[发明专利]一种铝合金导体及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种铝合金导体及其制备方法和应用。所述铝合金导体包括1个中心单元和6个外围单元；所述中心单元位于外围单元的中心；所述中心单元和外围单元各自独立地包括7根铝合金股线；所述中心单元的铝合金股线包括铝合金单丝与纤维丝；所述外围单元的铝合金股线包括铝合金单丝。所述铝合金导体的制备方法包括：将1个中心单元与6个外围单元进行绞合，得到所述铝合金导体。本发明通过采用特定配比的铝合金单丝和纤维丝复配，以及通过对铝合金导体结构进行设计，使得包括所述铝合金导体的电缆能在‑40～90℃使用，‑40℃也具有优异的耐扭曲性能，无裂纹、无断丝且拉伸强度及抗撕裂强度高，适用于海上风力发电。

技术领域

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种铝合金导体及其制备方法和应用。

背景技术

风能是一种清洁的可再生绿色能源，而风力发电是目前可再生能源中技术发展最快、最成熟、最具大规模开发和商业化前景的发电方式，对实现可持续发展有着重要的推动作用。但是，随着风力发电的地域不断扩大，包括漠北、戈壁等寒冷地带，海上、海岛等高温、高湿以及有盐雾的地域，因此对风力发电用电缆的性能提出了更高的要求。

例如CN102360576A公开了一种铜合金电缆，包括下述重量百分比的元素：Cr0.28-0.56％，Zr 0.14-0.20％，Si 0.03-0.07％，Mg 0.012-0.021％，Ti 0.3-1.0％，Zn1.8-2.6％，余量为铜及不可避免的杂质。所述铜合金电缆能够兼顾导电率和机械性能；但是，低温下耐扭转性能差，不适用于更严苛的环境。

CN206388523U公开了一种乙丙橡胶绝缘氯化聚乙烯护套用风力发电用耐扭曲软电缆，缆芯包括多根导线和多个弹性体，多根导线正规绞合，多个弹性体围绕全部导线外周布置，每个弹性体位于任意相邻两根导线之间远离所述缆芯轴线一侧，绕包层的绕包方向与导线的绞合方向相反，内护套包覆在绕包层外周，内外护套之间设有采用金属丝和芳纶纤维编织而成的加强层。所述电缆提高了对导线的保护效果和耐弯曲性能。但是，所述电缆的耐扭曲性能有待进一步提高。

CN201607989U公开了一种风力发电环保型软电力电缆，包括由外到内设置的外护层、绝缘层和同心芯缆，所述同心芯缆由导体和包带层组成，所述导体由多根软铜线绞合而成，所述包带层由非吸湿材料组成；所述绝缘层由免硫化乙丙橡胶绝缘弹性复合物组成；所述外护层由高强度耐磨免硫化乙丙橡胶弹性复合物组成。所述电缆具有耐扭曲、耐寒、耐盐雾等优点，但是选用铜合金丝成本高，采用铝合金代替铜合金是电缆发展的必然趋势。

因此，开发一种耐扭曲性能好、机械性能优异、阻燃性好、耐盐雾、耐霉菌、适合低高温使用的铝合金电缆，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种铝合金导体及其制备方法和应用。所述铝合金导体通过特定配比的铝合金单丝与纤维丝形成特定的结构，使得包括所述铝合金导体的电缆具有优异的耐扭曲性能、硬度低，拉伸强度以及抗撕裂强度高，低温和高温下都能使用，且低温下也具有优异的耐扭曲性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种铝合金导体，所述铝合金导体包括1个中心单元和6个外围单元；所述中心单元位于外围单元的中心；所述中心单元和外围单元各自独立地包括7根铝合金股线；所述中心单元的铝合金股线包括铝合金单丝与纤维丝；所述外围单元的铝合金股线包括铝合金单丝。

本发明中，通过在铝合金导体中加入纤维丝，以及通过对铝合金导体结构设计优化，减小铝合金单丝在电缆扭转过程中的水平和垂直受力，有效改善扭转过程中铝合金单丝易断裂的现象；使得包括所述铝合金导体的电缆具有优异的耐扭曲性能、硬度低，拉伸强度以及抗撕裂强度高，低温下也具有优异的抗扭曲性能。