專利名稱：一種防覆冰輸電電纜及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸電電纜及生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是輸電線路受覆冰災(zāi)害威脅最嚴(yán)重的國(guó)家之一，冰害事故的發(fā)生概 率很高。尤其是近年入冬以來，南方地區(qū)經(jīng)常遭受持續(xù)低溫，雨雪天氣，使
得電力線路覆冰嚴(yán)重，電力設(shè)備遭受巨大破壞。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅2008年1 月中至二月上旬，全國(guó)因雪災(zāi)停運(yùn)線路共35968條，停運(yùn)變電站1731座，110 千伏至500千伏線路倒塔8868基，部分省區(qū)電網(wǎng)甚至局部崩潰，導(dǎo)致中部、 南部和東部17個(gè)省區(qū)交通運(yùn)輸系統(tǒng)陷入癱瘓，給我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生 活帶來巨大損失。
線路覆冰的根本原因是線路表面首先容易吸附水滴(大霧或毛毛雨)或濕 雪，然后在低于(TC時(shí)凍結(jié)形成雨凇。我國(guó)50多年來發(fā)展了各種輸電線路的
抗冰方法，但基本上可歸結(jié)為兩類，其一是提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，增加線路結(jié)構(gòu)強(qiáng) 度，其二是開發(fā)各種簡(jiǎn)單實(shí)用技術(shù)，進(jìn)行融冰和除冰處理。前者包括加強(qiáng)桿 塔的設(shè)計(jì)強(qiáng)度、選取合適的路徑、減小檔距、減小耐張段的長(zhǎng)度等。后者包 括熱力融冰、過電流融冰、短路融冰帶負(fù)荷融冰、介質(zhì)損耗除冰、短路電磁
力除冰等。
必須指出的是，上述各種方法盡管在實(shí)際操作中應(yīng)用很多，也取得了一 定的功效，但弊病也是明顯的。提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要成倍地增加基建投資，而熔 冰、除冰要耗費(fèi)大量人力、物力和時(shí)間。最致命的問題是，這些方法不是從 根本上把冰雪粘附消滅在萌芽狀態(tài)，或從源頭上抑制冰雪產(chǎn)生出發(fā)，而是以 線路雨雪粘附和電網(wǎng)覆冰已經(jīng)發(fā)生為前提，甚至坐等覆冰不斷加重而被動(dòng)地 進(jìn)行防御。怎樣從根本上防止輸電線路覆冰，保證電網(wǎng)安全，已是我國(guó)電力部門亟待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供 一種防覆冰輸電電纜及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的目的是通過如下方式實(shí)現(xiàn)的 一種防覆冰輸電電纜，其特征在 于在輸電電纜表面涂鍍正三十六烷疏水層，正三十六烷疏水層密度為0.959 g/cm，熔點(diǎn)為76° C，粗糙表面的微結(jié)構(gòu)寬度a=2~4jum,微結(jié)構(gòu)間距6—~ 6 pm，微結(jié)構(gòu)高度力4 6jim，分型納結(jié)構(gòu)寬度5' =100~150nm，納結(jié)構(gòu)間距 /7， =200 ~ 300nm，納結(jié)構(gòu)高度V =150~ 250nm。
一種防覆冰輸電電纜的生產(chǎn)方法，將輸電電纜裸導(dǎo)線放入真空室中，真 空度為<1. 3xl(T5，并將蒸發(fā)源材料正三十六烷置入加熱器，緩慢提高加熱器 溫度至蒸發(fā)源材料完全液化并蒸發(fā)，控制沉積速率為 5nm/min,即對(duì)于鍍膜 面積為240,2時(shí)蒸鍍材料沉積速率為~1. 15;/g/min。
本發(fā)明是將超疏水制備技術(shù)應(yīng)用于電纜，所用涂鍍材料正三十六烷為飽 和烷烴，屬化學(xué)惰性材料，對(duì)環(huán)境耐受力好；同時(shí)，它也是一種疏水性材料， 表面能低，僅為 20mJ/m2。由于是利用PVD技術(shù)在電纜表面形成超疏水層， 因此該技術(shù)對(duì)電纜本身材料組分沒有特殊要求，適用性廣。形成超疏水層后， 雨水或濕雪很難粘附在電纜表面，從根本上抑制了電網(wǎng)覆冰的發(fā)生；另一方 面，即使有少量水滴在其表面凝結(jié)，但因?yàn)樗涡纬傻慕佑|角很大，將大大 延遲初始霜晶的形成，有利于避免危害性冰凍災(zāi)害的發(fā)生，且其形成的霜晶 結(jié)構(gòu)疏松，較易去除。


圖l是本發(fā)明的微納結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明
如圖1所示， 一種防覆冰輸電電纜1,在輸電電纜1表面涂鍍正三十六烷 疏水層2,正三十六烷疏水層2密度為0. 959 g/cm，熔點(diǎn)為76° C，粗糙表面的微結(jié)構(gòu)寬度s=2~4nm，微結(jié)構(gòu)間距/M 6jam,微結(jié)構(gòu)高度力4 ~ 6 Mm, 分型納結(jié)構(gòu)寬度a' =100~150nm,納結(jié)構(gòu)間距V =200 ~ 300nm，納結(jié)構(gòu)高度 力，=150~ 250線
一種防覆冰輸電電纜的生產(chǎn)方法，利用物理氣相沉積法(PVD)中蒸發(fā)鍍 膜技術(shù)對(duì)輸電電纜表面進(jìn)行鍍膜，將電纜裸導(dǎo)線(鋁包鋼絞線、銅包鋼導(dǎo)線 等)放入真空室(〈1.3x10—5 )，并將蒸發(fā)源材料正三十六烷置入加熱器，緩慢 提高加熱器溫度至蒸發(fā)源材料完全液化并蒸發(fā)，控制沉積速率為 5nm/min， 即對(duì)于鍍膜面積為240mm2時(shí)蒸鍍材料沉積速率為~ 1. 15〃g/min。
經(jīng)SEM掃描電鏡檢測(cè)電纜裸導(dǎo)線表面隨機(jī)分布有幾百納米至幾個(gè)微米尺 度的粗糙結(jié)構(gòu)。經(jīng)AFM圖像分析檢測(cè)表面粗糙結(jié)構(gòu)粗糙度約為0. 65^m,平均 峰谷距離為0. 9/^，符合優(yōu)化設(shè)計(jì)超疏水性表面的參數(shù)范圍(例如，設(shè)計(jì)仿 生分型結(jié)構(gòu)(類似荷葉表面)的特征參數(shù)如下微結(jié)構(gòu)寬度5-2 4iam,微結(jié) 構(gòu)間距64 - 6 jam,微結(jié)構(gòu)高度力4~6 jum,分型納結(jié)構(gòu)寬度s， =100~ 150腦， 納結(jié)構(gòu)間距〃 =200 ~ 300腿，納結(jié)構(gòu)高度力，=150~ 250訓(xùn))。
權(quán)利要求
1、一種防覆冰輸電電纜，其特征在于在輸電電纜[1]表面涂鍍正三十六烷疏水層[2]，正三十六烷疏水層[2]密度為0.959g/cm，熔點(diǎn)為76°C，粗糙表面的微結(jié)構(gòu)寬度a＝2～4μm，微結(jié)構(gòu)間距b＝4～6μm，微結(jié)構(gòu)高度h＝4～6μm，分型納結(jié)構(gòu)寬度a’＝100～150nm，納結(jié)構(gòu)間距b’＝200～300nm，納結(jié)構(gòu)高度h’＝150～250nm。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防覆冰輸電電纜的生產(chǎn)方法，其特征在于將 輸電電纜裸導(dǎo)線放入真空室中，真空度為<1. 3xl0—5,并將蒸發(fā)源材料正三十 六烷置入加熱器，緩慢提高加熱器溫度至蒸發(fā)源材料完全液化并蒸發(fā)，控制 沉積速率為 5mn/min，即對(duì)于鍍膜面積為240mm2時(shí)蒸鍍材料沉積速率為~ 1. 15 //g / min 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防覆冰輸電電纜及其生產(chǎn)方法，將超疏水制備技術(shù)應(yīng)用于電纜，所用涂鍍材料正三十六烷為飽和烷烴，屬化學(xué)惰性材料，對(duì)環(huán)境耐受力好；同時(shí)，它也是一種疏水性材料，表面能低，僅為～20mJ/m²。由于是利用PVD技術(shù)在電纜表面形成超疏水層，因此該技術(shù)對(duì)電纜本身材料組分沒有特殊要求，適用性廣。形成超疏水層后，雨水或濕雪很難粘附在電纜表面，從根本上抑制了電網(wǎng)覆冰的發(fā)生；另一方面，即使有少量水滴在其表面凝結(jié)，但因?yàn)樗涡纬傻慕佑|角很大，將大大延遲初始霜晶的形成，有利于避免危害性冰凍災(zāi)害的發(fā)生，且其形成的霜晶結(jié)構(gòu)疏松，較易去除。
文檔編號(hào)H01B7/28GK101425347SQ20081014390
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者周益春, 崔曉松, 方國(guó)平, 文 李, 王秀鋒 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)