[发明专利]碳纤维增强型铝合金导体电缆

说明书

技术领域

 本发明属于电缆领域，具体是一种采用新型铝合金材料和结构的电缆。

背景技术

我国在上世纪50～70年代，铜作为战略资源，电气应用方面的国策就是“以铝代铜”，铜质线缆不可能在民用建筑中使用，所使用的电缆导体大多为电工纯铝导体；到 80年代中期，铝导体线缆在使用中的问题暴露出来，尤其是铝导线接头氧化引起很多起火灾等，而当时铜、铝价格差别不大，加之铜导体在电气、机械、耐久等性能方面的优越性，在应用上逐渐变成以铜为主；到了90以后年代，多项国家标准、规范也要求在民用建筑中采用铜线缆，铝导体基本就没有采用了。但最近几年，特别是从2005年开始，国际市场的铜金属价格上升幅度很大。从2005年开始，铜从2000美元/吨上涨到9000美元/吨，2008年的经济危机，又使铜价从9000美元/吨跌回到3000美元/吨，然而2009年，铜价又从3000美元/吨上涨到8000美元/吨，至2010年12月底，国际铜价再创历史新高，每吨铜价超过9500美元。随着近年来国家通货膨胀的压力骤增，铜价还有着强烈的上涨趋势，而铜材料在铜电缆中所占的成本达到70%以上，使铜电缆的价格也在应声而涨，从而导致用户投入成本大幅增加。面对不断攀升的铜价，以及未来不可预见的价格趋势，许多客户开始选择便宜的铝电缆。由于铝在自然界的含量非常高，目前铝材料的价格相当于铜的三分之一左右。不仅在原材料供应方面存在优势，在制造方面，一根同样长度的电缆，所需的铝的重要比铜也较轻，一般会轻30-50%，因此，在整个运输和安装过程中，也为客户带来了节能环保的效应。以目前市场情况看，以“铝”代铜又成为必然的选择。由于现有的电工纯铝电缆易产生氧化、腐蚀，从而引起接头起火等问题，需研究应用一种新型铝导体以解决此类问题，提高铝电缆的可靠性。

此外，现有的电缆抗拉强度还不够，对冰冻雨雪等自然灾害承受力低；现在出现了光电复合电缆，具有光纤通信功能和电力传输功能，可以实现各种控制信号、网络信号以及电力的传输，适应电信网、广电网、互联网、电力网多网融合的使用需要。但是，这种光电复合电缆在运行中温升情况无法监测，容易发生因电力导线负载增加引起升温导致整个电缆损坏的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷，提供一种具有成本优势，同时制造时节能环保的新型碳纤维增强型铝合金导体电缆。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种碳纤维增强型铝合金导体电缆，其特征在于，包括由铝合金导体以及铝合金导体外挤包的绝缘层构成的线芯，由两股以上线芯绞合成缆芯，在缆芯外绕包内衬层，在内衬层外绕包连锁铠装层，在铠装层外挤包外护套层；在所述线芯中央的空隙中设置有一根碳纤维增强芯，所述碳纤维增强芯包括碳纤维丝和陶瓷纤维丝；在所述缆芯和内衬层之间的空隙中设置有一根光单元，所述的光单元包括多根光纤和从内到外依次设置的松套管、非金属加强层和护套，所述的松套管套在所述的光纤外，所述的松套管内填充满干式阻水物，所述的非金属加强层内设置有多根均匀分布的阻水纱，所述的非金属加强层与所述的护套之间嵌有撕裂绳；至少一根光纤为刻写有测温光栅的光栅光纤，光栅光纤上每间隔预定的距离形成一个光栅测温点，预定的距离为300-500米。

进一步地，所述导体为铝合金导体，导体电阻率可达到到国际退火铜标准(IACS)的62%，具备抗蠕变性能优良、防腐性能及柔韧性好等优点。所述绝缘层为交联聚乙烯材料。 所述内衬层为绕包无纺布带或高阻燃陶瓷纤维带材料。所述铠装层为铝合金带或钢带连锁铠装绕包。所述外护套层为挤包无卤低烟环保聚烯烃材料。

本发明的有益效果是：采用了陶瓷纤维和碳纤维复合结构，不仅具有碳纤维材料的优点，而且强度更大。本发明所述的碳纤维增强型铝合金导体电缆结构简单，选材优良、科学，产品性能优良，可较好的代替铜导体电缆，并解决电工纯铝导体易氧化、抗蠕变性能差等问题，其使用铝合金连锁铠装具有极好的柔韧性、优良的耐磨性和耐候性，并具备较强的防火性能，可大大提高电缆的耐用性和使用寿命，可在恶劣的环境条件下及特殊使用场合下使用，产品不含毒性元素，在燃烧时产生的烟雾少，具备优良的环保性能。