专利名称：复合芯及复合芯导线的制作方法
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紋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l-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
紋状的绝缘纤维，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紋状的绝缘纤维的紋缝中。
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。
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呈螺紋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呈螺紋状， 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l-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 紋状的绝缘纤维，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嵌在呈螺紋 状的绝缘纤维的紋缝中。
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l-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l、绝缘纤维外层2和导电介质3之间的位置关系，且上述绝缘纤維外层2呈螺紋状，导电介质3正好嵌在呈螺紋状的绝缘纤维的紋缝中。 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紋状的绝缘纤维的紋缝中，因而二者接触紧密，从而可 以避免由导线变形引起的电暈和电干扰等问题。
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。
权利要求1、一种复合芯，其特征在于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。
2、 根据权利要求1所述的复合芯，其特征在于所述碳纤维内层为三维织 物拉挤缠绕成型。
3、 根据权利要求1或2所述的复合芯，其特征在于所述绝缘纤维外层中 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。
4、 根据权利要求3所述的复合芯，其特征在于所述绝缘纤维外层的直径 为1-3毫米，所述多灰纤维内层的直径为4-15毫米。
5、 根据权利要求4所述的复合芯，其特征在于所述复合芯的密度为 l-3g/cm3。
6、 根据权利要求5所述的复合芯，其特征在于所述复合芯的密度为 1. 7-1. 9g/cm30
7、 一种包含权利要求1-6任一所述的复合芯的复合芯导线，其特征在于 还包括导电介质，所述导电介质嵌在呈螺紋状的绝缘纤维的紋缝中。
8、 根据权利要求7所述的复合芯导线，其特征在于所述导电介质包括 铝、铜、4艮、金和铀。
9、 根据权利要求7或8所述的复合芯导线，其特征在于所述复合芯导线 的拉断力为120-180KN。
专利摘要本实用新型涉及一种复合芯及复合芯导线，其中上述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。上述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。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接触紧密，因而可以避免由导线变形引起的电晕和电干扰等问题。
文档编号H01B1/00GK201348902SQ20082012379
公开日2009年11月18日 申请日期2008年11月24日 优先权日2008年11月24日
发明者何州文, 卓 张, 丽 徐, 震 李, 王秋玲 申请人:中国电力科学研究院