一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金導(dǎo)體自測(cè)溫復(fù)合電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電纜，具體地說(shuō)是一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金導(dǎo)體自測(cè)溫復(fù)合電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金導(dǎo)體的電力電纜主要適用于額定電壓35kV及以下電力輸配電系統(tǒng)中、供輸配電能之用，廣泛應(yīng)用于電力、建筑、工礦、冶金、石油化工、交通等部門。在當(dāng)今電纜需求量不斷加大之時(shí)，銅資源呈現(xiàn)逐漸枯竭，銅價(jià)也持續(xù)走高，產(chǎn)品使用成本較高。
[0003]這種電力電纜由于在加工過(guò)程中、安裝過(guò)程中受到外界擠壓，導(dǎo)致電纜的絕緣層之間相互作用，容易破損，使得導(dǎo)體相互接觸，從而影響電纜的信息傳輸。
[0004]此外，現(xiàn)有的電纜抗拉強(qiáng)度還不夠，對(duì)冰凍雨雪等自然災(zāi)害承受力低；現(xiàn)在出現(xiàn)了光電復(fù)合電纜，具有光纖通信功能和電力傳輸功能，可以實(shí)現(xiàn)各種控制信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)以及電力的傳輸，適應(yīng)電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、電力網(wǎng)多網(wǎng)融合的使用需要。但是，這種光電復(fù)合電纜在運(yùn)行中溫升情況無(wú)法監(jiān)測(cè)，容易發(fā)生因電力導(dǎo)線負(fù)載增加引起升溫導(dǎo)致整個(gè)電纜損壞的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金導(dǎo)體自測(cè)溫復(fù)合電纜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有效地解決由于外界擠壓造成電纜導(dǎo)體受損并相互接觸的不良后果，同時(shí)電纜具有與銅芯電纜同樣的電氣性能，成本低廉，節(jié)約銅資源，性價(jià)比高，并且能自行監(jiān)測(cè)運(yùn)行中電纜的溫度。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金導(dǎo)體自測(cè)溫復(fù)合電纜，其特征在于，包括數(shù)根導(dǎo)體，數(shù)根導(dǎo)體的外側(cè)分別包裹有絕緣層，包裹有絕緣層的數(shù)根導(dǎo)體之間設(shè)有彈性體，彈性體截面為四邊內(nèi)凹成弧形的四邊形；彈性體內(nèi)側(cè)設(shè)有碳纖維增強(qiáng)芯，所述碳纖維增強(qiáng)芯包括碳纖維絲和陶瓷纖維絲，通過(guò)將成股的碳纖維絲和陶瓷纖維絲絞合后，采用樹(shù)脂浸潰，而后采用烘箱固化而成；包裹有絕緣層的四根導(dǎo)體的外側(cè)依次包裹有包帶層、護(hù)套層，護(hù)套層內(nèi)沿環(huán)形分布有數(shù)個(gè)通孔，通孔截面為橢圓形；所述的包帶層為多層無(wú)紡布重疊繞包構(gòu)成；在包裹有絕緣層的導(dǎo)體和包帶層之間的空隙中設(shè)置一根光單元，所述的光單元包括多根光纖和從內(nèi)到外依次設(shè)置的松套管、非金屬加強(qiáng)層和護(hù)套，所述的松套管套在所述的光纖外，所述的松套管內(nèi)填充滿干式阻水物，所述的非金屬加強(qiáng)層內(nèi)設(shè)置有多根均勻分布的阻水紗，所述的非金屬加強(qiáng)層與所述的護(hù)套之間嵌有撕裂繩；至少一根光纖為刻寫有測(cè)溫光柵的光柵光纖，光柵光纖上每間隔預(yù)定的距離形成一個(gè)光柵測(cè)溫點(diǎn)，預(yù)定的距離為300-500米。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎，在數(shù)根導(dǎo)體的絕緣層之間設(shè)有彈性體，護(hù)套層內(nèi)沿環(huán)形分布有通孔，減緩?fù)饨鐗毫?，保護(hù)了電纜的導(dǎo)體不受損傷、絕緣層破損不會(huì)直接接觸，保證了信息傳遞的通暢，導(dǎo)體采用鋁合金材料，安全性能優(yōu)于銅芯線纜，此外，這種鋁電纜的反彈性能比銅電纜小40%，柔韌性能比銅電纜高24%，因?yàn)殇X合金電纜的重量?jī)H為銅電纜的50%，還可有效降低安裝成本。在實(shí)現(xiàn)同樣的電氣性能基礎(chǔ)上，鋁合金電纜直接采購(gòu)成本比銅電纜低40%，一般建筑安裝施工費(fèi)用可節(jié)約20%以上。在銅資源逐漸枯竭、電纜需求不斷加大之時(shí)，鋁制合金電纜可節(jié)省大量投資。
[0008]采用了陶瓷纖維和碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)，不僅具有碳纖維材料的優(yōu)點(diǎn)，而且強(qiáng)度更大。
[0009]實(shí)際生產(chǎn)中如使用本發(fā)明的電纜，既可以正常輸送電能，又能進(jìn)行通訊，還能自身進(jìn)行溫度測(cè)量。這樣就節(jié)省了為了電力通訊而增加的ADSL、OPGW等設(shè)備，也能減少因?yàn)镺PGW引起的雷擊等事故威脅。另外還能節(jié)省目前工作中采取的使用很高成本的GPS導(dǎo)線測(cè)溫設(shè)備，節(jié)省巨大的成本。在將本發(fā)明的電纜作為傳輸電力的線路時(shí)，工作人員可以根據(jù)所述導(dǎo)線測(cè)量到線路溫度來(lái)直接確定線路的實(shí)際承載狀況。
[0010]本發(fā)明對(duì)加強(qiáng)導(dǎo)線在線監(jiān)測(cè)、掌握溫度變化、提高導(dǎo)線傳輸容量、降低線損、提高電網(wǎng)運(yùn)行安全、增加通信備份、解決全方位通信方案等等方面都顯示出具大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，尤其在當(dāng)下國(guó)家全力建設(shè)環(huán)保型、經(jīng)濟(jì)型社會(huì)的主潮流中更加顯示出強(qiáng)大的現(xiàn)實(shí)意義。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的橫截面示意圖；
圖2為本發(fā)明中光單元的橫截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金導(dǎo)體自測(cè)溫復(fù)合電纜，包括數(shù)根導(dǎo)體1，數(shù)根導(dǎo)體I的外側(cè)分別包裹有絕緣層2，包裹有絕緣層2的數(shù)根導(dǎo)體I之間設(shè)有彈性體3，彈性體3可以隔離導(dǎo)體同時(shí)緩解外界擠壓力，彈性體3截面為四邊內(nèi)凹成弧形的四邊形。
[0013]彈性體3內(nèi)側(cè)設(shè)有碳纖維增強(qiáng)芯4，所述碳纖維增強(qiáng)芯4包括碳纖維絲和陶瓷纖維絲，通過(guò)將成股的碳纖維絲和陶瓷纖維絲絞合后，采用樹(shù)脂浸潰，而后采用烘箱固化而成。在本實(shí)施例中，所述碳纖維絲為一根，所述陶瓷纖維絲為六根。
[0014]包裹絕緣層2的四根導(dǎo)體I的外側(cè)依次包裹有包帶層8、護(hù)套層6，護(hù)套層6內(nèi)沿環(huán)形分布有數(shù)個(gè)通孔7，通孔7截面為橢圓形，所述的包帶層8為多層無(wú)紡布重疊繞包構(gòu)成，有效地緩解外界擠壓對(duì)電纜帶來(lái)的損傷。
[0015]在包裹有絕緣層的導(dǎo)體I和包帶層8之間的空隙中設(shè)置一根光單元5，如圖2所示，所述的光單元5包括多根光纖51和從內(nèi)到外依次設(shè)置的松套管52、非金屬加強(qiáng)層53和護(hù)套54，松套管52套在光纖51外，松套管52內(nèi)填充滿干式阻水物55，非金屬加強(qiáng)層53內(nèi)設(shè)置有多根均勻分布的阻水紗56，非金屬加強(qiáng)層53與護(hù)套54之間嵌有撕裂繩57 ;至少一根光纖為刻寫有測(cè)溫光柵的光柵光纖，光柵光纖上每間隔預(yù)定的距離形成一個(gè)光柵測(cè)溫點(diǎn)，預(yù)定的距離為300-500米。
[0016]本發(fā)明采用直接在光纖上制作刻錄光柵的方法進(jìn)行測(cè)溫導(dǎo)體制造。用光纖刻錄成的光柵光纖是利用光纖材料的光敏性，通過(guò)特殊的加工方式，使纖芯內(nèi)形成空間相位光柵，局部形成一個(gè)窄帶的反射鏡面，對(duì)特定波長(zhǎng)的光形成反射。當(dāng)光纖的溫度發(fā)生變化時(shí)，光柵的周圍會(huì)隨著光纖的熱脹冷縮發(fā)生變化，該變化會(huì)改變反射波長(zhǎng)，通過(guò)測(cè)量反射光的波長(zhǎng)變化，便可測(cè)量出光柵所處位置的光纖感應(yīng)溫度。同樣，通過(guò)測(cè)量反射光的延遲，可得知光柵的位置。這就是利用光柵光纖測(cè)溫的原理。
[0017]直接刻光柵的方式不產(chǎn)生附加損耗，不會(huì)影響測(cè)量距離，這種制作方式要好于熔接的制作方式。通過(guò)光纖刻錄成的光柵光纖測(cè)溫方式由于是特制有針對(duì)性的光纖，反射信號(hào)強(qiáng)，因此對(duì)設(shè)備的發(fā)射功率和接收靈敏度要求都低于拉曼反射測(cè)溫方式，且設(shè)備的穩(wěn)定性好。同時(shí)帶來(lái)的好處是測(cè)量距離遠(yuǎn)，測(cè)量距離可以在10km以上，測(cè)量精度在±2°C以內(nèi)。
[0018]這些光纖中的至少一根光纖上進(jìn)行刻寫光柵，在設(shè)定的位置進(jìn)行刻寫光柵，通過(guò)發(fā)射光信號(hào)測(cè)量不同位置光柵的感應(yīng)溫度。這就是實(shí)現(xiàn)了利用光柵光纖測(cè)溫。本發(fā)明不需要測(cè)量整條線路的連續(xù)溫度分布，可以選用每300?500米一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，或在弧垂最低點(diǎn)加大分布光柵點(diǎn)，選用光柵光纖的測(cè)溫方式監(jiān)控線路溫度變化，可隨時(shí)通過(guò)掌握的溫度調(diào)整輸傳容量。優(yōu)選地，可選擇300米、400米、500米作為相鄰測(cè)溫點(diǎn)的間隔距離。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，光單元內(nèi)部穿有24根光纖，在這24根光纖中的8根光纖上進(jìn)行刻寫光柵。在這8根光纖中的每根上都刻錄15個(gè)光柵，即每根上共15個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。在該實(shí)施例中，使用24根光纖中的16根光纖進(jìn)行通訊，利用24根光纖中的8根刻錄有光柵的光纖進(jìn)行測(cè)溫。實(shí)踐證明，該方法能夠達(dá)到較好的效果。
[0020]實(shí)際生產(chǎn)中如使用本發(fā)明的電纜，既可以正常輸送電能，又能進(jìn)行通訊，還能自身進(jìn)行溫度測(cè)量。這樣就節(jié)省了為了電力通訊而增加的ADSL、OPGW等設(shè)備，也能減少因?yàn)镺PGW引起的雷擊等事故威脅。另外還能節(jié)省目前工作中采取的使用很高成本的GPS導(dǎo)線測(cè)溫設(shè)備，節(jié)省巨大的成本。在將本發(fā)明的電纜作為傳輸電力的線路時(shí)，工作人員可以根據(jù)測(cè)量到的線路溫度來(lái)直接確定線路的實(shí)際承載狀況。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金導(dǎo)體自測(cè)溫復(fù)合電纜，其特征在于，包括數(shù)根導(dǎo)體，數(shù)根導(dǎo)體的外側(cè)分別包裹有絕緣層，包裹有絕緣層的數(shù)根導(dǎo)體之間設(shè)有彈性體，彈性體截面為四邊內(nèi)凹成弧形的四邊形；彈性體內(nèi)側(cè)設(shè)有碳纖維增強(qiáng)芯，所述碳纖維增強(qiáng)芯包括碳纖維絲和陶瓷纖維絲，通過(guò)將成股的碳纖維絲和陶瓷纖維絲絞合后，采用樹(shù)脂浸潰，而后采用烘箱固化而成；包裹有絕緣層的四根導(dǎo)體的外側(cè)依次包裹有包帶層、護(hù)套層，護(hù)套層內(nèi)沿環(huán)形分布有數(shù)個(gè)通孔，通孔截面為橢圓形；所述的包帶層為多層無(wú)紡布重疊繞包構(gòu)成；在包裹有絕緣層的導(dǎo)體和包帶層之間的空隙中設(shè)置一根光單元，所述的光單元包括多根光纖和從內(nèi)到外依次設(shè)置的松套管、非金屬加強(qiáng)層和護(hù)套，所述的松套管套在所述的光纖外，所述的松套管內(nèi)填充滿干式阻水物，所述的非金屬加強(qiáng)層內(nèi)設(shè)置有多根均勻分布的阻水紗，所述的非金屬加強(qiáng)層與所述的護(hù)套之間嵌有撕裂繩；至少一根光纖為刻寫有測(cè)溫光柵的光柵光纖，光柵光纖上每間隔預(yù)定的距離形成一個(gè)光柵測(cè)溫點(diǎn)，預(yù)定的距離為300-500米。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳纖維增強(qiáng)型鋁合金導(dǎo)體自測(cè)溫復(fù)合電纜，包裹有絕緣層的數(shù)根導(dǎo)體之間設(shè)有彈性體，彈性體截面為四邊內(nèi)凹成弧形的四邊形；彈性體內(nèi)側(cè)設(shè)有碳纖維增強(qiáng)芯；包裹有絕緣層的四根導(dǎo)體的外側(cè)依次包裹有包帶層、護(hù)套層，護(hù)套層內(nèi)沿環(huán)形分布有數(shù)個(gè)通孔，通孔截面為橢圓形；在導(dǎo)體和包帶層之間的空隙中設(shè)置一根光單元，至少一根光纖為刻寫有測(cè)溫光柵的光柵光纖。本發(fā)明的有益效果是：強(qiáng)度更大，且能較好的代替銅導(dǎo)體電纜，不僅能夠通信，還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜溫度。
【IPC分類】H01B5-10, H01B7-22, H01B1-02, H01B11-22, H01B7-32
【公開(kāi)號(hào)】CN104752004
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310492504
【發(fā)明人】韋強(qiáng)啟, 王永祥, 孟哲, 姜新斌, 劉平, 歐陽(yáng)斌, 祝炳臣, 高順林, 周漢卿, 李習(xí)偉
【申請(qǐng)人】河南中錄電纜有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月31日