复合芯及复合芯导线
技术领域
本实用新型涉及复合芯及复合芯导线,特别涉及一种具有良好韧性、横向不易折断的复合芯及复合芯导线。
背景技术
树脂基高强连续纤维复合材料线材,因具有抗拉强度大、耐温高、线膨胀低等一系列优点,而得到广泛应用,成为架空导线加强钢芯替代芯。目前已有的一种组合导线,由拉挤工艺成型的热固性树脂基、高强连续长纤维复合芯(简称复合芯)及铝导体组合导线构成,上述纤维相互平行排列,且上述复合芯采用碳纤维/环氧树脂内部芯及玻璃纤维/环氧树脂外部芯同心复合结构。
虽然上述复合芯采用了碳纤维/环氧树脂内部芯及玻璃纤维/环氧树脂外部芯同心复合结构,但由于复合芯采用挤拉成型工艺,碳纤维内部芯外围的外部芯玻璃纤维仍然为纵向平行直排,纵向直排纤维对内部碳纤维/树脂芯抱合力有限,基本没有抱紧抗开裂作用,断裂韧性低,因此该结构的复合芯基本没有解决热固性树脂基复合芯的质脆、内应力大,韧性差,耐疲劳性和耐冲击性差,断裂韧性低,可弯曲量小等内在缺陷,而用作导线加强芯,高的抗拉强度应为首先考虑的要素。另外,采用上述复合芯的导线容易变形,因而易产生电晕、电干扰等问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种复合芯及复合芯导线,使复合芯具有良好的韧性、横向不易折断,使复合芯导线具有良好的韧性和强度、横向不易折断、热膨胀系数小和弧垂小。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种复合芯,该复合芯包括碳纤维内层和绝缘纤维外层,所述绝缘纤维外层呈螺纹状包覆在所述碳纤维内层上。
其中,上述碳纤维内层为三维织物拉挤缠绕成型;上述绝缘纤维外层中的绝缘纤维为玄武岩纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维中的一种或任意组合。
上述绝缘纤维外层的直径为1-3毫米,上述碳纤维内层的直径为4-15毫米。
上述复合芯的密度为1-3g/cm3,优选密度为1.7-1.9g/cm3。
上述复合芯,由于采用碳纤维三维织物挤拉成型,且外层缠绕包覆呈螺纹状的绝缘纤维,从而大大提高了复合芯横向的强度和韧性,使其具有很好的抗弯曲能力。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种复合芯导线,该复合芯导线包括上述复合芯和导电介质,上述导电介质嵌在呈螺纹状的绝缘纤维的纹缝中。
上述导电介质包括铝、铜、银、金和铂;上述复合芯导线的拉断力为120-180KN。
上述复合芯导线,由于采用碳纤维增强树脂基复合材料作为承载力的导线芯,具有拉伸强度大、韧性好、热膨胀系数小和弧垂低等特点;同时,由于复合芯和导电介质可以紧密结合,因而可以避免由导线变形引起的电晕和电干扰等问题。
附图说明
图1为本实用新型复合芯的结构示意图;
图2为本实用新型复合芯的截面示意图;
图3为本实用新型复合芯导线的结构示意图;
图4为本实用新型复合芯导线的截面示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示,为本实用新型复合芯的结构示意图,该复合芯包括碳纤维内层1和绝缘纤维外层2,上述绝缘纤维外层2呈螺纹状包覆在上述碳纤维内层1上。
其中,上述碳纤维内层为三维织物拉挤缠绕成型,由于碳纤维材料具有高拉伸强度、良好的韧性,所以该复合芯强度高,韧性好,横向不易折断;另外,上述绝缘纤维可以为玄武岩纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维中的一种或任意组合;如图2所示,为本实用新型复合芯的截面示意图,从图2中可以看出碳纤维内层1和绝缘纤维外层2的位置关系及绝缘纤维外层2呈螺纹状,其中,绝缘纤维外层2的直径为1-3毫米,碳纤维内层1的直径为4-15毫米;该复合芯的密度为1-3g/cm3,优选密度为1.7-1.9g/cm3。
上述复合芯,由于采用碳纤维三维织物挤拉成型,且外层缠绕包覆呈螺纹状的绝缘纤维,大大提高了复合芯横向的强度和韧性,使其具有很好的抗弯曲能力。
如图3所示,为本实用新型复合芯导线的结构示意图,该复合芯导线包括碳纤维内层1、绝缘纤维外层2和导电介质3,上述导电介质3嵌在呈螺纹状的绝缘纤维的纹缝中。
其中,上述碳纤维内层为三维织物拉挤缠绕成型,由于碳纤维材料具有高拉伸强度、良好的韧性,所以该复合芯强度高,韧性好,横向不易折断;另外,上述绝缘纤维可以为玄武岩纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维中的一种或任意组合;其中,上述绝缘纤维外层的直径为1-3毫米,碳纤维内层的直径为4-15毫米;该复合芯的密度为1-3g/cm3,优选密度为1.7-1.9g/cm3。
如图4所示,为本实用新型复合芯导线的截面示意图,从图4中可以看出碳纤维内层1、绝缘纤维外层2和导电介质3之间的位置关系,且上述绝缘纤维外层2呈螺纹状,导电介质3正好嵌在呈螺纹状的绝缘纤维的纹缝中。上述导电介质可以是铝、铜、银、金、铂或其他合金;由于该复合芯导线包含上述结构的复合芯,因而具有高强度和较好的韧性,横向不易拉断,其能承受的拉断力为120-180KN。
上述复合芯导线,由于采用碳纤维增强树脂基复合材料作为承载力的导线芯,具有拉伸强度大、韧性好、热膨胀系数小和弧垂低等特点;同时,由于导电介质嵌在呈螺纹状的绝缘纤维的纹缝中,因而二者接触紧密,从而可以避免由导线变形引起的电晕和电干扰等问题。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。