專(zhuān)利名稱(chēng)：復(fù)合材料加強(qiáng)導(dǎo)線(xiàn)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料加強(qiáng)導(dǎo)線(xiàn)及其制造方法，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用 于架空輸電的導(dǎo)線(xiàn)及其制造技術(shù)，該導(dǎo)線(xiàn)包括由導(dǎo)電材料包圍的復(fù)合材料加強(qiáng)筋，制造方 法涉及復(fù)合材料拉擠制造工藝。
背景技術(shù)：
由于輸電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求，輸電技術(shù)正在成為業(yè)內(nèi)人士的重要研究領(lǐng)域，其中所 涉及的導(dǎo)線(xiàn)制造技術(shù)是近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。在傳統(tǒng)的架空輸電線(xiàn)路中，通常采用鋼芯 鋁導(dǎo)線(xiàn)，內(nèi)部的鋼芯作為承載體，纏繞在鋼芯外圍的鋁作為導(dǎo)電體。鋼材料具有較低的比剛 度和比強(qiáng)度，這是鋼芯鋁導(dǎo)線(xiàn)輸電效率低弧垂大的根本原因。提高導(dǎo)線(xiàn)的輸電效率是導(dǎo)線(xiàn) 制造的主要技術(shù)目標(biāo)。在美國(guó)一家公司申請(qǐng)的發(fā)明專(zhuān)利03809284. 0(2009年1月14日獲國(guó)知局授權(quán)) 中，描述了一種新型的導(dǎo)線(xiàn)，采用碳纖維復(fù)合芯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼芯，這種復(fù)合芯包括碳纖維/ 環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的內(nèi)芯和玻璃纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的外芯，復(fù)合芯的內(nèi)芯和外芯的 纖維沿電纜長(zhǎng)度方向單向分布，采用拉擠工藝制造。由于碳纖維復(fù)合材料具有較大的比強(qiáng) 度和比剛度，因此這種碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線(xiàn)可以承載更多的鋁導(dǎo)體，大幅度提高了導(dǎo)電效率； 同時(shí)，提高了導(dǎo)線(xiàn)的使用溫度，并大幅度減少了導(dǎo)線(xiàn)的弧垂。碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線(xiàn)是鋼芯鋁導(dǎo)線(xiàn)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，我國(guó)電纜行業(yè)需要在突破國(guó)外 專(zhuān)利壁壘的前提下大力發(fā)展，以滿(mǎn)足我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的迫切需求。按照專(zhuān)利03809284. 0中的技術(shù)方案，由于復(fù)合芯外芯的纖維都是沿電纜長(zhǎng)度方 向分布，造成橫向的力學(xué)性能比較弱，在纏繞外層鋁導(dǎo)體的時(shí)候，很容易造成外芯的破壞， 而且這種破壞由于外層鋁導(dǎo)體的遮蓋而很難發(fā)現(xiàn)。在電纜的使用過(guò)程中，在濕度、腐蝕和溫 度環(huán)境會(huì)直接作用到碳纖維復(fù)合材料內(nèi)芯上，從而降低復(fù)合芯的承載性能并縮短復(fù)合芯的 使用壽命。按照專(zhuān)利03809284. 0中的技術(shù)方案，在外芯部分采用玻璃纖維，也是處于成本的 考慮，因?yàn)榘凑债?dāng)時(shí)的國(guó)際行情，碳纖維的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足使用的需求，碳纖維價(jià)格正處 于迅速攀升的階段。按照專(zhuān)利03809284. 0中的技術(shù)方案，由于模具和樹(shù)脂固化的原因，模具和工料之 間需要克服很大的摩擦力進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，拉擠生產(chǎn)的速度比較慢，相應(yīng)的生產(chǎn)效率也比較 低，相應(yīng)的工時(shí)成本也比較高。按照專(zhuān)利03809284. 0中的技術(shù)方案，對(duì)于復(fù)合芯直徑比較大的情況，如果要在生 產(chǎn)過(guò)程中保證工料的充分加熱和固化，也需要維持一個(gè)比較慢的拉擠速度。而且，由于自外 向內(nèi)的不均勻加熱過(guò)程，在工料內(nèi)部會(huì)形成殘余應(yīng)力，降低了復(fù)合芯產(chǎn)品的性能。因此，希望設(shè)計(jì)一種導(dǎo)線(xiàn)，在保留復(fù)合材料加強(qiáng)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，又可以具有一些嶄 新的優(yōu)點(diǎn)，包括避免保護(hù)體破壞帶來(lái)的濕度、腐蝕和溫度等環(huán)境的不良影響，降低生產(chǎn)過(guò) 程中的殘余熱應(yīng)力，以及提高生產(chǎn)速度進(jìn)而提高生產(chǎn)效率并降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述背景，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的復(fù)合材料加強(qiáng)導(dǎo)線(xiàn)及其制造方 法，這種導(dǎo)線(xiàn)具有輸電效率高、低弧垂、耐環(huán)境侵蝕、壽命長(zhǎng)、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種復(fù)合材料加強(qiáng)筋，所述復(fù)合材料加強(qiáng)筋包括保護(hù)體和 承載體。所述承載體，其包括由復(fù)合材料制造的長(zhǎng)桿狀構(gòu)件，所述復(fù)合材料為連續(xù)纖維增強(qiáng) 的樹(shù)脂基復(fù)合材料，并且所述復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比剛度分別大于鋼的比強(qiáng)度和比剛度， 所述連續(xù)纖維的方向包括沿加強(qiáng)筋縱向直線(xiàn)分布或扭曲分布；所述保護(hù)體，其包括由復(fù)合 材料制造的長(zhǎng)桿狀構(gòu)件，所述復(fù)合材料為纖維氈或纖維布增強(qiáng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料，所述纖 維氈或纖維布的纖維與所述承載體的纖維是不同類(lèi)型的，所述纖維氈的纖維是不定向分布 的，所述纖維布的纖維包括垂直和平行于加強(qiáng)筋長(zhǎng)度方向的纖維。本發(fā)明所述的加強(qiáng)筋，其中，所述保護(hù)體的纖維氈或者纖維布包括玻璃纖維、玄武 巖纖維或者芳綸纖維；所述承載體的纖維包括碳纖維。所述承載體為圓柱形，所述保護(hù)體為 圓環(huán)形，并且所述承載體和保護(hù)體形成同心圓形。所述加強(qiáng)筋包括至少一根沿加強(qiáng)筋縱向 定向的金屬線(xiàn)體。按照本發(fā)明所述的加強(qiáng)筋，由于保護(hù)層增加了橫向纖維，使得保護(hù)層增加了良好 的橫向力學(xué)性能，可以避免生產(chǎn)或使用過(guò)程中對(duì)保護(hù)層的破壞，從而保證了整個(gè)加強(qiáng)筋的 力學(xué)性能和使用壽命。同時(shí)，由于近年來(lái)碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)的大量上馬，碳纖維的價(jià)格迅速下 降，因此可以增加碳纖維的用量而不用擔(dān)心成本的提高。這樣，保護(hù)體不再承擔(dān)縱向拉力， 可以在滿(mǎn)足力學(xué)性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減小加強(qiáng)筋的直徑，增加導(dǎo)電體的用量，進(jìn)一步提高 輸電效率，并降低加強(qiáng)筋的彎曲剛度，有利于加強(qiáng)筋生產(chǎn)時(shí)卷盤(pán)運(yùn)輸。按照本發(fā)明所述的加強(qiáng)筋，對(duì)于加強(qiáng)筋直徑比較大的情況，實(shí)施中要在承載體中 預(yù)置金屬線(xiàn)體，所述金屬線(xiàn)體的作用在于在拉擠成型過(guò)程中，可以通過(guò)感應(yīng)加熱的方式對(duì) 工料內(nèi)部進(jìn)行加熱。本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種導(dǎo)線(xiàn)，其包括本發(fā)明所述的加強(qiáng)筋和沿加強(qiáng)筋縱向分 布的長(zhǎng)桿狀導(dǎo)電體。其中，所述導(dǎo)電體的材料包括鋁，所述導(dǎo)電體的截面形狀包括圓形或梯形。按照本發(fā)明所述的導(dǎo)線(xiàn)，由于采用了本發(fā)明所述的加強(qiáng)筋，使得導(dǎo)線(xiàn)具有更長(zhǎng)的 使用壽命。制造本發(fā)明所述加強(qiáng)筋的方法，其特征是采用拉擠工藝制造加強(qiáng)筋，所述拉擠工 藝的模具包括可以分開(kāi)/閉合的瓣模，即瓣模分開(kāi)時(shí)加強(qiáng)筋工料運(yùn)動(dòng)，瓣模閉合形成一個(gè) 完整的模具時(shí)，加強(qiáng)筋工料在模具中固化。按照本發(fā)明所述的方法，由于工料和模具之間沒(méi)有摩擦運(yùn)動(dòng)，可以大幅度提高拉 擠速度，提高了生產(chǎn)效率，大幅度降低了工時(shí)成本。制造本發(fā)明所述加強(qiáng)筋的方法，其特征是采用拉擠工藝制造加強(qiáng)筋，所述拉擠工 藝包括至少一次感應(yīng)加熱的步驟，所述感應(yīng)加熱的步驟即通過(guò)感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)加強(qiáng)筋工料 中的金屬線(xiàn)體進(jìn)行加熱。采用感應(yīng)加熱的方式，可以直接通過(guò)預(yù)置在加強(qiáng)筋內(nèi)部的金屬線(xiàn)體對(duì)工料內(nèi)部進(jìn) 行加熱，縮短了整體的固化加熱時(shí)間，并且可以消除由于加熱不均勻帶來(lái)的殘余應(yīng)力。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種輸電方法，其步驟包括使用本發(fā)明所述的導(dǎo)線(xiàn)；通 過(guò)包括所述導(dǎo)線(xiàn)的設(shè)施輸電。按照本發(fā)明所述的輸電方法，可以提高輸電效率，降低導(dǎo)線(xiàn)弧垂，降低桿塔等基礎(chǔ) 設(shè)施成本，導(dǎo)線(xiàn)可以在一個(gè)更長(zhǎng)的壽命期內(nèi)保持良好的性能。本發(fā)明所述的加強(qiáng)筋，還可以作為纜繩或者其他承力構(gòu)件使用，也可以用于建筑 領(lǐng)域代替鋼筋。本發(fā)明所述的加強(qiáng)筋，具有高的比強(qiáng)度和比剛度，同時(shí)保護(hù)體可以有效抵抗環(huán)境 侵蝕，使得承載體在一個(gè)長(zhǎng)壽命期內(nèi)保持良好的性能。因此，可以在許多領(lǐng)域應(yīng)用所述加強(qiáng) 筋。


圖1是本發(fā)明所述復(fù)合材料加強(qiáng)導(dǎo)線(xiàn)一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖2是本發(fā)明所述加強(qiáng)筋的制造工藝示意圖。圖3是預(yù)成型導(dǎo)向板示意圖。圖4是預(yù)成型孔板示意圖。圖5是本發(fā)明所述加強(qiáng)筋的一個(gè)實(shí)例示意圖。圖6是所述加強(qiáng)筋實(shí)例制造工藝的模具橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合

符合本發(fā)明特征的一種實(shí)例的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本實(shí)例包括直徑為1毫米左右的金屬線(xiàn)體101 (材料為Q235)，外徑 為6毫米左右的承載體102 (材料為T(mén)700-12K/XB9721復(fù)合材料)，外徑為7毫米左右的保 護(hù)體(材料為CMS450L/XB9721復(fù)合材料)，外徑為20毫米左右的導(dǎo)電體104(由9個(gè)截面 為梯形的1350鋁條組成)，外徑為30毫米左右的導(dǎo)電體105 (由13個(gè)截面為梯形的1350 鋁條組成)。在制造本發(fā)明所述導(dǎo)線(xiàn)之前，首先要制造本發(fā)明所述的復(fù)合材料加強(qiáng)筋。如圖5 所示，所述加強(qiáng)筋包括金屬絲501、承載體502和保護(hù)體503。制造所述加強(qiáng)筋所用原料包 括碳纖維(T700-12K)、玻璃纖維氈(CMS450L)、環(huán)氧樹(shù)脂(XB9721)和鋼絲(Q235)。所述加強(qiáng)筋的制造過(guò)程如圖2所示，制造工藝與目前復(fù)合材料行業(yè)普遍采用的拉 擠制造工藝類(lèi)似，但是在模具210和感應(yīng)加熱裝置209兩個(gè)方面具有本發(fā)明的獨(dú)有特征，另 外在流程最后增加卷線(xiàn)盤(pán)213用于收卷加強(qiáng)筋產(chǎn)品以便庫(kù)存和運(yùn)輸。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 共知的復(fù)合材料拉擠工藝，在此不做詳細(xì)說(shuō)明。如圖2，在放線(xiàn)架201上安放32卷碳纖維紗線(xiàn)(T700-12K)，安放2卷玻璃纖維氈 (CMS450L)，在鋼絲架205上安放1卷直徑Imm的鋼絲(Q235)。由于碳纖維價(jià)格的下降，在制造本發(fā)明所述加強(qiáng)筋時(shí)，可以增加高性能碳纖維的 用量，以提高承載效率。保護(hù)體采用長(zhǎng)纖維玻璃纖維氈或者連續(xù)纖維的經(jīng)緯布，可以起到更 好的保護(hù)效果，以防止制造和使用過(guò)程中的外界因素對(duì)保護(hù)層的破壞，提高導(dǎo)線(xiàn)的使用壽 命。在不脫離本發(fā)明特征的基礎(chǔ)上，制造加強(qiáng)筋時(shí)也可以采用玄武巖纖維或者芳倫纖維，但 是要注意的問(wèn)題是，玄武巖纖維的比重比較大，而芳倫纖維的吸濕性比較突出。
按照常規(guī)的拉擠工藝，碳纖維和玻璃纖維經(jīng)過(guò)導(dǎo)板202和預(yù)處理設(shè)施203之后，進(jìn) 入樹(shù)脂槽204與配好的環(huán)氧樹(shù)脂(XB9721)充分浸潤(rùn)，樹(shù)脂槽的溫度應(yīng)保持在60°C左右。 可以承受200°C使用溫度是本技術(shù)方案選擇樹(shù)脂的一個(gè)重要要求，另外還要考慮 拉擠工藝的一些特點(diǎn)，XB9721環(huán)氧樹(shù)脂可以滿(mǎn)足本技術(shù)方案的要求。由于本發(fā)明的技術(shù)方 案采用了開(kāi)閉模設(shè)計(jì)和感應(yīng)加熱，因此拉擠樹(shù)脂的低粘度要求在本方案中并不突出。按照 本發(fā)明的技術(shù)方案，拉擠速度可以達(dá)到每分鐘1.5米左右。當(dāng)然，為了保證樹(shù)脂的浸潤(rùn)效 果，樹(shù)脂槽要采取恒溫加熱措施，以保證樹(shù)脂處于較低粘度。樹(shù)脂的調(diào)配按XB9721的使用 說(shuō)明書(shū)要求即可。碳纖維和玻璃纖維在樹(shù)脂槽204中與樹(shù)脂充分浸潤(rùn)后和鋼絲架205上的鋼絲一起 進(jìn)入預(yù)成型導(dǎo)向板206。預(yù)成型導(dǎo)向板206如圖3所示，2束玻璃纖維氈分別進(jìn)入導(dǎo)向板 206的2處導(dǎo)向孔303 ；32束碳纖維均勻合成為4束，分別進(jìn)入導(dǎo)向板206的4處導(dǎo)孔302 ； 鋼絲進(jìn)入導(dǎo)向板206的導(dǎo)孔301。在加強(qiáng)筋中預(yù)置金屬絲的作用在于進(jìn)行后續(xù)的感應(yīng)加熱步驟。如果加強(qiáng)筋的直徑 比較小，例如直徑小于5毫米，也可以不預(yù)置金屬絲并取消后續(xù)的感應(yīng)加熱步驟。金屬絲的 直徑不宜過(guò)大，通常不超過(guò)加強(qiáng)筋橫截面積的5%，以免影響加強(qiáng)筋的力學(xué)性能。與樹(shù)脂充分浸潤(rùn)的纖維和金屬絲經(jīng)過(guò)導(dǎo)向板206后依次進(jìn)入預(yù)成型孔板207和預(yù) 成型孔板208，預(yù)成型孔板207和預(yù)成型孔板208的示意圖如圖4，其中，預(yù)成型孔板207的 面積尺寸比預(yù)成型孔板208大33%，預(yù)成型孔208的面積尺寸與加強(qiáng)筋最終尺寸相同。預(yù) 成型導(dǎo)向板206、預(yù)成型孔207和預(yù)成型孔208的厚度尺寸均為5毫米。對(duì)于加強(qiáng)筋尺寸比較大的情況，例如直徑大于8毫米，在預(yù)成型導(dǎo)向板206和預(yù)成 型孔板208之間，可以設(shè)置超過(guò)1個(gè)的如圖4所示的預(yù)成型孔板，預(yù)成型孔板上的孔面積尺 寸按25%遞減，使得工料的橫截面積逐漸縮小到加強(qiáng)筋最終尺寸。在圖2所示的工藝流程圖中，工料經(jīng)過(guò)預(yù)成型導(dǎo)向板206、預(yù)成型孔板207和預(yù)成 型孔板208之后，多余的樹(shù)脂流回樹(shù)脂槽。如圖2，工料經(jīng)過(guò)預(yù)成型孔板208之后，進(jìn)入感應(yīng)加熱裝置209，進(jìn)行感應(yīng)加熱的過(guò)程。感應(yīng)加熱的效果，與感應(yīng)加熱的時(shí)間、金屬絲的熱容和金屬絲的加熱溫度有關(guān)。對(duì) 于傳統(tǒng)的封閉模具，工料一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，感應(yīng)加熱的時(shí)間取決于感應(yīng)加熱線(xiàn)圈的長(zhǎng)度； 基于本發(fā)明的技術(shù)方案，模具是開(kāi)閉式的，工料處于周期性的運(yùn)動(dòng)和靜止?fàn)顟B(tài)，因此感應(yīng)線(xiàn) 圈的長(zhǎng)度與模具的長(zhǎng)度保持一致是一種優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。在本實(shí)例中，感應(yīng)線(xiàn)圈和模具的 長(zhǎng)度均為1.5米。進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，要注意控制功率和電流，使得鋼絲的加熱溫度不超過(guò) 180°C。由于本發(fā)明方案采用開(kāi)閉模技術(shù)，在工料靜止的時(shí)間內(nèi)可以持續(xù)感應(yīng)加熱的過(guò)程， 因此鋼絲的直徑對(duì)加熱效果影響不大。如果是傳統(tǒng)的閉合模具，工料一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直 徑比較小的金屬絲由于熱容很小，難以產(chǎn)生良好的加熱效果。如圖2，感應(yīng)加熱后的工料進(jìn)入模具210，模具橫截面示意圖如圖6。由于采用開(kāi)閉 模設(shè)計(jì)，整個(gè)流程的生產(chǎn)效率與模具長(zhǎng)度有直接的關(guān)系。在本實(shí)例中，模具長(zhǎng)度為1.5米。 并且由于模具的內(nèi)腔604是開(kāi)放式的，各種規(guī)格的模具加工都非常方便。模具采用電加熱 方式，這是一種共知的模具加熱技術(shù)，通過(guò)在模具內(nèi)預(yù)置電熱裝置603實(shí)現(xiàn)。模具的加熱溫 度不超過(guò)200°C。在本實(shí)例中，模具分為上瓣模602和下瓣模601，上下兩個(gè)瓣模通過(guò)自動(dòng)控制裝置與牽引機(jī)211和感應(yīng)加熱裝置209保持協(xié)調(diào)工作。 如圖2，如本領(lǐng)域技術(shù)人員共知，在牽引機(jī)211的牽引作用下，工料可以運(yùn)動(dòng)。在本 實(shí)例的方案中，牽引機(jī)與模具和感應(yīng)加熱裝置協(xié)調(diào)工作，使得工料產(chǎn)生間歇式的運(yùn)動(dòng)。如圖2，制造后的加強(qiáng)筋纏繞在卷盤(pán)213上。卷盤(pán)的內(nèi)徑跟加強(qiáng)筋產(chǎn)品的彎曲剛度 有關(guān)，在本實(shí)例中，卷盤(pán)內(nèi)徑為1.5米左右。卷盤(pán)的外徑?jīng)Q定了總的纏繞長(zhǎng)度，這取決于運(yùn) 輸和客戶(hù)的要求，在本實(shí)例中，卷盤(pán)的外徑為2. 5米左右。如圖2，自動(dòng)控制盒212產(chǎn)生控制信號(hào)，使得模具、感應(yīng)加熱裝置和牽引機(jī)協(xié)調(diào)工 作。即模具打開(kāi)10秒左右，感應(yīng)加熱裝置停止工作，同時(shí)牽引機(jī)工作使得工料前進(jìn)1. 5米 并纏繞在卷盤(pán)213上；然后模具關(guān)閉50秒左右，對(duì)工料進(jìn)行加熱固化，同時(shí)感應(yīng)加熱工作， 對(duì)工料內(nèi)部預(yù)置的金屬絲進(jìn)行感應(yīng)加熱，而牽引機(jī)停止工作。按照本發(fā)明的技術(shù)方案，如圖5所示的復(fù)合材料加強(qiáng)筋制造完成之后，再進(jìn)行如 圖1所示的導(dǎo)線(xiàn)的制造。制造如圖1所示的導(dǎo)線(xiàn)，所采取的工藝與目前電纜行業(yè)共知的絞 合卷盤(pán)制造工藝完全類(lèi)似，即在芯料外絞合導(dǎo)體并纏繞在卷盤(pán)上。在圖1所示的實(shí)例中，以復(fù)合材料加強(qiáng)筋為芯料，所屬加強(qiáng)筋包括金屬絲101、承 載體102和保護(hù)體103，然后采用絞合卷盤(pán)工藝，將2層鋁導(dǎo)體材料104和105纏繞在加強(qiáng) 筋外面。使用包括本發(fā)明所述導(dǎo)線(xiàn)在內(nèi)的設(shè)施，可以進(jìn)行架空輸電。以上具體實(shí)施方式
只是符合本發(fā)明特征的一個(gè)實(shí)例。在不違背本發(fā)明技術(shù)特征的 前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)下制定其他的實(shí)施方式。本發(fā)明所述的復(fù) 合材料加強(qiáng)筋，可以作為纜繩或者其他承力構(gòu)件使用，也可以用于建筑領(lǐng)域代替鋼筋。這些 都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種導(dǎo)線(xiàn)的復(fù)合材料加強(qiáng)筋，包括承載體，其包括由復(fù)合材料制造的長(zhǎng)桿狀構(gòu)件，所述復(fù)合材料為連續(xù)纖維增強(qiáng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料，并且所述復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比剛度分別大于鋼的比強(qiáng)度和比剛度，所述連續(xù)纖維的方向包括沿加強(qiáng)筋縱向直線(xiàn)分布或扭曲分布；保護(hù)體，其包括由復(fù)合材料制造的長(zhǎng)桿狀構(gòu)件，所述復(fù)合材料為纖維氈或纖維布增強(qiáng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料，所述纖維氈或纖維布的纖維與所述承載體的纖維是不同類(lèi)型的，所述纖維氈的纖維是不定向分布的，所述纖維布的纖維包括垂直和平行于加強(qiáng)筋長(zhǎng)度方向的纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)筋，其中，所述保護(hù)體的纖維氈或者纖維布包括玻璃纖 維、玄武巖纖維或者芳綸纖維；所述承載體的纖維包括碳纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加強(qiáng)筋，其中，所述承載體為圓柱形，所述保護(hù)體為圓環(huán) 形，并且所述承載體和保護(hù)體形成同心圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加強(qiáng)筋，其中，包括至少一根沿加強(qiáng)筋縱向定向的金屬線(xiàn)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加強(qiáng)筋，可以作為纜繩或者其他承力構(gòu)件使用，也可以用 于建筑領(lǐng)域代替鋼筋。
6.一種導(dǎo)線(xiàn)，包括權(quán)利要求1或2所述的加強(qiáng)筋和沿加強(qiáng)筋縱向分布的長(zhǎng)桿狀導(dǎo)電體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)線(xiàn)，其中，所述導(dǎo)電體的材料包括鋁，所述導(dǎo)電體的截面形 狀包括圓形或梯形。
8.制造權(quán)利要求1或2所述加強(qiáng)筋的方法，其特征是采用拉擠工藝制造加強(qiáng)筋，所述 拉擠工藝的模具包括可以分開(kāi)/閉合的瓣模，即瓣模分開(kāi)時(shí)加強(qiáng)筋工料運(yùn)動(dòng)；瓣模閉合形 成一個(gè)封閉的內(nèi)腔時(shí)，加強(qiáng)筋工料在模具中固化。
9.制造權(quán)利要求4所述加強(qiáng)筋的方法，其特征是采用拉擠工藝制造加強(qiáng)筋，所述拉擠 工藝包括至少一次感應(yīng)加熱的步驟，所述感應(yīng)加熱的步驟即通過(guò)感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)加強(qiáng)筋工 料中的金屬線(xiàn)體進(jìn)行加熱。
10.一種輸電方法，包括以下步驟使用權(quán)利要求6所述的導(dǎo)線(xiàn)；通過(guò)包括所述導(dǎo)線(xiàn)的設(shè)施輸電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料導(dǎo)線(xiàn)及其制造方法，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于架空輸電的導(dǎo)線(xiàn)及其制造技術(shù)，該導(dǎo)線(xiàn)包括由導(dǎo)電材料包圍的復(fù)合材料加強(qiáng)筋，制造方法涉及復(fù)合材料拉擠制造工藝。本發(fā)明所述導(dǎo)線(xiàn)包括加強(qiáng)筋和沿加強(qiáng)筋縱向分布的長(zhǎng)桿狀導(dǎo)電體。加強(qiáng)筋包括連續(xù)碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料承載體和玻璃纖維氈增強(qiáng)的復(fù)合材料保護(hù)體。本發(fā)明所述加強(qiáng)筋采用拉擠工藝制造，其中包括開(kāi)閉模技術(shù)和感應(yīng)加熱技術(shù)。在所述加強(qiáng)筋外纏繞導(dǎo)電體形成導(dǎo)線(xiàn)，可以用于架空輸電。本發(fā)明所述的導(dǎo)線(xiàn)，具有使用壽命長(zhǎng)、成本低、低弧垂、輸電效率高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所述的加強(qiáng)筋制造方法，拉擠速度快，工料內(nèi)外加熱均勻并可以消除固化時(shí)的殘余熱應(yīng)力。
文檔編號(hào)H01B7/18GK101814338SQ20101014333
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者孟凡顥, 李建龍 申請(qǐng)人:江蘇澳盛復(fù)合材料科技有限公司;廣州市香港科大霍英東研究院