[发明专利]复合芯导体及其制备方法

说明书

交叉引用的相关申请

这项申请要求申请日为2011年1月24日的美国临时专利申请号61/435,725，以及申请日为2011年3月8日的美国临时专利申请号61/450,525的利益与优先权，这两者的内容通过引用全部纳入本文。

背景技术

复合芯导体电缆具有支撑导体的复合芯。这种电缆有很多优点。然而，当由于芯故障而发生导体故障时，例如，当电缆分裂成两部分时，分裂的电缆末端可能掉在地上，并引发危险状况。类似地，当暴露于高热量时，这种电缆的芯会趋向膨胀和松弛，并且可能会与地面上的物体接触，产生危险情况。此外，高温下的导体操作效率低下，是由于导体的载流能力降低。因此，需要解决这些问题的复合芯导体。

发明内容

在一个典型实施方式中，提供了一种在电线杆或者塔之间输送电力的电力电缆。电缆包括，芯，其由环绕着该芯的至少第一纤维增强的维增强复合材料、热传导覆盖物或者包层形成；以及导体，其环绕着该芯和该第一纤维。在另一典型实施方式中，覆盖物或者包层在导线上拉挤成型。在另一典型实施方式中，该覆盖物或者包层与导体采用相同材料制成。在另一个典型实施方式中，该导体包括铝，并且该覆盖物或者包层也包括铝。在另一典型实施方式中，该导体包括铜，并且该覆盖物或者包层也包括铜。在另一典型实施方式中，电缆也包括在覆盖物或者包层之上的第二纤维。在另一典型实施方式中，纤维编织物环绕着该芯或者纤维环绕该芯而编织。

在另一典型实施方式中，提供一种形成电力电缆的方法，该电力电缆在电线杆或者塔之间输送电力。该方法包括，拉挤成型芯，其由至少第一纤维增强的纤维增强复合材料形成；在芯上拉挤成型热传导覆盖物或者包层；以及用导体材料环绕在芯和覆盖物或者包层上。在一个典型实施方式中，芯与覆盖物或者包层同时或者循序地拉挤成型。在另一典型实施方式中，该方法进一步包括，在覆盖物或者包层上放置第二纤维。在另一典型实施方式中，该方法也包括用纤维编织物环绕该覆盖物或者包层。

在另一典型实施方式中，提供了一种形成电力电缆的方法，该电力电缆在电线杆或者塔之间输送电力。该方法包括，用纤维和树脂拉挤成型芯，在拉挤成型期间在芯的外表面应用热传导颗粒材料，以及用导体材料环绕该芯。在一个典型实施方式中，应用热传导颗粒材料，其包括混合颗粒材料与树脂，以形成该芯的外表面。

在另一典型实施方式中，提供一种在电线杆或者塔之间输送电力的电力电缆，包括芯，该芯具有一定长度并由纤维增强复合材料形成，并在其外表面上具有沟槽；在沟槽之内的导管，该导管运载低温材料；以及环绕该芯和该导管的导体。在一个典型实施方式中，该低温材料是低温流体。在另一典型实施方式中，电缆进一步包括第二沟槽以及在第二沟槽内的纤维，其中纤维具有比芯更长的长度，并且可能延伸到芯的一端或者两端之外。

在另一典型实施方式中，提供了一种形成电力电缆的方法，该电力电缆在电线杆或者塔之间输送电力。该方法包括，由纤维和热传导颗粒材料填充的树脂拉挤成型芯；以及用导体材料环绕该芯。在一个典型实施方式中，应用传导颗粒材料，其包括混合颗粒材料和树脂以形成该芯的外表面。在另一典型实施方式中，热传导颗粒材料包括铝颗粒材料。在另一典型实施方式中，热传导材料与树脂以20%至50%的比例混合。在另一典型实施方式中，热传导颗粒材料与形成导体的材料是相同类型。

在另一典型实施方式中，提供了一种形成电力电缆的方法，该电力电缆在电线杆或者塔之间输送电力。该方法包括：拉挤成型芯，该芯具有由纤维增强树脂形成的内部部分以及环绕至少一部分内部部分的外部部分，该外部部分由纤维增强树脂形成，该纤维增强树脂包括热传导颗粒材料，其中芯的内部部分和外部部分，两部分同时或者循序地拉挤成型；以及用导体材料环绕该芯。在一个典型实施方式中，外部部分的形成包括：形成具有至少为1/2mil径向厚度的外层的外部部分。在另一典型实施方式中，该热传导颗粒材料包括铝。在另一典型实施方式中，热传导颗粒材料与树脂以20wt%至50wt%的比例混合。在另一典型实施方式中，热传导颗粒材料与导体材料是相同类型的。在另一典型实施方式中，形成内部部分的树脂与形成外部部分的树脂是不同类型的。在另一典型实施方式中，该方法还包括：将碳纳米管和炭黑中的至少一种，添加到至少形成外部部分的树脂中。在一个典型实施方式中，将碳纳米管和炭黑中的至少一种，以相对比例添加到树脂中，该树脂至少形成外部部分。在另一典型实施方式中，该比例不超过3wt%。