一种稀土铝合金电力电缆及生产工艺的制作方法

本发明涉及电缆的，尤其是涉及一种稀土铝合金电力电缆及生产工艺。

背景技术：

1、传统电缆一直以来主要采用铜作为制造材料。铜电缆因其导电性能优良、抗氧化能力强以及使用寿命长而备受青睐。 尽管铜电缆在传输电力方面表现出色，但面临着资源稀缺和成本上升的挑战，迫使电缆行业寻求更加可持续和经济高效的替代材料。

2、传统铜电缆的生产成本较高是其主要缺陷之一。铜资源的日益稀缺以及价格的不断攀升，使得生产铜电缆的成本不断上升，给电缆企业带来了沉重的经济压力。除此之外，铜电缆的重量较大，安装和运输成本也较高。目前，在一些场合会用到铝合金材质的电缆，但是，铝材质在使用中会产生氧化膜，导致电缆的导电性降低，具有一定的安全隐患。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供一种稀土铝合金电力电缆及生产工艺。

2、第一方面，本申请提供一种稀土铝合金电力电缆，采用如下的技术方案：

3、一种稀土铝合金电力电缆，包括线缆本体和和接头，所述线缆本体包括稀土铝合金材质的中心导体和缠绕导体，所述缠绕导体呈螺旋状缠绕于中心导体上，所述中心导体上设置有凸起，所述凸起背离中心导体侧设置有刃端，所述中心导体外设置有金属铜层，所述金属铜层覆盖所述刃端，至少部分所述凸起插入缠绕导体内，所述凸起的高度小于1/2缠绕导体的半径，所述中心导体和缠绕导体外设置有碳纤维复合材料层，所述碳纤维复合材料层外设置有绝缘防护层，所述凸起具有长度方向，所述凸起的长度方向与中心导体的长度方向平行，所述刃端沿所述凸起的长度方向延伸。

4、优选的，插入所述缠绕导体内的凸起上设置有摩擦部，所述摩擦部磨砂处理。

5、优选的，沿所述线缆本体的长度方向间隔设置有密封胶段，所述密封胶段将中心导体和缠绕导体之间的间隙密封，所述密封胶段位于碳纤维复合材料层内层侧。

6、优选的，所述密封胶段采用的密封胶为导电硅胶。

7、优选的，所述接头分别与中心导体和缠绕导体连接，所述接头上设置有用于使中心导体与缠绕导体之间始终具有沿中心导体长度方向相对运动趋势的连接部。

8、优选的，所述连接部包括压板和拉紧件，所述压板和拉紧件沿中心导体长度方向滑动设置于接头上，所述压板与接头之间形成有用于压紧缠绕导体端部的压紧空间，所述压板滑动时，能够将所述缠绕导体的端部压紧于压紧空间内，所述拉紧件用于与中心导体连接，所述接头上设置有用于驱动拉紧件与压板相互远离的驱动件。

9、优选的，所述接头形状为中空圆柱状，所述压板和拉紧件沿接头中心轴线方向滑动设置，所述接头端部设置有供中心导体和缠绕导体插入的开口，所述压板位于拉紧件靠近开口侧，所述压板上设置有供中心导体穿过的孔。

10、优选的，所述拉紧件包括挡板和分瓣板，所述挡板位于分瓣板朝向压板侧，所述分瓣板数量为两个，两个所述分瓣板分别滑动连接在接头上，所述中心导体端部设置有增大结，所述挡板中部设置有供增大结穿过的孔，两个所述分瓣板滑动至同一平面内时，两所述分瓣板之间形成有连接孔，所述连接孔的直径小于增大结的直径，且连接孔的直径大于中心导体的直径。

11、优选的，所述挡板背离分瓣板侧为锥面，所述驱动件为螺纹连接于接头上的螺栓，所述螺栓贯穿接头，且所述螺栓位于接头内的一段处于挡板和压板之间；所述螺栓转动时，能够驱动挡板和压板相互远离/靠近。

12、第二方面，本申请提供一种稀土铝合金电力电缆的生产工艺，采用如下的技术方案：

13、一种稀土铝合金电力电缆的生产工艺，包括上述技术方案所述的一种稀土铝合金电力电缆，还包括以下步骤：

14、步骤一：生产并制造稀土铝合金材质的中心导体和缠绕导体；

15、步骤二：在中心导体上挤压形成凸起；

16、步骤三：在中心导体外镀金属铜层，并对凸起处的金属铜层进行磨砂处理；

17、步骤四：将多根缠绕导体呈螺旋状环绕在步骤三中的中心导体外形成线缆本体；

18、步骤五：在线缆本体中的缠绕导体和中心导体之间施加与缠绕导体螺旋方向相反的力，使得缠绕导体与中心导体之间的空隙增大，之后将线缆本体不同段浸入导电硅胶内，直至导电硅胶进入缠绕导体和中心导体之间后撤除施加在缠绕导体和中心导体之间的力，直至导电硅胶凝固后去除线缆本体外的导电硅胶；

19、步骤六：在线缆本体外依次缠绕碳纤维复合材料层和绝缘防护层。

20、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

21、铝材质的导体在使用中不可避免的会遇到形成表面氧化层，从而使得导体导电性能下降，为此，本申请中的中心导体和缠绕导体均采用稀土铝合金材质，一方面能够一定程度上减缓铝导体表面的氧化层的形成，同时也能提高铝导体的导电性能和耐腐蚀性能，而且，在使用中，通过碳纤维复合材料层将中心导体和缠绕导体牢牢包裹，从而减小中心导体和缠绕导体与氧气接触的机会，进一步减缓或杜绝铝导体表面氧化层的形成；同时，通过在中心导体表面镀铜，能够使得中心导体上的凸起强度大于缠绕导体强度，使得凸起可以插入缠绕导体内部，从而能够在碳纤维复合材料层和绝缘防护层同时破开时，也能使得中心导体和缠绕导体有足够的接触点，且由于凸起插入缠绕导体内部，将使得空气难以进入凸起与缠绕导体接触处，从而能够保证缠绕导体和中心导体之间的导电性始终保持最佳，从而能够在恶劣环境下提供更加稳定的导电性能。

22、通过密封胶段能够将线缆本体沿其长度方向分隔成独立的部分，当一部分碳纤维复合材料层和绝缘防护层受损破裂时，空气仅能进入破裂处的中心导体和缠绕导体之间，避免空气通过中心导体和缠绕导体之间的间隙沿着中心导体的长度方向蔓延，从而只会使得破裂处的缠绕导体出现氧化层，而其他处的缠绕导体则不受影响，能够在碳纤维复合材料层和绝缘防护层破裂时提高线缆本体在极端环境下的使用寿命。

技术特征：

1.一种稀土铝合金电力电缆，其特征在于，包括线缆本体(1)和和接头(2)，所述线缆本体(1)包括稀土铝合金材质的中心导体(3)和缠绕导体(4)，所述缠绕导体(4)呈螺旋状缠绕于中心导体(3)上，所述中心导体(3)上设置有凸起(5)，所述凸起(5)背离中心导体(3)侧设置有刃端，所述中心导体(3)外设置有金属铜层，所述金属铜层覆盖所述刃端，至少部分所述凸起(5)插入缠绕导体(4)内，所述凸起(5)的高度小于1/2缠绕导体(4)的半径，所述中心导体(3)和缠绕导体(4)外设置有碳纤维复合材料层(6)，所述碳纤维复合材料层(6)外设置有绝缘防护层(7)，所述凸起(5)具有长度方向，所述凸起(5)的长度方向与中心导体(3)的长度方向平行，所述刃端沿所述凸起(5)的长度方向延伸。

2.根据权利要求1所述的一种稀土铝合金电力电缆，其特征在于，插入所述缠绕导体(4)内的凸起(5)上设置有摩擦部，所述摩擦部磨砂处理。

3.根据权利要求1所述的一种稀土铝合金电力电缆，其特征在于，沿所述线缆本体(1)的长度方向间隔设置有密封胶段(9)，所述密封胶段(9)将中心导体(3)和缠绕导体(4)之间的间隙密封，所述密封胶段(9)位于碳纤维复合材料层(6)内层侧。

4.根据权利要求3所述的一种稀土铝合金电力电缆，其特征在于，所述密封胶段(9)采用的密封胶为导电硅胶。

5.根据权利要求1所述的一种稀土铝合金电力电缆，其特征在于，所述接头(2)分别与中心导体(3)和缠绕导体(4)连接，所述接头(2)上设置有用于使中心导体(3)与缠绕导体(4)之间始终具有沿中心导体(3)长度方向相对运动趋势的连接部。

6.根据权利要求5所述的一种稀土铝合金电力电缆，其特征在于，所述连接部包括压板(10)和拉紧件(11)，所述压板(10)和拉紧件(11)沿中心导体(3)长度方向滑动设置于接头(2)上，所述压板(10)与接头(2)之间形成有用于压紧缠绕导体(4)端部的压紧空间(12)，所述压板(10)滑动时，能够将所述缠绕导体(4)的端部压紧于压紧空间(12)内，所述拉紧件(11)用于与中心导体(3)连接，所述接头(2)上设置有用于驱动拉紧件(11)与压板(10)相互远离的驱动件。

7.根据权利要求6所述的一种稀土铝合金电力电缆，其特征在于，所述接头(2)形状为中空圆柱状，所述压板(10)和拉紧件(11)沿接头(2)中心轴线方向滑动设置，所述接头(2)端部设置有供中心导体(3)和缠绕导体(4)插入的开口，所述压板(10)位于拉紧件(11)靠近开口侧，所述压板(10)上设置有供中心导体(3)穿过的孔。

8.根据权利要求7所述的一种稀土铝合金电力电缆，其特征在于，所述拉紧件(11)包括挡板(13)和分瓣板(14)，所述挡板(13)位于分瓣板(14)朝向压板(10)侧，所述分瓣板(14)数量为两个，两个所述分瓣板(14)分别滑动连接在接头(2)上，所述中心导体(3)端部设置有增大结(15)，所述挡板(13)中部设置有供增大结(15)穿过的孔，两个所述分瓣板(14)滑动至同一平面内时，两所述分瓣板(14)之间形成有连接孔(16)，所述连接孔(16)的直径小于增大结(15)的直径，且连接孔(16)的直径大于中心导体(3)的直径。

9.根据权利要求8所述的一种稀土铝合金电力电缆，其特征在于，所述挡板(13)背离分瓣板(14)侧为锥面(17)，所述驱动件为螺纹连接于接头(2)上的螺栓(8)，所述螺栓(8)贯穿接头(2)，且所述螺栓(8)位于接头(2)内的一段处于挡板(13)和压板(10)之间；所述螺栓(8)转动时，能够驱动挡板(13)和压板(10)相互远离/靠近。

10.一种稀土铝合金电力电缆的生产工艺，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的一种稀土铝合金电力电缆，还包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种稀土铝合金电力电缆及生产工艺，包括线缆本体和和接头，线缆本体包括稀土铝合金材质的中心导体和缠绕导体，缠绕导体呈螺旋状缠绕于中心导体上，中心导体上设置有凸起，至少部分凸起插入缠绕导体内，中心导体和缠绕导体外设置有碳纤维复合材料层，碳纤维复合材料层外设置有绝缘防护层，凸起具有长度方向，凸起的长度方向与中心导体的长度方向平行，刃端沿所述凸起的长度方向延伸，通过碳纤维复合材料层将中心导体和缠绕导体牢牢包裹，从而减小中心导体和缠绕导体与氧气接触的机会，减缓或杜绝铝导体表面氧化层的形成，从而能够保证缠绕导体和中心导体之间的导电性始终保持最佳，从而能够在恶劣环境下提供更加稳定的导电性能。技术研发人员：陈书涛,何友军,陈红,张定杰受保护的技术使用者：湖北洪乐电缆股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25