碳纤维复合芯导线自主研发及施工技
碳纤维导线跨江架线施工技术的探讨
碳纤维导线跨江架线施工技术的探讨作者:黄鹏贤陈强来源:《海峡科学》2010年第10期[摘要]碳纤维复合芯导线是一种节能型增容导线,其加强芯由特高强度碳纤维合成的芯棒替代传统的钢芯和钢绞线,外层铝采用定形铝绞合而成。
在相同导体截面的情况下,相对于传统钢芯铝绞线,能输送更多电能理想的一种新型导线。
碳纤维导线施工是一项新技术、新工艺,我们按照厂家提供的相关资料和施工技术规范,着重强调碳纤维导线架线施工关键点、特殊要求以及专用工具的使用,总结出行之有效的施工方法,以提高施工质量和工艺水平。
[关键词]碳纤维导线旧线牵新线张力放线反压1工程概况为了满足赛江两岸造船业的快速发展,考虑今后赛江河道升级通航船只吨位增加等因素,同时消除对本工程今后安全运行的隐患,宁德甘棠-霞浦220kV线路工程将跨越赛江#14-#17耐张段原双分裂LGJ-400/35钢芯铝绞线更换为输送容量匹配的ACCC-1020单根碳纤维导线,该耐张段线路长1.569km,共有4基铁塔。
具体现场布置见附图。
2新、旧导线结构特性(见表1)表1新、旧导线结构特性型号 ACCC-1020(JRLX/T-517/71) LGJ-400/35结构股数/每股直径铝股 48/3.23钢(铝包钢)股 7/2.50截面积(mm2) 铝芯 516.7 390.88钢芯 70.9 34.36总计 587.5 425.24外径(mm) 28.14 26.82计算重量(kg/km) 1556 1349弹性系数(N/mm2) 80℃以内 66000 6600080℃以上 117000线膨胀系数(1/℃) 80℃以内 12.5×10-6 /80℃以上 1.6×10-6计算拉断力(N) 182000 10390020℃时导线直流电阻(Ω/km) 0.0541 0.07889ACCC-1020单根碳纤维导线3架线施工计算3.1 控制档选择本牵张段有2个重要跨越档#15-#16、#16-#17,需分别计算原导线牵放新碳纤维导线时跨越档符合安全距离要求所需的最小张力,然后选择较大者作为控制张力。
碳纤维复合芯导线施工要求
碳纤维复合芯导线施工要求说到碳纤维复合芯导线,大家可能会觉得很陌生,或者眼前一黑——“这玩意儿是不是比我们用的普通电线还高级?”确实,碳纤维复合芯导线比普通的铜线或者铝线要高级得多,它的强度大、耐腐蚀,能承受更大的负荷,简直就是电力输送界的“超级英雄”。
但是,别以为它好用就简单,施工起来那可是有一套讲究的。
如果不按照要求来,后果不堪设想。
所以今天咱们就来聊聊碳纤维复合芯导线施工的那些事儿,打个比方,就是带你走一趟“施工秘籍”的江湖。
最基本的,安装碳纤维复合芯导线前,得先确认材料质量是不是过关。
这个可不是说随便找家商铺买个电线就行了,要是用的是劣质的,那最后接上电也能给你点“惊喜”,比如电力不稳定或者短路。
要知道,碳纤维复合芯导线的核心技术就是它那根“碳纤维”芯线,材料不行,那就像盖房子不打地基,最上面的楼再漂亮也撑不住。
所以,选材得小心,不能大意,得从正规的厂家采购,别图便宜吃大亏。
然后,施工前的一项重要工作就是检查现场条件。
这个环节可是十分关键的。
大家知道,碳纤维复合芯导线的安装可不是像拖电缆一样扔过去就好,它对施工环境有要求。
如果环境湿度过高,温度过低,那施工人员的操作可能就不太顺手了。
施工过程中还得避开恶劣的天气,尤其是风雨天,这时候施工难度大,安全性也成问题。
所以,天气预报得天天看,干活的时候也得多留个心眼。
你以为“细节决定成败”只是说说而已?错了,正是这些细节决定了你施工的质量和安全。
再来讲讲“紧绷”和“松弛”这两件事。
碳纤维复合芯导线的安装过程,一定要掌握好线缆的张力。
如果拉得太紧,导线可能会因为压力过大而损坏;拉得太松,又容易导致电力不稳定或者线缆摆动不稳,时间长了还可能引发其他安全隐患。
所以在施工时,得用专门的设备来调节张力,确保导线始终处在一个适当的状态,不松不紧,正合适。
碳纤维复合芯导线的接头处理是一个不得不重视的地方。
说实话,这地方就像你做菜的时候调味料的比例,调得好,味道才正。
工信部:推动碳纤维料在航空航天、电缆、风电、汽车领域应用
的碳纤维复合芯导线市场 , 实现其“ 挂线 ” 全 国的 目标 。 同传统 的钢 芯铝绞线不 同 , 碳纤维复 合芯导线 具有输 电
能力强 、 拉伸 强度 高 、 寿命 长 、 节 约 土地 资 源 和抗 冰灾 等 优 势 。长期 以来 , 我 国的碳纤 维复合 芯导线 市场 大部 分被 “ 外 来 和尚” 占领 , 而 随着 我 国智能 电 网改 造任务 和新 建任 务的
中 国 国 门 日报 )
加快 , 我 国急需拥有 自己的碳纤 维复合 芯导 线生 产企 业 , 以 满 足国内市场需求 。在这样 的背景下 , 连 云港 中复碳芯 依托
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近 日, 工信部发布 ( ( 2 0 1 3年石 油和化 学工业 经济运 行情 况》 及今年石油化工行业工作部署 , 要求 实施 《 加快 推进碳纤
位, 烧 碱( 片碱 ) 、 尿素 价格 同 比分别 下降 1 8 . 4 %和 1 3 . 4 %。
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此外 , 加快推 动高性 能膜材 料 、 高档无铅涂 料 、 氯化法 钛
高压输电线路中碳纤维导线应用管控
高压输电线路中碳纤维导线应用管控发表时间:2020-06-03T10:58:39.537Z 来源:《中国电业》2020年4期作者:张尚腾廖一鸣单强[导读] 随着碳纤维材料的开发,碳纤维导线在高压输电线路中有着广阔的应用前景摘要:随着碳纤维材料的开发,碳纤维导线在高压输电线路中有着广阔的应用前景,然而碳纤维导线施工难度大,如何确保碳纤维导线安全稳定运行是一大难题。
本文从碳纤维导线生产制造、施工管理和验收运维三方面分析,提升碳纤维导线在高压输电线路运行的安全系数。
关键词:碳纤维导线高压输电线路引言随着我国经济的高速发展,用电需求持续增长,输电线路电力传输能力亟需提高。
碳纤维复合芯导线较传统导线有着诸多优点,它的诞生是架空输电导线的一场革命。
碳纤维复合材料芯架空导线由多根软铝单线或耐热铝合金单线与碳纤维复合材料芯同心绞制而成的架空输电线路用绞线,其芯线是由碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的单根芯棒,碳纤维采用聚酰胺耐火处理、碳化而成; 高强度、高韧性配方的环氧树脂具有很强的耐冲击性、耐抗拉应力和弯曲应力。
碳纤维复合芯导线与传统导线相比具有重量轻、强度大、耐高温、耐腐蚀、抗蠕变、线损小、弛度低、热膨胀系数小、与环境亲和等一系列优异性能,实现了电力传输的节能、环保与安全。
1碳纤维导线应用现状碳纤维材料一经问世就得到了广泛关注,2012年2月国家颁布的《新材料产业“十二五”发展规划》明确将碳纤维低成本化与高端创新示范工程列为十大重要工程之一后,我国碳纤维复合芯导线得到了高速发展,碳纤维复合芯导线广泛应用在220kV以下输电线路中,国家电网公司已开始在500kV输电线路中试点应用碳纤维导线,中国成为全球应用碳纤维复合芯导线公里数最多的国家。
不过碳纤维导线施工难度大,导线发生损伤不易发现,断线事故偶有发生,且目前碳纤维导线的高压输电线路只应用于平原地区,高山大岭等山地环境更加大了施工难度,如何在复杂环境的高压输电线路中确保碳纤维导线安全稳定运行是当今一大难题。
综述
0.引言针对目前电网中部分输电线路输送能力不足、部分老旧线路技术改造困难的情况,为有效利用目前电网的输电线路,考虑应用新型碳纤维复合芯导线,提高电网的输电能力。
我国是一个缺电的国家,输电线路已不堪承受传输容量快速扩大的需求,由于过负荷造成的停电、断电故障频频发生,电力传输成为电力工业发展的“瓶颈”,各国均在研究新型架空输电线路用导线,以取代传统的钢芯铝绞线[1]。
目前增容导线包括耐热铝合金导线(TACSR)、殷钢芯耐热铝合金金绞线(ZTACIR)、间隙型钢芯耐热铝台金(GTACSR),铝基陶瓷纤维馏绞线(ACCR)、碳纤维芯复合材料合成芯软铝导线(JRLX/T),碳纤维复合芯软铝导线(ACCC)等种类[2]。
各种增容导线的特点各不相同,相比较而言碳纤维复合芯软铝导线(ACCC)是从材料和结构上的总体更新,具有较多优势,具有更为广阔的发展前景。
1. 项目背景1.1国内外ACCC导线的研究现状本世纪初,日本和美国相继取得了新型碳纤维复合芯铝导线研究的成功。
并于2004年首次挂网试运行。
据目前所了解的资料,国外碳纤维复合芯软铝导线的生产厂家有两个,均在美国,分别是CTC公司(Composite Technology Corporation)和水银电缆公司(Mercury Cable & Energy LLC)。
其中美国CTC公司研制的碳纤维复合芯软铝导线(型号为ACCC/TW)。
2004年8月首次在安装在试验线段上,2005年1月正式在实际线路工程上应用。
迄今为止,国外共有15条线路(均为单回路)使用该种导线,在这15条线路中,美国有13条,其中试验线路1条[3]。
2006年我国开始引进美国CTC(Composite Technology Corporation)公司生产的碳纤维复合芯软铝导线。
国内挂网运行的碳纤维导线线路有近60条,除了2009年上半年建成投运的万泉一顺义III线送电线路是500 kV电压等级之外,其余线路都是220 kV及以下电压等级[4]。
碳纤维导线
碳纤维导线技术性能及其施工要点1、碳纤维导线的结构碳纤维复合导线(ACCC-Aluminum Comductor Composite Core)是最早由美国、日本等国家开发的一种新型导线,主要用于航天设备及空间站。
它的芯线是由碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的单根芯棒,其外层与邻外层铝线股为梯形截面,是一种性能优越的新型导线,如图所示。
碳纤维导线分为碳纤维棒芯铝绞线和耐热碳纤维棒芯铝合金绞线;其结构和常规钢芯铝绞线相同。
2、技术特点强度高一般钢丝抗拉强度1240MPa,高强度钢丝抗拉强度1410MPa,而碳纤维导线抗拉强度2399MPa,分别是前两者的1.9和1.7倍。
抗拉强度的明显提高可增加杆、塔之间的跨距,降低工程成本。
导电率高、载流量大、耐高温碳纤维导线不存在因钢丝所引起的磁损和热效应,且在相同负荷下,具有更低的运行温度,从而减少输电损失约6%。
相同直径时碳纤维导线铝截面是钢芯铝绞线的1.29倍,因此可提高载流量29%。
常规导线受软化特性和弛度特性的影响,工作温度提高非常有限,提高载流量主要靠加大导线截面来实现;而碳纤维导线得耐高温和低弛度特性,使同直径导线工作温度可以达到150-180 ℃,短时许容温度可达到200℃以上。
ACCC导线与ACSR导线相比具有显著的低弛度特性,在高温条件下弧垂不到钢芯铝绞线的1/2,能有效减少架空线的绝缘空间走廊,提高了导线运行的安全性和可靠性。
线膨胀系数小、弛度小从上表可以看出相同条件下,温度从26.1℃增加到183℃ACSR导线弛度从236mm到1422mm,提高了5倍,而ACCC导线弛度仅从198mm增加到312mm,仅提高0.57倍。
ACCC 导线变化量是ACSR导线9.6%,高温下弧垂不到ACSR导线的1/10,能有效减少架空线走廊的绝缘空间,提高导线的安全性和可靠性。
在相同跨距下,缩小导线长度。
重量轻常规LGJ-240/55导线重量1108Kg/Km(其中铝651Kg/Km,钢芯457Kg/Km);而ACCC 导线(218mm2)重量653Kg/Km(其中碳纤维棒芯重量仅51Kg/Km)。
最新ACCC碳纤维复合芯导线
目前电缆行业的现状
各国均在研究新型架空输电用导线,以取代传统的钢芯铝绞 线。ACCC导线应用成为热点关注项目。上世纪90年代以来,美 国、日本先后开发成功这种ACCC导线,主要用于航天、空间站 的建设。他们还达成默契:不向第三国输出,日本一家碳纤维导 线企业的产量就占到世界40%左右。
ACCC导线的广泛应用,必将引发中国输变电事业的巨变, 对电力工业产生重大和深刻的影响,是“电力行业一次颠覆性 的突破”。
ACCC导线的性能特点
耐热性好,载流量是常规钢芯铝绞线两倍。在不进行改造杆、塔情 况下可以重新架设新线。碳纤维复合芯铝绞线中的铝导线截面积比 钢芯铝绞线多29%。ACCC导线在200℃高温下能有效运行,而常规 钢芯铝绞线(ACSR导线)的使用温度为100℃。因此,特别是在大 雪灾发生时,通过提高输电线的载流量,将导线的工作温度提高, 融化输电线上覆盖的冰雪,能最大限度保护输电线免受冰雪的影响。 强度为普通导线的2倍。普通钢丝的抗拉强度为1240MPa~1410MPa, 而ACCC导线的碳纤维混合固化芯棒,是前者的两倍。因此,当输 电线上覆冰后,能承受普通导线两倍的重量,大大增加了导线的载 重量。 导电率高,节能6%。由于ACCC导线不存在钢丝材料引起的磁损和 热效应,而且在输送相同负荷的条件下,具有更低的运行温度,可 以减少输电损失约6%。
用碳纤维材料开发的新型导线。
与传统的钢芯铝绞线相比具有重量轻、强度大、耐高温、 耐腐蚀、线损低、与环境亲和等优点,可提高传输容量一倍, 使之在提高传输容量的同时提高及改善线路的安全和可靠性, 减少有色金属稀缺资源消耗(据测算,全国每使用该导线替代 铝导线使用量达200万吨,就能节约100万吨铝材),降低线路 传输损耗,实现了电力传输的节能、安全、环保与安全。是目 前世界上唯一能替代传统的钢芯铝绞线、铝合金导线、铝包钢 导线和殷钢导线的并投入商业运行的产品。
碳纤维复合芯架空导线施工工艺及验收导则(试行)
附件2碳纤维复合芯架空导线施工工艺及验收导则(试行)目次目次 (2)碳纤维复合芯架空导线施工工艺及验收导则(试行) (14)1 范围 (14)2 规范性引用文件 (14)3 术语和定义 (14)3.1 (14)碳纤维复合材料芯(简称:碳纤维复合芯)carbon fiber composite core (14)3.2 (14)碳纤维复合材料芯架空导线(简称:碳纤维复合芯导线)overhead conductors carbon fiber composite core reinforced (15)3.3 (15)型线同心绞碳纤维复合材料芯软铝绞线(简称:碳纤维复合芯软铝绞线)overhead conductors-formed annealed aluminium wire, concentric lay, carbon fiber composite core reinforced, stranded conductors (15)3.4 (15)连接connecting (15)3.5 (15)压接crimping (15)3.6 (15)集中压接bull crimping (15)3.7 (15)分散压接distributed crimping (15)3.8 (15)定长放线fixed length put line (15)3.9 (15)具有蛇节的接续管保护装置protecter of splicing fitting with snake joint (15)3.10 (16)装配式牵引器assembling type tractor (16)4 总则 (16)4.1 本导则是碳纤维复合芯架空导线线路工程施工组织设计、实施及监理的依据。
(16)4.2 架线施工前,施工单位应根据碳纤维复合芯导线的特性、现场地形等条件有针对性地制定施工方案,编制作业指导书,合理选择施工机具和科学规划施工组织,并对操作工人进行安全技术交底。
ACCC碳纤维复合芯导线
合计
440磅/千英尺 (655kg/km)
0.3819英吋2 (246.4mm2)
导线综合拉断力
热容
97.3w.s/ft /℉
16300磅(72458N) 175.2w.s/ft / ℃
ACCC导线的技术指标
电气性能:60Hz
温度 20℃ 25℃ 50℃ 75℃ 100℃ 125℃ 150℃ 175℃
ACCC导线商业应用现状——国外
美国2004年8月在德克萨斯州3.2km长的230kV线路上安 装了ACCC导线。以后又在密歇根州和堪萨斯州的配电线路上 使用了ACCC导线。2005年和2006年,亚利桑那州、圣安东 尼奥和加利福尼亚州的多条230kV输电线路上使用了ACCC导 线。此外,美国还有多条改造和新建线路计划使用ACCC导线, 其中有若干条230kV的线路。法国也在进行ACCC导线的应用 试验,计划在输配电线路的改造中使用ACCC导线。
JRLX/T碳纤维复合导线的供应单位是远东复合技术有限公 司
ACCC导线国内生产企业
远东控股集团有限公司全资子公司远东复合技术有限公司是 我国目前唯一的一家掌握JRLX/T碳纤维导线技术产权及能够生 产提供ACCC导线的生产企业,但其核心技术(复合材料线芯) 仍掌握在CTC公司
ACCC导线的技术指标
0.3608欧姆/英里(0.2242Ω/km)
结构
JLX/T是复合芯梯形铝线 同心层绞导线。JLX/T在设计上 与常规钢芯铝绞线保持相同的 外径。与较小外径的复合芯相 匹配,紧密的梯形铝线形成了 TW导线比常规钢芯铝绞线的铝 截面超过约29%。
专利的高强度复合芯形成 导线的中心,其上绞合2,3或4 层1350-O型全退火铝线 (ASTM B609)。高强度复 合芯不生锈,不腐蚀,不与铝 导线或其它物产生电解反应。
碳纤维复合芯导线
碳纤维复合芯导线简介碳纤维复合芯导线是一种新型的导线材料,由碳纤维和复合芯材料组成。
该导线具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,适用于高温、高压等苛刻的工作环境。
本文将介绍碳纤维复合芯导线的特点、制造工艺以及应用领域。
特点1.轻质: 碳纤维是一种轻质材料,比重约为1.6g/cm³,相比传统金属导线更轻便。
2.高强度: 碳纤维具有高强度特点,比强度甚至可达到钢的几倍,能够承受更大的拉力。
3.耐腐蚀: 碳纤维具有良好的耐腐蚀性能,能够在酸碱、高温等恶劣环境下工作。
4.导电性能: 碳纤维复合芯导线具有良好的导电性能,比铜导线略逊,但仍能满足大部分应用要求。
5.热膨胀系数低: 碳纤维的热膨胀系数远低于金属材料,能够保持较好的稳定性。
制造工艺碳纤维复合芯导线的制造工艺通常包括以下几个步骤:1.碳纤维制备: 首先需要制备碳纤维材料,通常采用化学气相沉积或炭化等方法,得到具有一定强度和导电性能的碳纤维。
2.芯材制备: 芯材可以选择不同的复合材料,如高分子材料、钢丝等,根据导线要求进行优化配比,制备具有一定强度和耐腐蚀性的芯材。
3.复合制备: 将碳纤维与芯材进行复合,通常采用层叠、编织等方式,形成复合芯导线的基本结构。
4.预处理: 对复合芯导线进行预处理,如去除表面杂质、调整导线外径等,以便后续工艺处理。
5.涂覆保护层: 在复合芯导线表面涂覆一层保护层,增加导线的耐腐蚀性,提高使用寿命。
6.测试和质量控制: 进行导线的性能测试和质量控制,确保导线符合规定的标准和要求。
应用领域碳纤维复合芯导线具有多种优点,在以下领域得到了广泛应用:1.航空航天: 由于碳纤维复合芯导线具有轻质和高强度的特点,可以显著减轻飞机等航空器的重量,提高整体性能。
2.汽车制造: 碳纤维复合芯导线可以用于汽车的电气系统,提高系统效率并降低能耗。
3.电力传输: 碳纤维复合芯导线由于耐腐蚀和轻质的特点,适用于电力传输线路,能够减少能源损耗。
4.海洋工程: 碳纤维复合芯导线在海洋环境中具有一定的耐腐蚀性能,适用于海洋工程领域,如海底电缆等。
碳纤维导线架线施工研究
i g c re t lw x a so o f ce ta d s g, s we la l h , n ic ro ie, t .I a e u e t e o to n u r n ,o e p n in c e i n n a a l s i t a t— o sv e c tc n r d c h c s f i g
c n u tr Co o d co . mpa e t o e t n lc n co ,th st d a tg so ih sr n t c n uciiy a d la — r d wih c nv n i a o du t r i a he a v n a e fh g te gh, o d tvt n o d o
[ s at C ro —b r od c r o r e g t ab nf e cr ad t p z m au iu l ys a d d Ab t c] ab nf e n ut mpi s i ro —b r oe n a ei lm n m a o t n e r i c oc s lh c i r u l r
碳纤维复合芯导线施工工艺导则重点解析
2.施工工艺
2.3导线接续-直线接续管
➢ CTC的接续原始设计
• 夹座内螺纹、双侧预顶紧螺栓加中间连接器结构。 • 这种结构造成接续管长度方向尺寸大,不利于过滑车,但初始的握着
➢ 施工过程中详实进行施工记录,不准遗漏伪造现场施工记录表。
1.施工管理
➢ 碳纤维导线跨越施工应注意严格按照DL/T 5106-1999、国家电网基建 {2015}756号文件操作。跨越高铁时,应对安全性进行专题论证。
➢ 采用碳纤维导线的架线施工工程,应按照相关的验收规范,并结合碳纤 维导线的特殊要求进行验收。
顶架。
跨越架
2.施工工艺
2.2张力放线
➢ 在导线线盘和张力机之间需安装一个最小工作直径的滑车组,以将导线引入张力机导向滑 车的中心位置,避免导线在任何导向滑车的滚轴上发生急剧转弯。
➢ 要求导线盘与张力机的最小距离为15m。
张力机送入滑车组
张力机与导线盘距离
2.施工工艺
2.2张力放线
➢ 碳纤维导线放线方式的选择应考虑放线滑车的配置,兼顾放线效率确 定。
碳纤维复合芯导线
胶布
复合芯棒
2.施工工艺
2.3导线接续-耐张线夹
➢ 楔形夹安装
• 楔形夹安装要求
(√)
(×)
楔型夹座与铝线间,应有15mm~25mm的复合芯露出, 楔型夹锥形端头应从楔型夹座端向外伸出5mm~10mm。
2.施工工艺
(√)
用非钢刷(×)
• 须在即将施压部位的导线表面涂电力脂,导线涂抹长度不小于1.2倍 压接长度。
新型碳纤维复合芯导线在输电线路中的应用分析
新型碳纤维复合芯导线在输电线路中的应用分析发布时间:2022-11-29T05:42:39.272Z 来源:《科技新时代》2022年第15期8月作者:李雄[导读] 新型碳纤维复合芯导线具有良好的力学性能和电气特性,李雄中国电建集团青海省电力设计院有限公司青海省西宁市 810008摘要:新型碳纤维复合芯导线具有良好的力学性能和电气特性,与等径钢芯铝绞线相比,其主要有芯线强度高?导电率高?载流量大?质量轻?耐腐蚀?弧垂小等优点;与普通碳纤维导线相比,新型碳纤维复合芯导线采用铝包覆技术,在配套金具?导线压接和施工工艺等方面都有较大改进?本文主要就新型碳纤维复合芯导线在输电线路中的应用展开分析,同时使换线工程导线施工的安全?质量得到可靠保证?关键词:新型碳纤维复合芯导线;铝包覆技术;新建线路;经济性 1国内外碳纤维复合芯导线的发展现状1.1国外发展现状目前,国际上美国和日本的碳纤维复合芯技术比较成熟?20世纪90年代,日本研发出新型的碳纤维芯导线,并成功在线路上试用?2003年,美国CTC公司研发出碳纤维复合芯导线,2004年首次投入商业运营?目前,日本和美国对碳纤维复合芯导线的研究比较成熟,拥有顶尖的技术?但由于美国和日本实行技术垄断,导致向第三国家输出的电缆导线产品的价格十分昂贵?1.2国内发展现状远东控股集团有限公司在2005年与美国CTC公司签署了关于碳纤维复合芯导线研发的战略合作协议,首次将碳纤维复合芯技术引进国内,为国内电线电缆行业的发展做出了巨大的贡献?2009年,河北硅谷与华北电力科学研究院共同研究出碳纤维复合芯导线,并首次在国内500kV电压等级电路中挂网试运行;辽宁电力公司于哈尔滨玻璃钢研究院共同合作研发的碳纤维复合芯成功应用在66kV文桃线上? 随着电缆行业的不断发展,越来越多的企业对碳纤维复合芯导线进行研究,并对技术不断地改进,取得了较为理想的成果?因此,碳纤维复合芯导线应用在输电线路的改造工程?输电线路的新建工程等?2新型碳纤维复合芯导线的优点新型碳纤维复合芯导线采用铝包覆技术,即通过在碳纤维复合芯外包覆管壁不小于2.5mm的无缝铝管,将碳纤维的轴向压力转化为预张力,从而大大提高了芯棒的耐弯曲轴向抗压能力?新型碳纤维导线主要有以下优点:①采用铝包覆技术降低了线损;②采用新型液压式金具降低了附件费用;③采用新型压接技术降低了施工难度和费用;④优良的防腐性能延长了导线使用寿命,降低了维护费用?由于新型碳纤维复合芯导线具有上述优点,且经过改进,既保留了普通碳纤维导线的诸多优点,也克服了普通碳纤维导线的不足,施工?压接等工艺也非常接近于普通钢芯铝绞线,并且通过了金具压接?拉力?过滑车等相关试验,具有广阔的应用前景? 3碳纤维复合芯导线寿命评估及影响因素分析3.1输电线微风振动与疲劳寿命导线长期受到风?雨?冰?雷等自然条件的影响,输电线路运行中会出现各种有与导线故障有关而引起的事故?尤其是由微风振动引发的输电线路事故?微风振动会导致导线内部股线之间?导线与线夹之间的交变应力和滑移,进而产生磨损引发疲劳裂纹的发生,导致导线受损,疲劳破坏甚至散股?断股,这将直接降低架空导线的使用寿命?3.2导线微风振动微风振动的主要破坏形式是导线的疲劳断股和磨损,微风振动使输电线产生疲劳断股长从内层开始?输电线微风振动的形成原理为卡门涡街现象,即流体在流经圆柱体时,在其后方形成最稳定的卡门涡街,如图所示?在导线周围形成与风速流垂直的压力差,进而受到垂直于风速的周期激励力,当激励频率接近导线固有频率时,就会引起导线的周期性振动? 4220kV新建线路工程的技术经济分析220kV潍苓线工程概况:电压等级220kV,双回线路,经济输送容量550MW,线路长度20.6km;全线地形100%为平地,线路所在区域海拔高度为1000m以下,气象条件取典型区域气象条件中“最大风速27m/s(基础高度10m),覆冰厚度10mm”的组合条件?铁塔采用国家电网公司杆塔通用设计2E模块?220kV潍苓线基本导线型式为2×JL/G1A-400/35普通钢芯铝绞线?按照等载流量的原则,选择210~300mm2铝截面的3种新型碳纤维复合芯导线(2×JLRX1/F2A-210/40?2×JLRX1/F2A-240/40?2×JLRX1/F2A-300/40)进行初期投资及年费用比较;按照等铝截面的原则,选择400mm2铝截面的1种新型碳纤维复合芯导线(2×JLRX1/F2A-400/50)进行初期投资及年费用比较;按照等外径的原则,选择450mm2铝截面的1种新型碳纤维复合芯导线(2×JL?RX1/F2A-450/50)进行初期投资及年费用比较?表1所示为不同导线方案经济性比较结果? 表1采用新型碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线的 220 kV新建线由表2可知:新型碳纤维复合芯导线JLRX1/F2A-400/50和JLRX1/F2A-450/50方案的初期投资虽然比普通钢芯铝绞线JL/G1A-400/35方案的初期投资高4.6%和10.2%,但年费用分别比普通钢芯铝绞线方案低0.3%和1.2%?对于220kV新建双回线路,推荐采用JLRX1/F2A-400/50? JLRX1/F2A-450/50导线?5110kV新建线路工程的技术经济分析110kV淄北线工程概况:电压等级110kV,双回线路,经济输送容量100MW,线路长度11.2km;全线地形100%为平地,线路所在区域海拔高度为1000m以下,气象条件取典型区域气象条件中“最大风速27m/s(基础高度10m),覆冰厚度10mm”的组合条件?铁塔采用国家电网公司杆塔通用设计1E模块?110kV淄北线基本导线型式为1×JL/G1A-300/40普通钢芯铝绞线?按照等载流量的原则,选择185~300mm2铝截面的3种新型碳纤维复合芯导线(1×JLRX1/F2A-185/35?1×JLRX1/F2A-210/40?1×JLRX1/F2A-240/40)进行初期投资及年费用比较;按照等铝截面的原则,选择300mm2铝截面的1种新型碳纤维复合芯导线(1×JLRX1/F2A-300/40)进行初期投资及年费用比较;按照等外径的原则,选择360mm2铝截面的1种新型碳纤维复合芯导线(1×JL?RX1/F2A-360/40)进行初期投资及年费用比较?表2所示为不同导线方案经济性比较结果?表2采用新型碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线的 110 kV新建线由表3可知:新型碳纤维复合芯导线JLRX1/F2A-300/40和JLRX1/F2A-360/40方案的初期投资虽然比普通钢芯铝绞线JL/G1A-300/40方案的初期投资高3.9%和6.8%,但年费用分别比普通钢芯铝绞线方案低1.3%和3.4%?对于110kV新建双回线路,推荐采用JLRX1/F2A-300/40? JLRX1/F2A-360/40导线?6结语综上所述,新型碳纤维复合芯导线在旧线路改造工程的应用中可实现“全截面”覆盖,具有明显的经济效益和社会效益?对于220kV新建双回线路,推荐采用JLRX1/F2A-400/50?JLRX1/F2A-450/50导线;对于110kV新建双回线路,推荐采用JLRX1/F2A-300/40?JLRX1/F2A-360/40导线?参考文献[1]袁贝尔,应展烽,齐保军,等.高压碳纤维复合芯导线输电线路热过载运行的风险评估方法[J].电力系统自动化,2018,42(1):111-117.[2]张方正.铝包覆碳纤维复合芯导线研究现状与应用[J].山东电力技术,2017,44(11):58-64.[3]袁贝尔,应展烽,齐保军,等.高压碳纤维复合芯导线输电线路热过载运行的风险评估方法[J].电力系统自动化,2018,42(1):111-117.。
DB13_T1708-2013碳纤维复合材料芯架空导线
ICS29.060.20K 13 DB13 河北省地方标准DB 13/T 1708—2013 碳纤维复合材料芯架空导线2013-03-06发布2013-03-31实施前言本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。
本标准由邯郸市质量技术监督局提出。
本标准起草单位:河北硅谷化工有限公司、邯郸市硅谷新材料有限公司。
本标准主要起草人:宋志强、齐保军。
碳纤维复合材料芯架空导线1 范围本标准规定了碳纤维复合材料芯架空导线的产品分类、技术要求、试验项目及方法、取样要求、包装、标志、储存运输等内容。
本标准适用于架空输电线路用碳纤维复合材料芯(单根棒状)架空导线。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1043.1 塑料简支梁冲击性能的测定第1部分:非仪器化冲击试验GB/T 1179 圆线同心绞架空导线GB/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T 1463 纤维增强塑料密度和相对密度试验方法GB/T 2527 纤维增强塑料平均线膨胀系数试验方法GB/T 3048.2 电线电缆电性能试验方法第2部分:金属材料电阻率试验GB/T 4909.3 裸电线试验方法第3部分:拉力试验GB/T 6995.1 电线电缆电识别标志方法第1部分:一般规定GB/T 9979 纤维增强塑料高低温力学性能试验准则GB/T 10125 人造气氛腐蚀试验盐雾试验GB/T 14522 机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候老化试验方法荧光紫外灯GB/T 16422.3 塑料实验室光源暴露试验方法第3部分:荧光紫外线GB/T 22567 电气绝缘材料测定玻璃化转变温度的试验方法GB/T 20141 型线同心绞架空导线JB/T 8137.1 电线电缆交货盘第1部分:一般规定JB/T 8137.4 电线电缆交货盘第4部分:型钢复合结构交货盘DL/T 832 光纤复合架空地线IEC 60216.1 电气绝缘材料耐热性第1部分老化程序和试验结果评定IEC 61597 架空导线绞股导线计算方法IEC 61196-1-101 同轴通信电缆第1-101部分:电气试验方法-电缆导体直流电阻的试验IEC 62004 架空绞线用耐热铝合金线ASTM B609 电工用退火和中度回火的铝1350圆线3 术语和定义3.1碳纤维复合材料芯以碳纤维或碳纤维与其他纤维材料混杂为增强材料与热固性树脂复合而成的单根棒状芯材。
ACCC(碳纤维复合芯铝绞线)导线的应用和金具的研制
试验方法:温度 35±2℃腐蚀气氛 5%Nale 溶液喷雾
方法:截取芯 10 根,每根长 250mm, 称重,36.8792g,按盐酸腐败蚀法要求程序 进行,整个周期共 360h。结束后,拍照称重, 重量为 36.8792g,无见腐蚀凝点,重量无变 化。
ACCC(碳纤维复合芯铝绞线)导线的应用和金具 的研制
严行健 范正满
(江苏省电机工程学会 江苏南京 210024)
THE APPLICATION OF ACCC(ALUMINUM
CONDUCTOR COMPOSITE
CORE/TRAPEZOIDE WIRE) AND THE STUDY
OF METAL MODEL
0 引言
随着我国国民经济不断增长,对电力需 求也不断攀升,要求输电线路的传输容量越 来越大。为了解决在提高同条电力线路输送 容量的同时又能利用己有铁塔,不增加线路 走廊用地,探索我国电网改造,提高原有线 路利用率的途径,构建安全、环保、高效节 能、节约型输电网络的最有效办法即采用碳 纤 维 复 合 铝 芯 绞 线 , 美 国 名 ACCC : ( Aluminum Conductor Composite Core/Trapezoide Wire,本文简称 ACCC 导
0.01522 0.05394
200C 交流 电阻
0.02155 0.00951
75℃
598 1251
200℃
1098 2067
拉断力
(KN)
72.45 182. 8
注:1、截流量环境温度为 20℃时测得导体 所在温度截流量。
检测的数据、试验结果和美国 CTC 公司 提供的参数基本一致,略有差异,完全可以 应用国内输变电工程。 1.2 主要试验
碳纤维复合材料加固技术的施工工艺
碳纤维复合材料加固技术的施工工艺嘿,朋友!您知道吗?碳纤维复合材料加固技术,那可是建筑领域里的一把“神奇钥匙”!它能让那些有点“脆弱”的建筑重新焕发活力,变得坚固无比。
要说这碳纤维复合材料加固技术的施工工艺,那可真是一门精细的活儿。
就好像一位大厨在精心烹制一道美味佳肴,每一个步骤都得恰到好处。
首先,得给要加固的部位来个“全面体检”。
这可不是随便瞅瞅,得像医生拿着听诊器那样仔细,把裂缝、破损这些“毛病”都找出来。
要不然,怎么能“对症下药”呢?然后呢,就是对表面的处理啦。
这就好比给房子“洗脸”,把灰尘、油污啥的都清理干净,让表面变得光滑平整。
要是表面不干净,碳纤维复合材料能贴得牢吗?接下来,就是调制胶水。
这胶水可重要了,就像黏合剂,得把碳纤维和建筑牢牢地粘在一起。
调胶水的时候,比例可得掌握好,多了少了都不行,您说是不是?再然后,把碳纤维复合材料按照设计要求裁剪好。
这就像是裁缝在裁布料,尺寸得合适,形状也得对。
不然,怎么能完美贴合呢?贴碳纤维的时候,那可得小心谨慎。
就像给手机贴膜,不能有气泡,不能有褶皱,得贴得平平整整的。
您想想,如果贴得歪歪扭扭的,能起到加固的作用吗?贴好之后,还得用工具压实。
这就像是给被子压实,让碳纤维和建筑之间没有空隙,紧密结合。
最后,还要进行检查和养护。
这就好比照顾一个刚做完手术的病人,得时刻关注恢复情况,做好保养。
您看,这碳纤维复合材料加固技术的施工工艺,每一步都不能马虎。
要是有一步出了差错,那整个加固效果可就大打折扣啦!所以啊,施工的师傅们可得有十足的耐心和精湛的技术,才能让这神奇的技术发挥出最大的作用,让我们的建筑更加坚固、安全!怎么样,朋友,这下您对碳纤维复合材料加固技术的施工工艺是不是有了更清楚的了解啦?。
碳纤维复合导线JLRX(ACCC)施工手册
碳纤维复合芯导线JLRX/T(ACCC/TW) 施工手册远东复合技术有限公司前言长期以来,架空输电线路导线主要采用钢芯铝绞线以及相关产品,电力工业的飞速发展对架空输电线路导线提出了更高的要求,促使各国科技人员研究开发各种新型导线。
在上世纪90年代末,人们开始尝试用复合材料代替金属材料来制作导线的芯材,改善导线的弧垂特性,以达到提高线路输送容量的目的,远东控股集团于2002年开始跟踪和研究导线领域这一新发展,并于2006年设立了全资子公司——远东复合技术公司,专门从事碳纤维复合芯导线的研发、生产和销售。
碳纤维复合芯导线的型号为JLRX/T(J—架空导线,RL—软铝,X—型线,T —碳纤维复合材料),规格用软铝型线标称截面和复合芯标称截面表示;国际上的通用型号为ACCC/TW(Aluminum Conductor Composite Core/Trapezoidal Wire),规格用特定动物名表示。
碳纤维复合芯导线由于复合芯的强度足够高,不再需要铝承担受力作用,导电的铝就可以采用退火状态的软铝,其导电率可超过63%IACS;软铝的截面设计成瓦型,可大幅减小导线外径。
碳纤维复合芯导线的优越性能:1.导线的重量轻、强度高,在相同的运行应力时弧垂小;2.导线的线膨胀系数小,在最低温到最高温的运行温度范围内弛度小;3. 导线的外径小,导线运行时的风偏及覆冰载荷小;4. 导线的直流电阻和交流电阻小,线路运行时线损小;5. 导线允许运行温度180℃,可大幅度增容;6. 导线耐腐蚀,使用寿命长;6. 导线表面紧凑、光滑,电晕损耗小;碳纤维复合芯导线的力学、热学、电学特性均优于传统导线,综合解决了架空输电领域存在的各项技术瓶颈,可广泛用于老线路增容改造、新线路建设、电站母线,并可用于大跨越、大落差、重冰区、高污染等特殊气候和地理场合的线路。
因此,碳纤维导线在新建电力输电线路或老线路的改造上都有明显经济价值和社会效益。
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碳纤维复合芯导线自主研发及施工技术研究1前言中国土地资源有限,输电走廊的选择受到制约,提高单位走廊传输功率的需求日益迫切,对于输电能力取决于导线热稳定性的架空输电线路,更换高性能导线能够显著提高线路输送能力;近年来,随着大风、覆冰等恶劣气候的增多和加剧,导线风偏、舞动引发的线路故障频繁发生,严重影响电网安全稳定运行,更换低弧垂、高强度导线可有效抑制相地、相间放电及导线损伤。
碳纤维复合芯导线因具有重量轻、高强度、高弹性模量、低线胀系数、耐高温、耐疲劳、耐腐蚀等技术优势,既能够用于提高输送能力,又可有效提高线路安全运行水平,将成为最具发展潜力的新型导线品种,国家电网公司于2006 年将其列入重点推广技术目录。
碳纤维导线的核心是高性能碳纤维材料,我国T700及以上高性能碳纤维基本依赖进口,国家科技部将T-700碳纤维攻关列入十五、十一五规划。
目前仅有美国、日本等少数发达国家掌握碳纤维及碳纤维导线技术,国内仅有与国外合作生产碳纤维导线的形式,但原材料及配方、工艺等核心技术完全掌握于外方,不具备自主知识产权。
发达国家垄断高性能碳纤维及碳纤维导线核心技术与价格的局面已成为制约国内发展、应用碳纤维复合芯导线的瓶颈。
此外,不能连续张力放线是长久以来制约碳纤维导线应用的瓶颈。
如不能有效解决,碳纤维导线将难以广泛推广应用。
2碳纤维复合芯导线研发华北电网面对碳纤维复合芯导线的发展机遇与挑战,提出在国内高性能碳纤维实验室研究取得重大突破后,实施第一个具有完全国内自主知识产权的碳纤维复合芯导线的研发与应用。
碳纤维复合芯导线的生产过程主要包括以下三部分:①碳纤维原丝及碳纤维丝的制备。
②碳纤维复合芯的生产。
③碳纤维复合芯铝绞线的生产。
2.1 碳纤维丝研发碳纤维复合芯铝绞线的核心是高强度碳纤维丝。
碳纤维丝的强度、等级越高,则相同规格导线的芯径越小,重量越轻,导线的卷绕性能、施工性能越佳。
目前,华北电网研发的碳纤维复合芯导线采用T-700型碳纤维丝。
经过数十年研发,国内研究单位近年来认识到硝酸一步法制备碳纤维原丝的传统技术路线是错误的,在实验室实现了T700型碳纤维的成功试制,并在与华北电科院有长期技术合作关系的河北硅谷化工有限公司建设国内第一条T-700碳纤维原丝的工业化生产线。
碳纤维丝的生产包括两步:①制备碳纤维原丝;②碳纤维原丝经预氧化、炭化处理形成碳纤维丝。
原丝生产中的30多个参数、60多个影响因素以及碳纤维生产中的20多个参数、50多个影响因素将影响、决定最终的碳纤维性能。
年产200t的T700型碳纤维原丝生产线22碳纤维复合芯研发碳纤维复合芯是碳纤维导线中的主要承力部件,特别是在高温运行条件下须承受全部的导线张力。
碳纤维复合芯以碳纤维丝增强树脂,采用拉挤工艺成型。
因此,虽然碳纤维丝具有接近零的线膨胀系数、高强度、重量轻、耐高温、耐疲劳、耐化学腐蚀、耐大气老化等技术优势,但这些一根根独立的丝如同一盘散沙,难以发挥良好的协同作用,只有选择合适的树脂基体与配方,将独立的碳纤维丝良好结合起来形成一个整体,才能充分发挥碳纤维的各项优异性能,即树脂基体是碳纤维复合芯导线的另一核心。
经过选择、试验了环氧树脂、酚醛树脂等多种树脂体系并根据需要进行改性,解决了树脂的耐高温性、柔韧性、高温下的脆化、耐疲劳、耐老化,耐腐蚀等问题,最终确定了树脂基体与配方,满足了应用需求。
复合杆芯拉挤生产线2.3 碳纤维复合芯导线的生产碳纤维复合芯导线的生产是在复合芯基础上绞合选定的铝股,形成复合芯导线。
2.3.1碳纤维复合芯导线绞制设备如果从购买铝锭开始生产所需铝股并进行导线绞制,生产设备包括三部分:(1)电解炉及铝杆连铸连轧设备:用于从铝锭生产铝杆;(2)拉线机(铝线大拉机):用于将铝杆拉制为所需尺寸的铝股;(3)导线框绞机:用于将铝股绞合在复合芯上,形成导线。
以下为导线框绞机生产碳纤维复合芯导线的过程:碳纤维复合芯导线的绞制232 碳纤维复合芯导线的铝股选择碳纤维复合芯导线铝股的选择考虑如下:(1)由于碳纤维复合芯能够承受导线的全部张力,因此复合芯导线的铝股可以选用导电性能优良而机械性能偏差一些的材料。
美国CT(公司的碳纤维导线采用软铝股,电导率达到63.7%IACS,而普通的钢芯铝绞线所用硬铝的电导率为61-62%IACS,即在相同导线运行温度下使用碳纤维复合芯软铝导线能够降低线损。
但因软铝股的硬度、机械强度、熔点相对常规导线所用的硬铝偏低,在线路施工、导线检修及雷击导线等放电过程中易导致软铝股的变形、损伤、断股,特别是一定程度上增大了运行检修单位的工作难度。
(2)如果采用硬铝(电导率为61-62%IACS)作为碳纤维导线的铝股,当导线经过100 C以上的高温运行后硬铝股的机械强度有一定损失。
(3)如果采用耐热铝合金作为碳纤维复合芯导线的铝股,则形成的碳纤维导线在施工及运行检修中具有很大优势,在很大程度上解决或避免了目前碳纤维复合芯软铝绞线在施工、运行中存在的易变形和损伤问题。
但由于耐热铝合金的电导率为60%IACS相对略低,存在损耗略大的缺点。
经综合考虑,根据铝股的差异,研发、生产两个系列的碳纤维复合芯导线,由用户根据实际需要进行选择。
a)采用软铝作为碳纤维导线的铝股,形成碳纤维复合芯软铝绞线系列产品。
b)采用耐热铝合金作为碳纤维导线的铝股,形成碳纤维复合芯铝合金绞线系列产品。
2.4 碳纤维复合芯导线检测根据华北电网安排,碳纤维复合芯铝合金导线及软铝导线试品送上海电缆研究所和国网电力建设研究院进行全面性能检测。
(1)导线常温握力试验:铝合金导线ACCC/LH-240/35的常温拉断力为165.6kN ;软铝导线ACCC/LR-240/35的常温拉断力为159.7kN ;上述导线的计算拉断力为120kN,实测结果比计算拉断力高30%以上。
(2)导线高温拉断力试验:铝合金导线ACCC/LH-240/35的常温拉断力为165.6kN ;铝合金导线ACCC/LH-240/35的150 C拉断力为149kN; 铝合金导线ACCC/LH-240/35的170 C拉断力为149.6kN ;ACCC/LH -300/50的150C及170C拉断力与常温拉断力的比值为90%即本项目研发的碳纤维复合芯导线具有优良的耐高温性能,高温拉断力显著优于国外技术产品。
(3)导线的复合芯(不含铝股)拉断力试验:铝合金(或软铝)导线ACCC/LHor LR-240/35 所用复合芯的常温拉断力为123.7kN ,复合芯的常温抗张强度为2800MPa与国外技术产品相当。
铝合金导线ACCC/LH-300/50所用复合芯150 C拉断力为167kN,抗张强度为2656MPa因此,本项目研发的碳纤维复合芯由常温(按30 C计)升高至150 C时,抗张强度下降幅度仅为5.2%。
国外技术产品的复合芯160C抗张强度仅为1400MPa按其产品经验数据(每升高1 C,抗张强度下降10MPa计算,复合芯150C抗张强度约为1500MPa 30C抗张强度约为2700MPa因此,国外技术产品的复合芯由常温(按30C 计)升高至150 C时,抗张强度下降幅度达到40%碳纤维复合芯导线的重要优势之一是能够提高线路输送能力,而提高输送能力的关键是允许导线高温运行,即要求导线在高温运行时保持较高的机械强度,因此高温拉断力是碳纤维导线的最重要指标之一。
上述数据表明:在关键性的高温拉断力指标上,本项目研发的碳纤维复合芯导线显著优于国外技术产品。
(4)复合芯抗弯性能与抗压性能是针对导线芯杆的测试项目,ACCC3OO/50勺上述两项性能显著优于国外同类产品。
①自主研发产品的复合芯最大抗压负荷为34.7kN ;国外技术产品最大抗压负荷约为25kN;②自主研发产品的复合芯最大弯曲负荷为 4.7kN ;国外技术产品最大弯曲负荷约为 2.5〜3.5kN。
相对于常规的钢芯铝绞线,碳纤维复合芯属于脆性材料,当施加的压力过大时,复合芯存在碎裂的危险,自主研发产品的复合芯在该方面具有显著优势。
( 5)导线弧垂- 温度特性试验及线膨胀系数测试是涉及导线弧垂设计的主要参数之二,反映导线弧垂随温度变化的特性。
碳纤维复合芯导线存在迁移点温度(温度拐点),在迁移点以下,碳纤-6维导线的线膨胀系数与常规导线相近,其中碳纤维铝合金绞线ACCC/LH-300/50为12.8 X 10- (1/ C ), 碳纤维软铝绞线ACCC/LR-240/35为12.7 X 10-6(1/ C );在迁移点以上,碳纤维导线的线膨胀系数大幅度下降,ACCC/LH-300/50为2.0 X 10-6(1/ C) , ACCC/LR-240/35为1.9 X 10-6(1/ C),确保导线在高温运行时弧垂基本不再增大。
因此,迁移点温度是碳纤维复合芯导线的关键指标之一。
众所周知,碳纤维丝的线膨胀系数接近于零,但与树脂结合形成复合芯、再与铝股结合形成碳纤维导线后,导线整体的线膨胀系数由碳纤维丝、树脂、铝股共同决定,随着树脂、铝股参数的变化,导线迁移点温度也呈现显著差异,如使用铝合金股时,迁移点温度相应偏高;使用软铝股时,迁移点温度相应偏低。
本项目研发的碳纤维软铝绞线ACCC/LR-240/35的迁移点温度为60C,而国外技术产品的碳纤维软铝绞线的迁移点温度约为80C,本项目研发的碳纤维复合芯对于导线的迁移点温度及弧垂的影响显著优于国外技术产品。
( 6)在国网电力建设研究院进行了碳纤维导线的常温/高温蠕变试验,共进行了ACCC/LH-300/50 碳纤维导线在15% 25% 35%额定拉断力,常温、高温(150C)条件下6个样品的蠕变试验,其中25% 额定拉断力的10年蠕变量仅为328mm/km而国外技术产品的蠕变量约为500 mm/km。
( 7)在上海电缆研究所进行了碳纤维导线的疲劳振动试验。
本项目研制的碳纤维导线及配套金具顺利通过了3根试品共计3X 3000万次的疲劳振动测试。
3碳纤维复合芯导线施工技术研究3.1现有金具及施工技术存在的问题目前碳纤维复合芯导线使用的耐张线夹和接续管,均属于特殊的楔型结构。
基本原理均是通过金具内部的楔型结构或者类似的结构来实现对于碳纤维复合芯导线的固定或夹持。
常规耐张线夹与碳纤维导线专用线夹虽然上述金具具有强度高、握力强、耐腐蚀性好以及安全性等优点,但是在碳纤维复合芯导线应用过程中,金具的楔型结构对金具的加工精度要求非常高,金具与导线配合完好才能发挥其作用,这也使得现有碳纤维复合芯导线配套金具价格昂贵,是普通钢芯铝绞线的常规金具价格的10倍以上。
对于接续金具,由于采用了背靠背楔型结构或者类似结构的连接形式,使得接续管长度和直径增加很多,常规接续管长度一般在80cm以下,而碳纤维复合芯导线使用的特殊楔接式接续管长度达到了170cm以上,楔接式接续管因长度过长、外径过大导致过滑车时易折断或损伤碳纤维复合芯导线,导致在使用这种接续管的情况下,碳纤维复合芯导线在施工过程中不能实现连续放线,目前施工均采用不超过5公里一段的分段放线方式,这给长距离线路施工带来很大困难,施工中需要进行次数较多的转场,大大增大工作量、工作难度和施工费用,另外如果是在环境恶劣、地形复杂的山地施工,由于没有适合的张力场,甚至面临无法放线的问题。