CN107887877A - 一种碳纤维复合芯导线接续金具 - Google Patents

一种碳纤维复合芯导线接续金具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合芯导线接续金具，其包括两对称安装的固定组件，固定组件包括接头管和设置于接头管内的两夹块，夹块设有相对的第一面和第二面，第一面和第二面之间设有倾斜角一，接头管内部设有与夹块配合的倾斜槽，倾斜槽的倾斜角小于倾斜角一，第一面置于倾斜槽中，第二面设有凸起。本发明中的碳纤维复合芯导线接续金具接续金具优化了现有接续金具中楔形夹、楔形夹座和内衬管的结构，缩短接续管内部组合件的长度，可以使碳纤维复合芯导线的展放和普通的钢芯铝绞线的展放工艺基本一致，操作更加简便，工效提高，大大降低因分散压接带来安全风险和施工成本。

Description

一种碳纤维复合芯导线接续金具
技术领域
本发明涉及金属材料制备领域，特别涉及一种碳纤维复合芯导线接续金具。
背景技术
碳纤维复合芯导线作为一种新型的输电导线，与普通钢芯铝绞线相比，具有同等截面下导线单位长度重量轻，高温时的弧垂变化小，输电能力高等优点，因而其应用前景广阔。具体有以下优越性能：
(1)抗拉强度高。因高强度碳纤维复合芯代替常规钢芯，抗拉强度是一般钢芯铝绞线的2倍左右，可以延长杆塔的跨度，减少15％以上杆塔；
(2)线膨胀系数小。其导线弧垂很小，从实际测量和实验测试所得结果表明，其弧垂要比钢芯铝绞线小20％以上，减低杆塔高度和减少架空线交跨的跨度，节省工程造价；
(3)线损大大降低。因碳纤维复合芯导线是以碳纤维为主的非磁性复合材料，所以不存在磁损和涡流损耗，其线损比钢芯铝绞线在相同传送容量下减少20％；
(4)导电率高，载流量大，运行温度高。因碳纤维复合芯导线铝绞线采用耐高温退火工艺处理，其综合载流量比常规钢芯铝绞线提高2倍以上，其运行温度可达200℃；
(5)抗腐蚀性能好。由于复合芯是由碳纤维、玻璃纤维和特制环氧树脂复合固化而成，具有高绝缘性能和较高的耐腐蚀性能。
自2006年以来，碳纤维复合芯导线在短距离的220千伏、110千伏的技改工程和500千伏增容改造工程中得到了应用。2008年以后，我国北方的各供电公司也逐渐引进碳纤维复合芯导线进行挂网试运行，如2008年11月山东首条JRLX/T碳纤维复合导线在山东泰安天园线、园汶线改造工程挂网运行。
由于碳纤维复合芯导线内部的碳纤维芯棒为脆性材料，特别是径向抗压强度较差，因此，在国内工程中，碳纤维复合芯导线接续金具尺寸过大、施工过滑车时容易造成碳纤维复合芯导线损伤。在过滑车时，碳纤维复合芯导线芯棒容易损伤，外层铝线容易松股或起“灯笼”，从而无法实现碳纤维复合芯导线规模化应用所要求的直线接续管集中压接张力放线工艺。具体原因如下：
(l)目前楔形夹、紧固螺栓和双向调节紧固器均采用外螺纹连接，造成整个接续管的长度和体积不必要的增加；
(2)对楔形夹、楔形夹座和碳纤维芯棒受力情况没有进行精确分析，片面地认为增加楔形夹长度即可增加对碳纤维芯棒的握紧力，对楔形夹的长度进行了无效果的增加；
(3)对楔形夹和楔形夹座的锥角没有精确分析，致使楔形夹前端产生应力集中现象，对碳纤维芯棒造成了不可挽回的“咬伤”损害，降低了碳纤维复合芯导线运行的安全性；
(4)对接续金具的通电效果和散热能力没有统筹兼顾，无法完全满足运行线路对接续金具的散热的要求，接续金具发热可能对碳纤维复合芯导线带来的损害，无法保证碳纤维复合高压导线的长距离送电的安全性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种结构简单，紧固效果好的碳纤维复合芯导线接续金具。
一种碳纤维复合芯导线接续金具，包括两对称安装的固定组件，所述固定组件包括接头管和设置于所述接头管内的两夹块，所述夹块设有相对的第一面和第二面，所述第一面和第二面之间设有倾斜角一，所述接头管内部设有与所述夹块配合的倾斜槽，所述倾斜槽的倾斜角小于所述倾斜角一，所述第一面置于所述倾斜槽中，所述第二面设有凸起。
作为本发明的进一步改进，所述两夹块之间安装有软管。
作为本发明的进一步改进，所述软管为金属软管。
作为本发明的进一步改进，所述接头管上安装有双头螺栓，两固定组件之间通过所述双头螺栓连接。
作为本发明的进一步改进，所述固定组件外侧安装有散热机构。
作为本发明的进一步改进，所述散热机构为散热翅片管。
作为本发明的进一步改进，所述凸起为锯齿状凸起。
作为本发明的进一步改进，所述倾斜角一为11-45°。
作为本发明的进一步改进，所述倾斜角一比所述倾斜槽的倾斜角大1-5°。
本发明的有益效果：
(1)该接续金具优化了现有接续金具中楔形夹、楔形夹座和内衬管的结构，缩短接续管内部组合件的长度，可以使碳纤维复合芯导线的展放和普通的钢芯铝绞线的展放工艺基本一致，操作更加简便，工效提高，大大降低因分散压接带来安全风险和施工成本；
(2)楔形夹和楔形夹座的锥角取不同数值，用锥角差紧固的方法可以优化楔形夹和楔形夹座之间的自锁关系，实现楔形夹对碳纤维芯棒的有效紧固，保证楔形夹与碳纤维芯棒之间足够的握紧力，进而保证接续金具的长期安全使用；
(3)采用锯齿状楔形夹，并结合内衬铜合金软管，使楔形夹对碳纤维芯棒是从后端向前逐步夹紧，有利于减小楔形夹对碳纤维芯棒前端的咬伤，提高了紧固效率和安全系数；
(4)在楔形座外侧加装铝合金翅片管散热，可以避免导线温度上升给碳纤维复合芯导线带来的损害，保证碳纤维复合高压导线的长距离送电的安全性。
具体实施方式
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例中碳纤维复合芯导线接续金具的结构示意图。
标记说明：10、接头管；11、双头螺栓；20、夹块；21、第一面；22、第二面；30、铝导线；40、金属软管；50、碳纤维杆；60、散热翅片管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明碳纤维复合芯导线接续金具，其包括两对称安装的固定组件，该固定组件包括接头管10，接头管10上安装有双头螺栓11，两固定组件通过双头螺栓11连接，两固定组件的两端安装有铝导线30，接头管10内设有倾斜槽，该倾斜槽内对称设置有两夹块20，两夹块20之间安装有金属软管40，金属软件40内部固定有碳纤维杆50，夹块20包括第一面21和第二面22，第一面21和第二面22的倾斜角为α，角α大于该倾斜槽的倾斜角，其角度差为Δα，第二面22设有锯齿状凸起，该固定组件外侧外侧安装有散热翅片管60，用于给碳纤维杆50散热，避免温度过高对碳纤维杆50带来的损害。
优选的，角α为11-45°，倾斜槽的倾斜角10-40°，角α与倾斜槽的倾斜角的角度差Δα为1-5°。
优选的，接头管10和夹块20的材料为不锈钢；
优选的，金属软管40为铜合金，直径为6-20mm，壁厚为0.5-2mm，金属软管40内径依据碳纤维杆50外径确定，比碳纤维杆50外径大1-2mm；
优选的，该锯齿状凸起高度为0.5-3mm，锯齿状凸起间距为2-5mm；
优选的，双头螺栓11长度为15-60mm，外径为4-20mm，螺距为1-3mm；
优选的，散热翅片管60材质为纯铝或铝合金，直径为15-50mm，壁厚为2-5mm，内径与接头管10和铝导线30外径相同，翅片高度3-20mm，翅片厚度1-3mm。
使用时，将两根碳纤维杆50分别置于两金属软管40中，通过双头螺栓11将两接头管10固定，角α和倾斜槽之间的倾斜角配合锯齿状凸起可以将碳纤维杆50有效紧固，起到自锁效果，保证夹块20和碳纤维杆50之间的握紧力。锯齿状凸起对碳纤维芯棒50是从后端向前逐步夹紧，有利于减小夹块20对碳纤维芯棒50前端的咬伤。
与目前现有的接续金具相比，接头管10类似于其中的楔形夹座，夹块20类似于其中的楔形夹，金属软管40相当于其中的内衬管。
本发明的有益效果：
(1)该接续金具优化了现有接续紧接着中楔形夹、楔形夹座和内衬管的结构，缩短接续管内部组合件的长度，可以使碳纤维复合芯导线的展放和普通的钢芯铝绞线的展放工艺基本一致，操作更加简便，工效提高，大大降低因分散压接带来安全风险和施工成本；
(2)楔形夹和楔形夹座的锥角取不同数值，用锥角差紧固的方法可以优化楔形夹和楔形夹座之间的自锁关系，实现楔形夹对碳纤维芯棒的有效紧固，保证楔形夹与碳纤维芯棒之间足够的握紧力，进而保证接续金具的长期安全使用；
(3)采用锯齿状楔形夹，并结合内衬铜合金软管，使楔形夹对碳纤维芯棒是从后端向前逐步夹紧，有利于减小楔形夹对碳纤维芯棒前端的咬伤，提高了紧固效率和安全系数；
(4)在楔形座外侧加装铝合金翅片管散热，可以避免导线温度上升给碳纤维复合芯导线带来的损害，保证碳纤维复合高压导线的长距离送电的安全性。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种碳纤维复合芯导线接续金具，包括两对称安装的固定组件，其特征在于，所述固定组件包括接头管和设置于所述接头管内的两夹块，所述夹块设有相对的第一面和第二面，所述第一面和第二面之间设有倾斜角一，所述接头管内部设有与所述夹块配合的倾斜槽，所述倾斜槽的倾斜角小于所述倾斜角一，所述第一面置于所述倾斜槽中，所述第二面设有凸起。
2.如权利要求1的碳纤维复合芯导线接续金具，其特征在于，所述两夹块之间安装有软管。
3.如权利要求2的碳纤维复合芯导线接续金具，其特征在于，所述软管为金属软管。
4.如权利要求1的碳纤维复合芯导线接续金具，其特征在于，所述接头管上安装有双头螺栓，两固定组件之间通过所述双头螺栓连接。
5.如权利要求1的碳纤维复合芯导线接续金具，其特征在于，所述固定组件外侧安装有散热机构。
6.如权利要求5的碳纤维复合芯导线接续金具，其特征在于，所述散热机构为散热翅片管。
7.如权利要求1的碳纤维复合芯导线接续金具，其特征在于，所述凸起为锯齿状凸起。
8.如权利要求1的碳纤维复合芯导线接续金具，其特征在于，所述倾斜角一为11-45°。
9.如权利要求1的碳纤维复合芯导线接续金具，其特征在于，所述倾斜角一比所述倾斜槽的倾斜角大1-5°。
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