碳纖維增強(qiáng)型絕緣阻燃鋁合金電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜，具體地說是一種碳纖維增強(qiáng)型絕緣阻燃鋁合金電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在我國(guó)公共場(chǎng)所所用的電纜基本為低煙無鹵阻燃電纜，導(dǎo)體有銅芯和鋁芯，而銅資源在我國(guó)短缺，價(jià)格也很高，已經(jīng)達(dá)到7萬元以上一噸，而我國(guó)鋁資源豐富，但普通電工鋁的抗蠕變和延伸性能差，造成電纜運(yùn)行過程中的運(yùn)行安全性差，所以在我國(guó)用鋁作導(dǎo)電線芯的電力電纜較少，隨著8000系列的鋁合金在我國(guó)批量投產(chǎn)，采用8000系列鋁合金作導(dǎo)體成為一種可能，在美國(guó)等北美國(guó)家90%的供電線路采用了 8000系列鋁合金作電力電纜的導(dǎo)體，所以采用8000系列的鋁合金作導(dǎo)體，在我國(guó)應(yīng)到了大量運(yùn)用的時(shí)候。
[0003]而對(duì)于低煙、無鹵和阻燃的性能，現(xiàn)在用的低煙無鹵阻燃電纜要達(dá)到無煙、無鹵和難燃的性能要求確很難，對(duì)材料成本增加很大，而采用金屬作護(hù)套就很容易。雖然絕緣等材料可以燃料，但被金屬護(hù)套隔絕了空氣，無法燃燒或釋放出煙霧和有害氣體。
[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)型絕緣阻燃鋁合金電纜，是替代銅、鋁芯低煙無鹵阻燃型電力電纜的新一代產(chǎn)品，節(jié)約銅資源，性價(jià)比高，電氣防火安全和環(huán)境保護(hù)效果更好，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)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種碳纖維增強(qiáng)型絕緣阻燃鋁合金電纜，其特征在于，由導(dǎo)體以及擠包在所述導(dǎo)體外層的絕緣層構(gòu)成絕緣線芯，所述導(dǎo)體為鋁合金導(dǎo)體，多根絕緣線芯絞合成電纜纜芯，纜芯間隙設(shè)置填充層，在所述纜芯及所述填充層外繞包有隔離層，在所述隔離層外縱包有軋紋型不銹鋼外護(hù)套；在所述線芯中央的空隙中設(shè)置有碳纖維增強(qiáng)芯，所述碳纖維增強(qiáng)芯包括碳纖維絲和陶瓷纖維絲；在所述隔離層內(nèi)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夕卜，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:
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。
[0008]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)量到線路溫度來直接確定線路的實(shí)際承載狀況。
[0009]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。
[0010]因本發(fā)明電纜的導(dǎo)體采用了 8000系列電工級(jí)鋁合金作導(dǎo)電線芯，導(dǎo)體載流能力與鋁芯相當(dāng)，是銅導(dǎo)體的61 %，而鋁合金導(dǎo)體材料成本是銅導(dǎo)體材料成本的約20%左右，而且8000系列電工級(jí)鋁合金作導(dǎo)體，導(dǎo)體的抗蠕變性能和延伸性能佳，極大的提高了使用系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
[0011]因本發(fā)明電纜的外護(hù)層采用了縱包焊接軋紋型不銹鋼外護(hù)套，不銹鋼的熔點(diǎn)溫度為1772°C，因此，電纜外護(hù)層在火焰溫度達(dá)到750V?1000°C條件下，電纜也不會(huì)熔化和燃燒，電纜里面的絕緣、填充和隔離及繞包層材料又被外護(hù)層隔離，與空氣不接觸，無法形成燃燒的條件，所以電纜本身也不會(huì)因老化、過載或短路產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。
[0012]由于本發(fā)明電纜具有無煙、無鹵和難燃的特性，電纜在火災(zāi)條件下的二次災(zāi)害也大大減少了，不會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)造成負(fù)面影響，是名符其實(shí)的環(huán)保型電纜。
[0013]本發(fā)明電纜使用壽命長(zhǎng)。由于不銹鋼外護(hù)套耐腐蝕性強(qiáng)，電纜里面的材料與空氣被隔離，絕緣及其它材料的老化過程大大延緩，電纜的使用壽命經(jīng)計(jì)算可達(dá)到80年。
[0014]由于電纜外護(hù)套采用了不銹鋼護(hù)套，不但是具有防火性能、其防腐性能、防水性能也好，可作為水下電纜使用。
[0015]由于對(duì)不銹鋼外護(hù)套進(jìn)行了軋紋工藝處理，本發(fā)明電纜的彎曲半徑可與普通電纜相比，安裝敷設(shè)時(shí)也不需要穿管，節(jié)省了穿管材料。
[0016]不銹鋼外護(hù)套也可作為屏蔽層使用，具有很好的磁場(chǎng)屏蔽效果，也可替代現(xiàn)有的鋼帶鎧裝或聯(lián)鎖鎧裝電纜。
[0017]由于采用了鋁合金導(dǎo)體和不銹鋼外護(hù)套，節(jié)約了銅資源，電纜重量輕，無需穿管，安裝方便，工程投資成本降低，性價(jià)比遠(yuǎn)高于現(xiàn)有電力電纜。
[0018]本發(fā)明電纜的技術(shù)性能指標(biāo):
額定電壓:0.6/IkV 或 1.8/3kV。
[0019]電纜長(zhǎng)期最高允許工作溫度:90°C、105°C和125°C，短時(shí)間允許達(dá)到:250°C。
[0020]最小彎曲半徑:不小于電纜外徑的10倍。
[0021]導(dǎo)體電阻在20°C時(shí)符合3956中鋁導(dǎo)體的規(guī)定。
[0022]成品試驗(yàn)電壓:3500V/5min或 6500V/5min。
[0023]絕緣電阻:在20°C時(shí)不小于1000M Ω/km。
[0024]無煙性能:透光率彡90% (低煙性能是彡60% )
無鹵性能=PH值彡4.3，電導(dǎo)率彡10 μ S/mm ο
[0025]燃料性能:電纜在750°C?1000°C的火焰溫度下，供火40min，電纜外護(hù)套也不會(huì)熔化和燃燒，電纜內(nèi)部?jī)H在火源附近被燒