一種融冰型導(dǎo)線及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)線技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種融冰型導(dǎo)線及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的輸電導(dǎo)線多采用鋼芯鋁絞線，其基本結(jié)構(gòu)是在鋼芯線外側(cè)繞制鋁絞線，這種鋼芯鋁絞線自身重量較重，如果是長期在冰雪天氣環(huán)境中運行，尤其是應(yīng)用于重覆冰地區(qū)時，導(dǎo)線上很容易結(jié)冰，而且冰層的不斷加厚更增加了導(dǎo)線的覆冰重量，很容易使輸電導(dǎo)線因自身強度、承載能力不足而發(fā)生斷裂，從而導(dǎo)致停電事故。
[0003]為了防止輸電導(dǎo)線因覆冰重量太重而斷裂，就需要對輸電導(dǎo)線上的覆冰進(jìn)行及時融冰處理。目前，在輸電線路的融冰抗冰技術(shù)領(lǐng)域，較為成熟、可行的是基于輸電線路熱效應(yīng)的熱融冰方法，可分為交流融冰和直流融冰兩類。傳統(tǒng)的鋼芯耐熱鋁合金絞線的實際融冰效果并不理想，而且，由于其自身重量較重、鋼芯不耐腐蝕等，因此，將其應(yīng)用于高寒、高海拔、重覆冰地區(qū)的架空輸電導(dǎo)線，依然存在比較多的安全隱患。特別是近年來，由于極端嚴(yán)寒天氣對輸電線路的破壞性嚴(yán)重，針對輸電線路的高效融冰抗冰技術(shù)的研發(fā)就顯得極為迫切和重要，尤其是對于長期冰雪天氣中如何進(jìn)行融冰以提高輸電線路的運行安全性，以及在夜間電流通過量較小、導(dǎo)線溫度較低時如何進(jìn)行智能融冰調(diào)控以提高輸電線路的運行穩(wěn)定性，等等，都有很大的研發(fā)空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種融冰型導(dǎo)線及制造方法，提尚導(dǎo)線的抗覆冰能力，進(jìn)而提尚輸電線路的運彳丁安全性、穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種融冰型導(dǎo)線，包括導(dǎo)電體和碳纖維芯棒，所述碳纖維芯棒包括導(dǎo)電發(fā)熱體和包覆在導(dǎo)電發(fā)熱體外側(cè)的碳纖維傳熱層，在碳纖維芯棒外側(cè)包覆導(dǎo)電體，所述導(dǎo)電體與碳纖維芯棒之間電氣絕緣，所述導(dǎo)電發(fā)熱體與導(dǎo)電體之間電氣絕緣。
[0006]優(yōu)選地，還包括導(dǎo)熱填充層，所述導(dǎo)熱填充層位于碳纖維芯棒與導(dǎo)電體之間。
[0007]優(yōu)選地，所述的碳纖維芯棒外表面包覆耐磨防護(hù)層。
[0008]優(yōu)選地，所述融冰型導(dǎo)線的外表面包覆疏水涂層。
[0009]如上所述的一種融冰型導(dǎo)線的制造方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0010]首先，在碳纖維芯棒、導(dǎo)電體外表面涂覆導(dǎo)熱涂層；
[0011]然后，將上述的碳纖維芯棒與導(dǎo)電體進(jìn)行絞合，直至達(dá)到所需導(dǎo)線直徑、長度；
[0012]最后，在導(dǎo)線的外表面包覆疏水涂層。
[0013]優(yōu)選地，所述的碳纖維芯棒是以碳纖維絲為主，同時用玻纖絲、芳綸絲或者氨綸絲浸入耐高溫導(dǎo)熱樹脂中，再浸入成型模具，而后包裹導(dǎo)電發(fā)熱體，最后使用拉擠成型的方法制得。
[0014]優(yōu)選地，所述的碳纖維芯棒與導(dǎo)電體之間、導(dǎo)電體與導(dǎo)電體之間填充導(dǎo)熱絕緣氟樹脂作為導(dǎo)熱填充層，所述導(dǎo)熱填充層固化處理時間為45分鐘-80分鐘。
[0015]優(yōu)選地，所述的導(dǎo)熱涂層中添加氣相法二氧化硅或者納米碳酸鈣填料進(jìn)行補強。
[0016]優(yōu)選地，所述的導(dǎo)熱涂層的固化處理時間為30分鐘-1小時之間。
[0017]優(yōu)選地，所述的疏水涂層的固化處理時間為5分鐘-20分鐘。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:由于碳纖維芯棒內(nèi)置了導(dǎo)電發(fā)熱體，且導(dǎo)電體與碳纖維芯棒之間電氣絕緣，導(dǎo)電發(fā)熱體與導(dǎo)電體之間也是電氣絕緣，因此，在融冰型導(dǎo)線正常運行時，僅通過導(dǎo)電體進(jìn)行輸電，當(dāng)需要對導(dǎo)線進(jìn)行融冰處理時，僅對導(dǎo)電發(fā)熱體通電，將導(dǎo)線的正常負(fù)荷電流作為導(dǎo)線的融冰電流，由于導(dǎo)電發(fā)熱體與導(dǎo)電體在電氣上相互獨立，且導(dǎo)電發(fā)熱體的截面積遠(yuǎn)小于導(dǎo)電體的截面積，在導(dǎo)線通電部分的截面積變小的情況下，其電阻變大，相應(yīng)地，導(dǎo)電發(fā)熱體的發(fā)熱量就大大增加，導(dǎo)電發(fā)熱體所產(chǎn)生的熱量向外傳遞至導(dǎo)線表面，使覆蓋在導(dǎo)線表面的冰層受熱融化，從而可實現(xiàn)導(dǎo)線覆冰的融冰效果而無需停電；同時，由于碳纖維材料本身具有高強度、重量輕、運行溫度高等特點，因此，本發(fā)明的融冰型導(dǎo)線作為架空輸電導(dǎo)線，具有高強度、重量輕、弛度小、載流量大、運行溫度尚和耐腐蝕等優(yōu)點，是尚寒、尚海拔、重覆冰地區(qū)的首選。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明一種融冰型導(dǎo)線的構(gòu)造圖。
[0020]圖2為圖1中芯棒的構(gòu)造圖。
[0021]圖中標(biāo)記:1_導(dǎo)電發(fā)熱體，2-導(dǎo)電體，3-導(dǎo)熱涂層，4-疏水涂層，5-碳纖維芯棒，6-導(dǎo)熱填充層，51-耐磨防護(hù)層，52-第一補強傳熱層，53-碳纖維傳熱層，54-第二補強傳熱層。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]如圖1所示的一種融冰型導(dǎo)線，主要包括導(dǎo)電體2和碳纖維芯棒5，所述碳纖維芯棒5包括導(dǎo)電發(fā)熱體I和包覆在導(dǎo)電發(fā)熱體I外側(cè)的碳纖維傳熱層53，在碳纖維芯棒5外側(cè)包覆導(dǎo)電體2，所述導(dǎo)電體2與碳纖維芯棒5之間電氣絕緣，所述導(dǎo)電發(fā)熱體I與導(dǎo)電體2之間電氣絕緣。所述的導(dǎo)電發(fā)熱體I通常采用鋁合金導(dǎo)線，或者是銅合金導(dǎo)線，或者是銀合金導(dǎo)線，以提高導(dǎo)電發(fā)熱體I的通電發(fā)熱量。為了提高融冰型導(dǎo)線的傳熱導(dǎo)熱能力，可以在碳纖維芯棒5外表面、導(dǎo)電體2外表面涂覆耐高溫導(dǎo)熱絕緣氟樹脂涂料作為導(dǎo)熱涂層3，在碳纖維芯棒5與導(dǎo)電體2之間、導(dǎo)電體2與導(dǎo)電體2之間填充足量的導(dǎo)熱絕緣氟樹脂作為導(dǎo)熱填充層6。
[0024]為提高碳纖維芯棒5的傳熱、導(dǎo)熱性能，上述融冰型導(dǎo)線中的碳纖維芯棒5可以采用如圖2所示的層狀結(jié)構(gòu)，在碳纖維傳熱層53外側(cè)包覆第一補強傳熱層52，在導(dǎo)電發(fā)熱體I與碳纖維傳熱層53之間設(shè)置第二補強傳熱層54。所述的第二補強傳熱層54可以采用無堿玻纖絲固結(jié)而成，既能提高碳纖維芯棒5的絕緣性能和抗拉強度;也可以采用無堿玻纖布固結(jié)而成，除了提高碳纖維芯棒5的絕緣性能和抗拉強度之外，還能夠防止其產(chǎn)生橫向劈叉，增強了碳纖維芯棒5的抗沖擊力學(xué)性能?？紤]到導(dǎo)線通常是用于架空輸電線路中，導(dǎo)線在正常工作過程中可能受到風(fēng)力等作用而擺動，為了減輕導(dǎo)線中的碳纖維芯棒5與相互接觸的導(dǎo)電體2之間的摩擦損耗，可以在碳纖維芯棒5外表面包覆耐磨防護(hù)層51，所述耐磨防護(hù)層51可以是有機硅樹脂涂層，或者是氟樹脂涂層，或者是環(huán)氧樹脂涂層。
[0025]本發(fā)明的融冰型導(dǎo)線作為架空輸電導(dǎo)線，可以通過切換位于導(dǎo)線外層的導(dǎo)電體2和位于導(dǎo)線內(nèi)層的導(dǎo)電發(fā)熱體I進(jìn)行電流傳輸即可實現(xiàn)融冰目的。具體而言，在導(dǎo)線正常輸電運行時，僅通過導(dǎo)電體2進(jìn)行輸電，當(dāng)需要對導(dǎo)線進(jìn)行融冰處理時，切換成僅對導(dǎo)電發(fā)熱體I通電，此時，將導(dǎo)線的正常負(fù)荷電流作為導(dǎo)線的融冰電流。由于導(dǎo)電發(fā)熱體I與導(dǎo)電體2在電氣上相互獨立，且導(dǎo)電發(fā)熱體I的截面積遠(yuǎn)小于導(dǎo)電體2的截面積，因此，切換之后，導(dǎo)線通電部分的截面積變小，其電阻變大，導(dǎo)電發(fā)熱體I的發(fā)熱量大大增加，導(dǎo)電發(fā)熱體I所產(chǎn)生的熱量逐層向外傳遞至導(dǎo)線表面，使覆蓋在導(dǎo)線表面的冰層受熱融化，從而實現(xiàn)了導(dǎo)線上覆冰的融冰效果而無需停電。由于在碳纖維芯棒5與導(dǎo)電體2之間、導(dǎo)電體2與導(dǎo)電體2之間設(shè)置導(dǎo)熱填充層6，使導(dǎo)線的傳熱性能大為提高。為了使導(dǎo)線上覆冰融化后的冰水盡快脫離導(dǎo)線，可以在導(dǎo)線外表面包覆氟硅樹脂涂層作為疏水涂層4，并使該疏水涂層4的疏水角達(dá)到120°以上，從而使導(dǎo)線覆冰嚴(yán)重程度遠(yuǎn)低于其他導(dǎo)線。通過在導(dǎo)線最外層上涂覆疏水涂層4，該疏水涂層4與導(dǎo)熱填充層6配合，使本發(fā)明的導(dǎo)線具有了融冰和抗冰的雙重功能，可實現(xiàn)導(dǎo)線在