[发明专利]一种抗拉绞合型碳纤维复合芯架空导线

权利要求书

1.一种抗拉绞合型碳纤维复合芯架空导线，其特征在于，包括：碳纤维复合芯本体（1）及导电层（22），所述导电层（22）包覆在所述碳纤维复合芯本体（1）外侧，所述导电层（22）由若干铝线（2）组成，所述铝线（2）截面为S/Z型，相邻两个所述铝线（2）之间首尾相互堆叠配合，且若干所述铝线（2）通过绞线工艺呈螺旋状紧密缠绕在所述碳纤维复合芯本体（1）外侧；

还包括：

风速检测装置，所述风速检测装置设置在所述导电层（22）外部，所述风速检测装置用于检测所述导电层（22）外部的平均风速；

第一计时器，所述第一计时器设置在所述导电层（22）外部，所述第一计时器用于记录导电层（22）外部覆盖冰的时长；

第一报警器，所述第一报警器设置在所述导电层（22）外部；

第一控制器，所述第一控制器设置在所述导电层（22）外部，所述第一控制器分别与所述风速检测装置、所述第一计时器、所述第一报警器电性连接；

所述第一控制器基于所述风速检测装置及所述第一计时器的检测值控制所述第一报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：基于所述风速检测装置及所述第一计时器的检测值，通过公式（1）计算所述导电层（22）外部覆盖的冰层的实际质量：

其中，为所述导电层（22）外部覆盖的冰层的实际质量，为空气中的水滴与导电层（22）外壁的碰撞系数，为空气中的水滴与导电层（22）外壁碰撞后的冻结系数，为空气中的液态水的密度，为所述导电层（22）的直径，为空气中水滴的直径，为所述风速检测装置检测的所述导电层（22）外部的平均风速，为所述第一计时器记录的所述导电层（22）外部覆盖冰的时长；

步骤2：所述第一控制器将所述导电层（22）外部覆盖的冰层的实际质量与所述导电层（22）外部覆盖的冰层的预设质量进行比较，当所述导电层（22）外部覆盖的冰层的实际质量大于所述导电层（22）外部覆盖的冰层的预设质量时，所述第一控制器控制所述第一报警器发出报警提示；

所述碳纤维复合芯本体（1）由单股纤维或多组所述单股纤维绞合制成；

还包括纤维扭转刚度测试仪，制作所述碳纤维复合芯本体（1）时，使用纤维扭转刚度测试仪测试多束所述单股纤维绞合时的实际扭转刚度，当所述纤维扭转刚度测试仪检测的多束所述单股纤维绞合时的实际扭转刚度大于预设最大扭转刚度时，停止多束所述单股纤维的绞合工作，所述单股纤维的预设最大扭转刚度通过以下步骤计算：

步骤11：根据公式（2）计算多束所述单股纤维的初始扭转刚度：

其中，为多束所述单股纤维的初始扭转刚度，为所述单股纤维的数量，为所述单股纤维的长度，为所述单股纤维单位长度的扭转刚度，为所述单股纤维扭转位置到所述单股纤维绞合起点的距离，为所述单股纤维受到的初始水平张力，为所述碳纤维复合芯本体（1）的预设直径；

步骤12：基于步骤11的计算结果，通过公式（3）计算所述单股纤维的预设最大扭转刚度：

其中，为所述单股纤维的预设最大扭转刚度，为所述单股纤维的综合弹性模量，为所述单股纤维的横截面积，为所述单股纤维在绞合后的水平方向的位移，为所述单股纤维在绞合后的垂直方向的位移。

2.根据权利要求1所述的一种抗拉绞合型碳纤维复合芯架空导线，其特征在于，所述碳纤维复合芯本体（1）为一种由37股直径为3.36毫米的单股碳线组成的直径为23.52毫米绞合型碳纤维复合芯，所述导电层（22）直径为28.45毫米。

3.根据权利要求1所述的一种抗拉绞合型碳纤维复合芯架空导线，其特征在于，所述导电层（22）外壁设置有第一抗拉层（3）。

4.根据权利要求3所述的一种抗拉绞合型碳纤维复合芯架空导线，其特征在于，所述第一抗拉层（3）外壁设置有保护层（4）。

5.根据权利要求4所述的一种抗拉绞合型碳纤维复合芯架空导线，其特征在于，所述保护层（4）内部镶嵌有第二抗拉层（5），所述第二抗拉层（5）由若干不锈钢绳组成，所述不锈钢绳由若干不锈钢丝绞合而成，所述不锈钢绳编织为网状结构。

6.根据权利要求1所述的一种抗拉绞合型碳纤维复合芯架空导线，其特征在于，还包括若干清理装置，若干所述清理装置沿所述导电层（22）轴向布置，所述清理装置包括：

两个固定块（6），两个所述固定块（6）设置在导电层（22）下表面，所述固定块（6）一端与所述导电层（22）下表面固定连接，所述固定块（6）内设置水平方向的通孔；

滑动杆（7），所述滑动杆（7）设置在所述导电层（22）下方，所述滑动杆（7）左右两端分别穿过左右两侧的所述通孔并通过所述通孔与所述固定块（6）滑动连接，所述滑动杆（7）左右两端均设置挡板（8），所述挡板（8）垂直于所述滑动杆（7）轴线方向，所述挡板（8）高度大于所述通孔直径；

弹簧（9），所述弹簧（9）套设在所述滑动杆（7）上，所述弹簧（9）一端与所述挡板（8）朝向所述固定块（6）一侧壁固定连接，所述弹簧（9）另一端与靠近所述挡板（8）的所述固定块（6）侧壁固定连接；

齿条（10），所述齿条（10）设置在两个所述固定块（6）之间，所述齿条（10）上表面与所述滑动杆（7）下表面固定连接，所述齿条（10）远离所述滑动杆（7）一侧带齿；

固定板（11），所述固定板（11）设置在两个所述固定块（6）之间，所述固定板（11）左右两端分别与左右两侧的两个所述固定块（6）侧壁固定连接；

转动轴（12），所述转动轴（12）设置在所述固定板（11）前侧壁，所述转动轴（12）垂直于所述滑动杆（7）并与所述固定板（11）前侧壁转动连接；

不完全齿轮（13），所述不完全齿轮（13）设置在所述转动轴（12）上，所述不完全齿轮（13）中心与所述转动轴（12）远离所述固定板（11）一端固定连接，所述不完全齿轮（13）与所述齿条（10）齿形间歇啮合；

叶轮（14），所述叶轮（14）设置在所述转动轴（12）上，所述叶轮（14）位于所述固定板（11）与所述不完全齿轮（13）之间，所述叶轮（14）设置有若干叶片；

清扫环（15），所述清扫环（15）设置为圆环状，所述清扫环（15）套设在所述导电层（22）外侧，所述清扫环（15）与所述导电层（22）外壁滑动连接，所述清扫环（15）下端与所述滑动杆（7）上表面固定连接。