B;其中，納米二氧化娃、納米氧化侶W及聚乙締化咯燒酬的 質(zhì)量比為1:1:2; 步驟3)制備物料C:將物料A、物料BW及碳纖維依次添加到高速攬拌器中，1000轉(zhuǎn)/min 攬拌5min，然后預(yù)熱到100°C，靜置3min，得到混合料，將混合料再浸入到雙酪A型環(huán)氧樹脂 中，通過(guò)賦形模頭W絲條的形式將其拉出并切碎，得到物料C;其中，物料A、物料B、碳纖維W 及雙酪A型環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為4-7:3-5:7-12:25-35; 步驟4)制備物料D:將侶在600°C下保溫30min，升溫至700°C，然后加入錯(cuò)、粗、錠、鍊、 饑、鋼、鋒、儘、銘、鐵，進(jìn)行烙煉形成合金液，烙煉時(shí)間為lOmin，然后升溫至740°C，再將物料 C投入到合金液中，同時(shí)采用電磁攬拌器攬拌，攬拌時(shí)間為8分鐘;保溫，靜置3分鐘得到物料 D;其中，侶、錯(cuò)、粗、錠、鍊、饑、鋼、鋒、儘、銘、鐵W及物料C的質(zhì)量比為200-300:1-2:1-2:1- 2:1-2:1-2:2-3:3-5:4-7:4-7:6-9:30-50; 步驟5)制備碳纖維導(dǎo)體:將物料D注入結(jié)晶器進(jìn)行連鑄連社，控制鑄巧進(jìn)入社機(jī)的溫度 為500°C-56(rC，社機(jī)出口處合金桿溫度為300°C-32(rC;合金桿經(jīng)拉絲得到合金線;將合金 線進(jìn)行退火處理，退火溫度350°C，退火時(shí)間20分鐘，自然冷卻，即得碳纖維導(dǎo)體。
[0007] 優(yōu)選地，納米二氧化娃和納米氧化侶的粒徑均為50-100nm。
[000引本發(fā)明取得的有益效果主要包括： 本發(fā)明智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線采用多股碳纖維導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度大、質(zhì)量輕，傳輸距 離遠(yuǎn)，容量大;碳纖維導(dǎo)體重量輕、耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，較好的解決了侶導(dǎo)線長(zhǎng)期運(yùn)行的老 化問(wèn)題，使用壽命明顯高于普通導(dǎo)線，應(yīng)用范圍廣泛;本發(fā)明制得的碳纖維導(dǎo)體具備高電導(dǎo) 率，優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱耐腐蝕性能等優(yōu)點(diǎn)，可使桿、塔之間的跨距增大、高度降低、同樣 容量線路成本比普通導(dǎo)線低;本發(fā)明中稀±金屬改善了導(dǎo)體中晶體的組織結(jié)構(gòu)，提高了加 工性能和耐腐蝕性能;本發(fā)明對(duì)納米材料進(jìn)行了改性，提高了其與樹脂材料和碳纖維材料 的相容性;本發(fā)明碳纖維進(jìn)行了改性和修飾，提高導(dǎo)線忍的工作溫度，保證導(dǎo)電率，減輕導(dǎo) 線忍重量，耐磨損耐疲勞，與合金材料的相容性更好;本發(fā)明合金材料配伍合理，制備工藝 簡(jiǎn)單可行，通過(guò)控制工藝參數(shù)，改善了應(yīng)力作用對(duì)導(dǎo)體組織的不利影響，使得導(dǎo)體的耐曉曲 疲勞特性提高。
[0009]
【具體實(shí)施方式】
[0010] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具 體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部 分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出 創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[00川實(shí)施例1 一種智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線，其是由多股碳纖維導(dǎo)體絞合而成，所述碳纖維導(dǎo)體按照 如下步驟制備而得： 步驟1)制備物料A:取石墨放入相蝸中，置于馬弗爐中般燒，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，于70(TC 般燒3min，取出，粉碎成粉末狀，得到物料A; 步驟2)制備物料B:將納米二氧化娃和納米氧化侶混合攬拌均勻，然后添加到聚乙締化 咯燒酬中，300轉(zhuǎn)/min攬拌5min，然后置于溫度為60°C、相對(duì)濕度為80%的濕熱環(huán)境中6小 時(shí)，最后冷卻至室溫，即得物料B;其中，納米二氧化娃、納米氧化侶W及聚乙締化咯燒酬的 質(zhì)量比為1:1:2; 步驟3)制備物料C:將物料A、物料BW及碳纖維依次添加到高速攬拌器中，1000轉(zhuǎn)/min 攬拌5min，然后預(yù)熱到100°C，靜置3min，得到混合料，將混合料再浸入到雙酪A型環(huán)氧樹脂 中，通過(guò)賦形模頭W絲條的形式將其拉出并切碎，得到物料C;其中，物料A、物料B、碳纖維W 及雙酪A型環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為4:3:7:25; 步驟4)制備物料D:將侶在600°C下保溫30min，升溫至700°C，然后加入錯(cuò)、粗、錠、鍊、 饑、鋼、鋒、儘、銘、鐵，進(jìn)行烙煉形成合金液，烙煉時(shí)間為lOmin，然后升溫至740°C，再將物料 C投入到合金液中，同時(shí)采用電磁攬拌器攬拌，攬拌時(shí)間為8分鐘;保溫，靜置3分鐘得到物料 D;其中，侶、錯(cuò)、粗、錠、鍊、饑、鋼、鋒、儘、銘、鐵W及物料C的質(zhì)量比為200:1:1:1:1:1:2:3: 4:4:6:30； 步驟5)制備碳纖維導(dǎo)體:將物料D注入結(jié)晶器進(jìn)行連鑄連社，控制鑄巧進(jìn)入社機(jī)的溫度 為500°C，社機(jī)出口處合金桿溫度為300°C ;合金桿經(jīng)拉絲得到合金線;將合金線進(jìn)行退火處 理，退火溫度350°C，退火時(shí)間20分鐘，自然冷卻，即得。
[0012] 其中，納米二氧化娃和納米氧化侶的粒徑均為50nm。
[001引實(shí)施例2 一種智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線，其是由多股碳纖維導(dǎo)體絞合而成，所述碳纖維導(dǎo)體按照 如下步驟制備而得： 步驟1)制備物料A:取石墨放入相蝸中，置于馬弗爐中般燒，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，于80(TC 般燒3min，取出，粉碎成粉末狀，得到物料A; 步驟2)制備物料B:將納米二氧化娃和納米氧化侶混合攬拌均勻，然后添加到聚乙締化 咯燒酬中，300轉(zhuǎn)/min攬拌5min，然后置于溫度為60°C、相對(duì)濕度為80%的濕熱環(huán)境中6小 時(shí)，最后冷卻至室溫，即得物料B;其中，納米二氧化娃、納米氧化侶W及聚乙締化咯燒酬的 質(zhì)量比為1:1:2; 步驟3)制備物料C:將物料A、物料BW及碳纖維依次添加到高速攬拌器中，1000轉(zhuǎn)/min 攬拌5min，然后預(yù)熱到100°C，靜置3min，得到混合料，將混合料再浸入到雙酪A型環(huán)氧樹脂 中，通過(guò)賦形模頭W絲條的形式將其拉出并切碎，得到物料C;其中，物料A、物料B、碳纖維W 及雙酪A型環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為4-7:3-5:7-12:25-35; 步驟4)制備物料D:將侶在600°C下保溫30min，升溫至700°C，然后加入錯(cuò)、粗、錠、鍊、 饑、鋼、鋒、儘、銘、鐵，進(jìn)行烙煉形成合金液，烙煉時(shí)間為lOmin，然后升溫至740°C，再將物料 C投入到合金液中，同時(shí)采用電磁攬拌器攬拌，攬拌時(shí)間為8分鐘;保溫，靜置3分鐘得到物料 D;其中，侶、錯(cuò)、粗、錠、鍊、饑、鋼、鋒、儘、銘、鐵W及物料C的質(zhì)量比為300: 2:2: 2: 2:2: 3:5: 7:7:9:50; 步驟5)制備碳纖維導(dǎo)體:將物料D注入結(jié)晶器進(jìn)行連鑄連社，控制鑄巧進(jìn)入社機(jī)的溫度 為560°C，社機(jī)出口處合金桿溫度為320°C ;合金桿經(jīng)拉絲得到合金線;將合金線進(jìn)行退火處 理，退火溫度350°C，退火時(shí)間20分鐘，自然冷卻，即得。
[0014] 其中，納米二氧化娃和納米氧化侶的粒徑均為lOOnm。
[001引實(shí)施例3 1.導(dǎo)電率試驗(yàn)； 將實(shí)施例1 -2制備的碳纖維導(dǎo)體進(jìn)行導(dǎo)電率實(shí)驗(yàn)，按照國(guó)標(biāo)GB/T12966-2008的測(cè)試方 法進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如表1所示： 表1
2. 力學(xué)試驗(yàn)： 將實(shí)施例1-2制備的碳纖維導(dǎo)體進(jìn)行室溫拉伸實(shí)驗(yàn)，按照國(guó)標(biāo)GB/T228-2002制成標(biāo)準(zhǔn) 拉伸試樣，在拉伸速度為0.5mm/min，30KN拉力試驗(yàn)機(jī)上拉伸，測(cè)量長(zhǎng)度為50mm，測(cè)定抗拉強(qiáng) 度、延伸率，其結(jié)果如表2所示： 表2
3. 耐熱耐腐蝕試驗(yàn)： 將實(shí)施例1制備的碳纖維導(dǎo)體進(jìn)行耐熱性能測(cè)試，用20(TC保溫240小時(shí)，抗拉強(qiáng)度保持 率在98.3%，延伸率保持率在97.4%，導(dǎo)電率維持在98.6%。
[0016]將實(shí)施例1制備的碳纖維導(dǎo)體進(jìn)行耐腐蝕性能測(cè)試，置于10%的氯化鋼溶液240小 時(shí)，抗拉強(qiáng)度保持率在99.7%，延伸率保持率在99.4%，導(dǎo)電率維持在99.3% W上結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，運(yùn)些描 述都是示例性的，并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)本發(fā)明的精 神和原理對(duì)本發(fā)明做出各種變型和修改，運(yùn)些變型和修改也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線，其是由多股碳纖維導(dǎo)體絞合而成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線，其特征在于:所述碳纖維導(dǎo)體按照如 下步驟制備而得:步驟1)制備物料A，步驟2)制備物料B，步驟3)制備物料C，步驟4)制備物料 D，步驟5)制備碳纖維導(dǎo)體。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線，其特征在于:所述碳纖維導(dǎo)體按照如 下步驟制備而得： 步驟1)制備物料A:取石墨放入坩堝中，置于馬弗爐中煅燒，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，于700-800 °C煅燒3min，取出，粉碎成粉末狀，得到物料A; 步驟2)制備物料B:將納米二氧化硅和納米氧化鋁混合攪拌均勻，然后添加到聚乙烯吡 略燒酮中，300轉(zhuǎn)/min攪拌5min，然后置于溫度為60°C、相對(duì)濕度為80 %的濕熱環(huán)境中6小 時(shí)，最后冷卻至室溫，即得物料B;其中，納米二氧化硅、納米氧化鋁以及聚乙烯吡咯烷酮的 質(zhì)量比為1:1:2; 步驟3 )制備物料C:將物料A、物料B以及碳纖維依次添加到高速攪拌器中，1000轉(zhuǎn)/min 攪拌5min，然后預(yù)熱到100°C，靜置3min，得到混合料，將混合料再浸入到雙酚A型環(huán)氧樹脂 中，通過(guò)賦形模頭以絲條的形式將其拉出并切碎，得到物料C;其中，物料A、物料B、碳纖維以 及雙酸A型環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為4-7:3-5:7-12:25-35; 步驟4)制備物料D:將鋁在600°C下保溫30min，升溫至700°C，然后加入鍺、鉭、釔、錸、 釩、鉬、鋅、錳、鉻、鈦，進(jìn)行熔煉形成合金液，熔煉時(shí)間為lOmin，然后升溫至740°C，再將物料 C投入到合金液中，同時(shí)采用電磁攪拌器攪拌，攪拌時(shí)間為8分鐘;保溫，靜置3分鐘得到物料 D； 步驟5)制備碳纖維導(dǎo)體:將物料D注入結(jié)晶器進(jìn)行連鑄連乳，控制鑄坯進(jìn)入乳機(jī)的溫度 為500 °C-560 °C，乳機(jī)出口處合金桿溫度為300 °C-320 °C;合金桿經(jīng)拉絲得到合金線;將合金 線進(jìn)行退火處理，退火溫度350°C，退火時(shí)間20分鐘，自然冷卻，即得碳纖維導(dǎo)體。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線，其特征在于:所述步驟4)中，鋁、鍺、 鉭、釔、錸、釩、鉬、鋅、錳、鉻、鈦以及物料C的質(zhì)量比為200-300:1-2:1-2:1-2:1-2:1-2:2-3: 3-5:4-7:4-7:6-9:30-50。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能電網(wǎng)用特高壓導(dǎo)線，其特征在于:優(yōu)選地，所述納米二氧 化娃和納米氧化錯(cuò)的粒徑為50nm。
【文檔編號(hào)】H01B5/10GK105869717SQ201610261049
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】孫運(yùn)東, 王海鵬
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)山東省電力公司莒南縣供電公司, 莒南縣美達(dá)電力實(shí)業(yè)有限公司