碳纤维复合芯导线在电力传输线路上应用的意义
碳纤维复合芯软铝导线在输电线路上的应用
能较好的满足目前国内对输电线路提出的增容的要求，且新型碳纤维复合芯导线相对于传统导线，提 高了导体的导电率（即降低了导体电阻），在长距离输电线路上应用，能起到较好的节能效果同时由于 碳纤维材料替代传统的铜芯作为加强件，诲导线具有了更好的耐腐蚀性能，可提高导线的运行寿命。
２复合芯软铝导线特点
１强度高。
ｆＯ．０２６）
１）
ｒＯ．０３７）
ｒ０．０３７）
０．１１８（０．０３６）
０．０９５（０．０２９）
载流量
７５０Ｃ １０００ｃ ２００ａＣ ９０８ １１２３ ８９６ １１０３ １６６２ ９９２ １２２ｌ １７９８ １０２５ １２６５ １８６３
各种增容导线的特点虽然各不同，但均能不同程度上提高载流量，提高线路输送能力。耐热铝 合金导线、铝基陶瓷纤维芯铝绞线是从材料和结构的总体上更新，如碳纤维芯软铝绞线ＪＲＬＸ／Ｔ、间 隙型钢芯耐热铝合金绞线（ＧＴＡＣＳＲ）和间隙型钢芯超耐热铝合金绞线（ＧＺＴＡＣＳＲ）等。从各种增
殷钢芯铝合金导线
２８．３８ｍｍ
铝基陶瓷复合芯导线
２８．１９
ｎｌｌｎ
直径 导电铝面
４０３ｒａｍ２
４８６。４
ｒａｍ２
４０３ｒａｍ２
５１７ｒａｍ２
积 结构 钢绞线 铝 承拉芯直 径承拉芯 面积 抗拉 强度 弹性 模量 密度 线膨胀系 数温度迁 移点以上 线膨胀系 数 １１．５ｘ１０．６／＊Ｃ以上
一１３００
形软铝绞台而成。
堆早期２００２年美国ＣＴＣ公司开发了先期复合芯Ｔ形绞线并在美围几条线路上试用，黄围在２００４ 年开始挂网商业运行。远东复合技术有限公司和美同ＣＴＣ公司在２００２年下半年就该项目开始合作。 碳纤维复合芯软铝导线具有５００ＫＶ及以Ｐ输电线路运行能力，抗拉强度较高，单位长度重最鞍轻 的特点．使得应用该种导线的线路能够降低杆塔间的导线下垂弧度，可提高线路运行的安牟件和可靠 性，同时可减少输电线路中支撑杆塔数量，降低工程建遗成奉，减少了工程占地，节约了我国的土地资 源。碳纤维复合芯导线相对于传统导线，在相同外径尺、Ｊ下．增加了导电截面，增Ａ了线路的输送客量，
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。
碳纤维复合芯软铝(耐热铝合金)绞线在电网输电线路的应用
10
三 架线施工和安装的特殊工艺
One
由于碳纤维应用的是软铝，所以要着重说明的是， 储运和吊装过程中，导线的表面绝对要避免接触地面。可 以在地面上铺上纸，或者其他材料来避免铝线着地。导线 表面不能被磕损，导线应该能够通畅地从滑轮槽通过。
8
二 碳纤维复合芯导线技术特性
表1 各种导线力学特性
导线型号
LGJQ-400
2XLGJ300/25
JRLX/T310
ห้องสมุดไป่ตู้
JRLX/T -361
NRLH60/LB14400/35
计算拉断力（N）
105110
2X79230
103130
122245
113340
安全系数
2.5
2.5
2.5
2.9
2.7
最大使用应力 （N ）
JRLX/T-360 碳纤维复合芯导线和NRLH60/LB14-400/35 在60℃左右时，即可达到2XLGJ-300/25导线经济输送容量； JRLX/T-310 碳纤维复合芯导线在70℃时可达到2XLGJ300/25导线经济输送容量。对JRLX/T-361和NRLH60/LB14400/35导线而言，分别在180℃和150℃运行时，既可达到 2XLGJ-300/25导线极限输送容量；对JRLX/T-310在150℃和 180℃运行时，可以达到2XLGJ-300/25导线极限输送容量的 82%和90%。
线路名 称
大青甲 大青乙 大青丙
电压等级 （千伏）
浅谈碳纤维复合芯导线在苏州110kV输电线路增容改造工程中的应用
●
碳 纤维芯 棒 玻 璃纤 维包覆 层
铝 线
线 向阳支线 １ 撑 ～９ ≠ ｝ 区间导线 由 Ｌ Ｇ Ｊ 一 ２ ４ ０ ／ ３ ０钢 芯铝绞线 替换
为 双分 裂 ２ ×Ｌ Ｇ Ｊ 一 ２ ４ ０ ／ ３ ０钢 芯 铝绞 线 ， 则 钢 管 塔 单 侧 负 重 增 加 （ Ｌ Ｇ Ｊ 一 ２ ４ ０ ／ ３ ０ 钢 芯 铝 绞 线 单 位质 量 为 ９ ２ ２ ． ２ ｋ ｇ ／ ｋ ｍ） ， 相 应 扭 矩 增 大 。可见 ， 方案 （ ２ ） 可使钢 管塔超设 计荷载运 行 ， 影 响安 全 ； 而 方案 （ １ ） 则 存在 工 程 投 资 高 、 停 电 时 间 长 等 缺 点 。 因此 ， 方 案
（ ３ ） 更换倍容量 耐热导线成 为首选 。经 过计算 匹配 ， 工 程组决
图１ 碳 纤维 复 合 芯 导 线 示 意 图
定采用型号为 Ｊ Ｒ Ｌ Ｘ ／ Ｔ － ３ ０ ０ ／ ３ ３ （ 单 位质 量为 ９ ０ ７ ｋ ｇ ／ ｋ ｍ） 的碳 纤 维 复 合 芯 导线 来 替 换 原 线 路 导线 。
１ １ ６ ６ 线 向 阳支 线 １ 撑～９ 撑区 间 是 同杆 多 回线 路 ， 塔 型 为 鼓 型 钢 管塔 ， 该 支线右侧运 行线路 为 １ １ ０ ｋ Ｖ寒开 １ １ ６ ２线 马 涧 支 线 ， 其导线也采用 Ｌ Ｇ Ｊ 一 ２ ４ ０ ／ ３ ０钢 芯 铝 绞线 。若 简单 地 将 寒 马 Ｉ １ ６ ６
３ 增 容 改 造 工 程 中的 技 择
参考《 １ １ ０ ｋ Ｖ～ ５ Ｏ Ｏ ｋ Ｖ架 空 电 力线 路 施 工 及 验 收 规 范 》 中 普 通 钢 芯 铝 绞 线 放线 滑 车 的技 术 规 定 ， 同 时 考 虑 到 碳 纤 维 复 合
碳纤维导线在固安35kV输电线路上的应用
碳纤维导线在固安35kV输电线路上的应用【摘要】碳纤维复合芯导线（ACCC）是一种节能型输电线路用导线，具有耐高温、重量轻、强度大、低线损、弛度小、耐腐蚀等特点，本文结合固安刘家园-柏村35千伏线路新建工程，研究其在工程应用中存在的问题及解决方案。
【关键词】碳纤维复合芯导线；工程应用；新建工程0 前言随着电力负荷的大幅度增加和输电走廊选择的日益困难，提高单位走廊传输功率的需求日益迫切，常规的钢芯铝绞线已难以满足输电需求。
在固安刘家园-柏村35千伏线路新建工程项目中，我们对碳纤维复合芯导线（ACCC）的特点进行了介绍，在达到预期建设规模的同时，不仅提高线路输送能力、降低电网损耗，而且有效提高线路安全运行水平。
1 工程建设的方案由于固安刘家园-柏村35千伏线路新建工程的主要路径在规划路的绿化带中，走廊宽度有限且占用了原10kV线路的路径，故采用35kV单回与10kV四回路并架输电线路设计方案（本设计只考虑35kV设计部分及钢杆上的10kV横担）。
刘家园110kV变电站采用电缆出线，35kV单回输电线路导线采用碳纤维复合芯导线（ACCC）。
2 碳纤维复合芯导线（ACCC）特点[1-3]碳纤维复合芯导线（ACCC）是一种节能型增容导线，在电气、机械等诸多性能方面领先于普通钢芯铝绞线，具有非常突出的应用优势，实现了电力传输的节能环保与安全。
（a）导线允许运行温度大幅度提高，输电能力大幅度提高，节省输电走廊，碳纤维丝具有优异的耐高温性，在2000℃下强度不降低。
通过选取合适的树脂基体与配方，与碳纤维丝制成导线的复合芯，确保高温下复合芯的机械强度。
这样使碳纤维导线运行于高温（150～200℃）条件时，能够由碳纤维复合芯承担全部导线张力，导线的外部铝股仅承担传导电流的作用，解决了高温下常规导线机械强度大幅度降低的问题，即通过提高导线允许运行温度从而使输电能力大幅度提高。
（b）导线重量轻、线膨胀系数小（温度拐点以上）、弛度（弧垂）小，对杆塔强度及（或）杆塔高度的要求降低。
碳纤维复合芯导线在电力传输线路上的应用
点 ， 得应 用 该 种 导线 的线 路 能够 降 低 杆塔 间 的 导 使 线 下垂 弧度 ，可 提 高线 路 运 行 的安 全 性 和可 靠性 ，
同 时可 减少 线 路 中支 撑 杆 塔 数量 。 降低 了工 程 建 造 成本 ， 减少 了工 程 占地 ， 约 了我 国的土地 资源 。碳 节 纤维 复 合芯 导 线相 对 于 传 统 导线 。 在相 同外 径 尺 寸
维普资讯
河 南 电 力
２０ ０７年第 ４ 期
碳纤维复合芯导线在电力传输线路上的应用
张 国光
（ 焦作铁 路 电缆 工厂 ， 南 焦作 ４ ４ ０ ） 河 ５ ０ １
摘 要： 介绍 了 当前 架 空输 电线 路 用 导 线 的 发展 状 况 、 势 和 特 点 ， 趋 重点 阐述 了碳 纤 维 复 合 导 线 的 优 缺 特 性 ． 以及 广
ｃ ｍｐ ｕ ｄ ｌａ ｓ ｔｅ ｉｅ ｘ ｅｌｎ ｏ ａ ｋ ｔｅ ｃ ａ ａｔｒｓｉ ａ ｄ ｈｅ ｏ ｏ ｎ ｅ ｄ ｌ ｅ ｃ ｌ ｔ ｔ ｌｃ ｈ ｈ ｒｃｅｉ ｃ，ｎ ｔ ｍａｋ ｔ ｏｅ ｒ ｕ ｄ ｆ ｔｅ ｈ ｎ ｅ ｔ ｒ ｅ ｆｒｇ ｏ ｎ ｏ ｈ ａ ｌ ｕ ｅ ｍｐｉ ｄ ． ｔ Ｋｇ ｙｗｏｄ ： ｕｌ ｎｓ Ｉ ｔ ｅ ｄｔ ｅｌ ｅ ｔｅｃ ｍｐ ｕ ｄｌａ ｓ ｅｌ ｅ ｃ ｂ ｎ ｆ ｅ ｒｓ ｂ ｉ ｄｏ ｉ ｓ ｏｌａ ｈ ｉ ； ｏ ｏ ｎ ｅ ｄ ｔ ｉ ；ａ ｏ ｉ ｒ ｔｔ ｎ ｈ ｈ ｎ ｒ ｂ
下 。 加 了 导 电截 面 ， 大 了线 路 的输 送 容量 ， 较 增 增 能 好 地 满足 目前 国 内对 输 电线 路 提 出 的增 容要 求 ， 且
目前增 容 导线 包 括耐 热 铝合 金 导 线 （ＡＣ Ｒ） Ｔ Ｓ 、 殷 钢 芯 耐 热 铝 合 金 导线 （Ｔ Ｓ 、 隙 型 钢 芯 耐 Ｚ ＡＣ Ｒ） 间
碳纤维复合芯导线在线路增容工程中的应用
碳纤维复合芯导线在线路增容工程中的应用摘要本文通过一条220kV线路增容改造的实际案例,阐述了碳纤维复合芯导线的基本特性、配套金具选用、施工中的注意事项、运行中的难点讨论等,希望能让大家对这种新型导线实际应用的各个方面有一定的客观了解。
关键词碳纤维复合芯;导线;线路增容1 引入碳纤维复合芯导线解决线路增容问题1.1问题提出220kV汾湖-嘉善同塔双回线路作为嘉兴地区220kV电网网架的主要线路,连接着500kV汾湖变和220kV嘉善变,导线采用LGJ-400/35,建成投运于1997年。
随着嘉善地区供电需求的增长,尤其在迎峰渡夏和冬季用电高峰期,这两条线路的输送容量已不能满足需求。
为保证安全可靠供电,经测算,220kV汾湖-嘉善单回输电线路的输送容量需达到475MV A左右,即相当于2*LGJ-400/35导线93.87%的输送容量(环境温度35℃,最高允许温度70℃)。
因此,220kV汾湖-嘉善同塔双回线路需要进行增容改造。
1.2客观环境1)嘉善地区属于经济发达地区,地方较小,线路走廊资源极其有限,新开线路走廊将占用新的土地资源,而且原路径走廊资源也得不到很好利用;2)采用原线路路径进行大规模改造,即原塔拆除、新立杆塔并架设2×LGJ-400/35导线,则原线路停电时间较长,会大大增加嘉善地区电网网架的运行压力和安全风险;3)原路径大规模新立杆塔改造,原单根导线需更换为架设双分裂导线,塔基占用的土地面积会有所增加;4)嘉善地区杆塔基础施工的政策处理难度大。
1.3解决措施利用原线路杆塔,采用碳纤维复合芯导线更换原LGJ-400/35导线。
通过计算匹配,可采用型号为ACCC/TW-413的碳纤维复合芯导线进行更换。
该导线与普通钢芯铝绞线相比,具有以下优点:1)极高的载流能力:相同截面下输送容量提高了近1倍,为普通钢芯铝绞线的1.97倍,可以满足线路增容要求;2)良好的张力特性:由于碳纤维芯的温度膨胀系数为钢绞线芯的1/7,故导线的伸长随温度的变化很小,经验算,同样条件下导线弧垂小于原LGJ-400/35导线弧垂;3)热稳定性好:可以在线温150℃时长期运行;4)施工安装方法与普通钢芯铝绞线基本相同。
复合材料在电力设备中的应用
复合材料在电力设备中的应用随着科技的发展和工业制造的进步，复合材料作为一种新型材料，逐渐在电力设备中得到了广泛应用。
它具有轻质、高强度、耐腐蚀、绝缘等特性，可以有效提升电力设备的性能和可靠性。
本文将就复合材料在电力设备中的应用进行探讨。
1. 复合材料在输电线路中的应用复合材料在输电线路中的应用，主要体现在电线电缆的外绝缘层。
常规的电缆外绝缘层通常采用橡皮或塑料等材料，但这些材料不仅重量较大，而且在高温和酸碱环境中容易发生老化和损坏。
而采用复合材料作为外绝缘层，可以有效解决这些问题。
复合材料具有优异的绝缘性能，不仅可以提供良好的绝缘效果，还可以降低电缆的重量和体积。
2. 复合材料在变压器中的应用变压器作为电力设备中重要的组成部分，承担着电能互变和电压变换的功能。
复合材料的应用在变压器中有两方面的体现。
首先是变压器的外壳，传统的变压器外壳一般采用金属材料，如钢板和铝板等。
但这些材料存在着重量大、易腐蚀等问题。
而采用复合材料作为变压器外壳材料，不仅可以减轻重量，还能提供更好的防腐蚀性能。
其次是变压器的绝缘材料，复合材料具有优异的绝缘性能，可以作为变压器的绝缘层，提高设备的绝缘能力和安全性。
3. 复合材料在绝缘子中的应用绝缘子是电力设备中起到支撑和绝缘作用的重要部件。
传统的绝缘子一般采用陶瓷材料制成，但由于其重量大、易破碎等问题，限制了其在大型电力设备中的应用。
而使用复合材料制造绝缘子，可以有效解决以上问题。
复合材料绝缘子具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点，不仅可以减轻设备重量，还能提高设备的抗震性能和使用寿命。
4. 复合材料在电缆桥架中的应用电缆桥架是电力设备中用于装载和保护电缆的重要设施。
传统的电缆桥架通常采用钢材制作，但在潮湿和腐蚀性环境下容易生锈和腐蚀。
而采用复合材料制造电缆桥架，不仅可以有效解决这些问题，还能提供更好的防腐蚀性能和电缆保护效果。
此外，复合材料的轻质特性也能够减轻桥架的重量，降低施工难度。
碳纤维复合芯导线的性能与应用研究
铝截 面积 较钢芯 铝 绞线 铝截 面积要 大 ， 铝 的用量 要 多
出２ ０ ％～ ３ ０ ％， 增 大 了导 电的面 积 。
３ ）Ａ Ｃ Ｃ Ｃ导 线 外 层 铝 线 采 用 退 火 工 艺 铝 线 ， 与
由表 １可知 ： 碳纤 维复 合 芯导线 在外 径大 致 相 同 时． 其铝 线 截面 积 、 最 高工 作温 度 、 不 同温度下 的载流 量 均高 于钢 芯铝 绞线 。当高 于迁移 点 温度 （ 约８ ０ ｏ Ｃ） 之后 ， Ａ Ｃ Ｃ Ｃ导 线 的弹 性 模 量 比 Ａ Ｃ Ｓ Ｒ导 线 要 高 。 而 热 膨胀 系数 则要 远低 于 Ａ Ｃ Ｓ Ｒ导线 。 热 膨胀 系数 小这
一
高强 钢 丝 的
抗拉 强 度 为 １ ４ １ ０ ＭＰ ａ ， 而 碳纤 维 复 合 芯导 线 的抗 拉 强度 可 达 到 ２ ３ ９ ９ ＭＰ ａ ．分别 为前 两 者 的 １ ． ９ ３倍 和 １ ． ７ Ｏ倍 。
碳 纤维复合芯导线 的性 能与应用研究
蔡 云 财 ， 郭 健 ， 王 楚 淇 ， 秦 孝 来
（ １ ． 沈 阳优 力 机 电设 备 有 限 公 司 ， 沈阳 １ １ ０ ０ ３ ５ ； ２ ． 营 口供 电公 司 ， 辽宁 营口 １ １ ５ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 阐述 碳纤 维 复 合 芯 导 线 （ Ａ Ｃ Ｃ Ｃ） 的基本结构 ， 将 Ａ Ｃ Ｃ Ｃ与 传 统 钢 芯 铝 绞 线 （ Ａ Ｃ Ｓ Ｒ） 在结构 、 材料性能 、 弧 垂 一 温 升 曲线 、 安 装 曲 线 方 面 进行 对 比 。结 果 表 明 ， Ａ Ｃ Ｃ Ｃ铝 线 截 面 积 、 最高工作温度 、 载流 量 均 高 于 Ａ Ｃ Ｓ Ｒ， 在 工程 中应 用 Ａ Ｃ Ｃ Ｃ可 有 效 提 高线 路 的送
碳纤维复合芯导线在输电线路重冰区域上应用
碳纤维复合芯导线在输电线路重冰区域上的应用摘要：介绍了碳纤维复合芯导线发展状况、趋势和特点，重点阐述了碳纤维复合芯导线的优点，以及国内碳纤维复合芯导线应用情况。
关键词：电力碳纤维导线架空输电线路应用0 引言2008年初，我国南方雪灾给国计民生带来重大灾难和经济损失，有些地方由于输电线路覆冰，铁塔扭曲变形甚至倒塌伤人。
2009年，山西电网所辖曲朔ⅱ线由于覆冰，地线断线，造成重大经济损失。
有鉴于此，电网输电线路需要一种重量轻、强度高、弛度低、耐腐蚀、低线损的新型架空导线，碳纤维复合芯导线是最好的选择。
名词解释：accc—碳纤维复合芯导线acsr—钢芯铝绞线1 碳纤维复合芯导线简介中国土地资源有限，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、低线膨胀系数、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。
目前，已有国内厂商可以生产这种导线。
■2 碳纤维复合芯导线的特点2.1 运行温度高。
碳纤维复合芯耐热导线可使迁移点温度提升，如accc/lh-300/50导线的迁移点温度在100～110℃范围内，长时间正常运行温度可达160℃，短时间正常运行温度可达200℃，能轻松满足增容后的弧垂等要求。
2.2 强度高。
一般钢丝的抗拉强度为1240mpa，高强钢丝为1410mpa，而碳纤维复合芯导线芯棒，其抗拉强度可达到2600mpa，分别为前两者的2.1倍和1.85倍。
2.3 重量轻。
碳纤维复合芯材料的比重约为钢的1/5。
在相同的外径下，碳纤维复合芯导线的重量比常规钢芯铝绞线acsr轻20-40％。
ACCC导线在35KV输电线路中的应用分析
ACCC导线在35KV输电线路中的应用分析作者：高海军来源：《华中电力》2014年第01期【摘要】，碳纤维复合芯导线也叫ACCC导线，是一种节能型输电线路用导线，随着电力需求的逐渐增大，ACCC碳纤维复合芯导线凭借着自己独特的优点，对电力传输的安全、节能与环保发挥了重要的作用。
本文以华晋公司35KV的新建项目工程为例，介绍了ACCC导线的特点，以及项目工程的方案设计存在的问题和对策【关键词】ACCC导线；工程；应用引言；我国是一个缺电的国家，随着电力需求的不断增加，由于电力负荷的大幅度增加，必须提高传输功率，而我国传统的导线类型已经不能够满足社会的现状，输电需求的增加，导线是输电线路最重要的一部分。
ACCC碳纤维复合芯导线在35KV输电线路中，节省了电网损耗、增加了电路输送能力、提高了线路的运行水平，对电力传输的安全、节能与环保发挥了重要的作用。
一、碳纤维复合芯导线（ACCC）导线的优点ACCC碳纤维复合芯导线是取代了传统的钢芯铝导线，有巨大的应用优势，对传输容量的提升，线路的安全可靠性的改善都有很明显的作用，对电力产业也造成了很大的影响，ACCC 导线具备了很多的优点。
（1）ACCC碳纤维复合芯导线的耐高温性。
导线运行温度的大幅度提高，增加了输电能力，输电走廊节省，而碳纤维导线运行在150摄氏度和200摄氏度之间时，ACCC碳纤维复合芯导线能够承担导线的全部张力，铝股在导线外部可以传导电流，避免在高温条件下普通导线的机械强度降低的现象，导线运行温度的提高，从而提高输电能力。
（1）ACCC碳纤维复合芯导线的强度大。
ACCC导线作为一种新型导线，强度非常大，ACCC碳纤维复合芯导线的强度可达普通导线的两倍，（2）ACCC碳纤维复合芯导线的导电率很高。
磁损和热效应是钢丝材料引起的，在ACCC导线复合材料是存在的，输送相同的负荷，运行温度很低，可以节能约6%。
（3）ACCC碳纤维复合芯导线的低弛度。
ACCC导线的膨胀系数很小，在用电高峰期，ACCC导线比ACSR导线的弧垂的变化降低2倍以上垂度，载流量大，ACCC导线很显著具有低弛度特性，减少架空线的绝缘空间走廊，导线运行时更安全稳定。
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。
碳纤维复合芯导线在华东电网的应用分析
ｇ ｏ ｏ ｄ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ＡＣＣ Ｃ ａ ｒ ｅ ｈ ｅ ｌ ｐ ｆ ｕ ｌ ｆ ｏ ｒ ｓ ｏ ｌ ｖ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｍｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ｉ ｓ ｓ ｕ ｅ ｓ ｉ ｎ ｓ ｏ ｍｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｍｓ 线是一种新型增 容导 线 ， 它 在机 械、 电 气 性 能 等 方 面 都 有 突 出 的 优 势 。通 过 对 华 东 电 网一 条 ５ ０ ０ ｋ Ｖ线路的技术经济分析 ， 论述 了应用 碳纤 维复合 芯导线增 容改 造线路 ， 可 以 节 省 改 造 项 目成 本， 但 运 行 损 耗 比较 大 。在 华 东 地 区 ， 基 于不 同 的 具 体 情 况 ， 可 以利 用 碳 纤 维 复 合 芯 导 线 的 性 能 优 势 ， 解 决 一 些 特 殊 环 境 下 的线 路 增 容 问题 。 关键 词 ： 碳纤维复合芯导线 ； 线 路增 容 ； 经 济 性
Ｅａ ｓ ｔ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｇｒ ｉ ｄ ｄ ｅ ｍｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＡＣＣ Ｃ ｆ ｏ ｒ ｕ ｐ ｇ ｒ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ａ ｎ ｓ ａ ｖ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ
ｃ ｏ ｓ ｔ，ｂｕ ｔ ｉ ｔ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｓ ｈｉ ｇｈｅ ｒ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏｓ ｔ ｔ ｈａ ｎ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｌ Ａｌ ｕ ｍｉ ｎｕ ｍ ｃ ｏｎ ｄｕｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｒ ｅ ｎｆ ｏｒ ｃ ｅ ｄ（ Ａ ＣＳＲ ） ．Ｉ ｎ Ｅａ ｓ ｔ Ｃｈ ｉ ｎ ａ．ｔ ｈ ｅ
碳纤维复合芯导线
节约一半铝材的消耗。按每年电力电路200万吨铝用量计算，能节 约铝材近100万吨。从保护环境、改善人类生态环境方面来说，具 有划时代的意义。
使用常规安装方法、工具和金具，无需特殊工具或特殊培训。
目前电缆行业的现状
我国近些年建设了数以千万公里计的国家电力和通信网络， 从中心大都市延伸至偏远的小山村，对电缆的需求是巨大的。我 国电线电缆企业也从过去的123个国家定点厂发展到目前的7000 余家。
ACCC碳纤维复合芯导线
(Aluminum Conductor Co
mposite Core) 复合材料合成芯导线。
一、简介 二、ACCC导线的性能特点 三、电缆行业现状 四、ACCC导线商业应用现状 五、ACCC导线国内生产企业 六、ACCC导线的技术指标 七、ACCC导线的发展前景
简介
ACCC是用碳纤维材料开发的新型导线。
城市轨道交通的迅速发展，将孕育出无限商机，这同时也给国 内电线电缆企业带来新的市场机遇。其中电力电缆将主要是直流牵 引电缆、阻燃电缆、耐火电缆、绿色环保电缆、自控温电缆等特种 电缆。信号电缆主要集中在地铁用、铁路用的信号电缆和控制电缆、 通讯电缆、通讯光缆等品种。
目前电缆行业的现状
线缆高端产品市场凸现，主要是技术含量较高的船用电缆、机车 车辆用电缆、航空航天领域用电缆以及核电站用电缆。国家“十一 五”规划对造船、铁道、飞机、宇航和核电领域的发展规划己经明 朗，需要电缆的品种和数量大致确定。上述领域市场的显露，也就 很快会出现电缆产品热。同时为电线电缆企业拓宽生存空间觅出一 条蹊径，更为电线电缆行业发展带来一缕曙光。
ACCC碳纤维复合芯导线技术在县级电网的应用前景分析
ACCC碳纤维复合芯导线技术在县级电网的应用前景分析摘要：碳纤维复合芯导线（ACCC）是一种新型架空输电线路用导线，重量轻、耐拉伸、热稳定性好、弛度小、单位面积通流能力强和抗腐蚀是其突出特点。
特别适合于公司驻地滨海、矿山地区腐蚀强度大、污秽强度高、导线易舞动的使用环境。
满足建设资源节约型、环境友好型电网的要求，在县级电网中输电线路中具有良好的应用前景。
关键词：碳纤维复合芯导线分析应用前景利用架空导线输送电能是电力输送的主要手段。
伴随着社会经济的高速发展，土地资源日趋紧张，架空输电线路新通道的审批和新建成为电网建设的突出难题。
部分地区由于经济高速发展，用电负荷呈几何级数增长，原有输电线路输送能力已不能满足负荷的快速增长，更换导线、加粗导线、新出专线势在必行。
拆除旧有线路、改造杆塔再架设新导线的传统方法成本高，工期长，一旦线路架设不及时，原有线路通道将被政府规划部门收回，新架线路将无法使用原有线路通道，给电网规划和建设带来极大困难，一定程度的提高了工程造价并延长了建设周期；线路架设过程中的长时间停电，也极大影响了电网的供电可靠性和设备可用系数。
为解决上述矛盾，寻找一种既能利用原有线路通道又能最大程度减少杆塔改造，同时还能大幅提高线路输送能力的工程施工方法成为唯一出路，工程人员将着力点放在了架空输电导线的革新上，寻找一种新型的架空输电导线材料成为关键。
1 碳纤维复合芯导线介绍自从输电线路投运以来，输电架空导线的主要类型就是钢芯铝绞线（ACSR）。
伴随着新材料技术的发展，20世纪末外国材料公司对有机复合材料代替金属材料制作导线芯材进行了研发和实验，经过探索和攻关，开发出了新型复合材料合成芯导线。
复合材料合成芯导线使用碳纤维等新型复合材料代替传统的导线中的钢芯，形成一种全新的架空输电线路导线，该技术的研发成功是架空输电线路一个里程碑式的标志。
目前，应用较多并取得一定成果的新型复合材料合成芯导线中，以美国CTC公司生产的碳纤维复合芯导线（ACCC）最为典型，已投入商业运行并取得了一系列的成功案例。
碳纤维复合导线尽显电网建设节能、环保新思路
２ ０ １ ３，Ｖｏ ｌ ，１ ６，Ｎ ｏ ． ３
贵州 电力技术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬＥＣＴＲＩ Ｃ Ｐ ＯＷ ＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
专题研讨
Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ Ｍ Ｒｅ ｐ ｏ ｔ ｓ
碳 纤 维 复 合 导 线 尽 显 电 网建 设 节 能 、 环 保 新 思路
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 脂具有较 强的耐冲 击性、 耐抗 拉 应力和 弯曲应 力。将碳 纤维与玻 璃纤维进 行预拉伸后 ， 在 环氧树 脂浸渍 ， 然后在 高温模子 中固化成 型为复合 材料芯 线。 具有重量轻 、 强度 高、 热稳定性好 、 弛度小、 载流量大和耐腐蚀 的特点。 关键词 ： 碳纤 维复合导线 ； 节能 ； 环保 ； 重量轻 ； 载流量大
铝线 股 。碳纤 维 复合 芯 导 线 与 钢 芯铝 绞 线 类 似 ， 碳 纤维 复合 芯导 线 中 电能 传输 主要 依靠 导体 部分铝 单 线完 成 ， 碳 纤 维复 合 芯 主要 承担 导 线 自身重 量 以及
风力 、 导 线应 力等 机械 力 。
增 长 的负 荷需 求 。而通 常解 决输 电线 路容 量不 足 的
需对 现有线 路进 行增 容改 造 。而通常解 决输 电线 路
容量 不足 的办法 只 有拆 除原 有 线 路 ， 重新 架 设 新 线
积为 普 通 导 线 的 １ ． ２ ９倍 。Ａ Ｃ Ｃ Ｃ导 线单 位 长 度 重
量 比常规普 通 导线轻 １ ０—２ ０ ％， 显示 了 Ａ Ｃ Ｃ Ｃ导线
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
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.。
碳纤维复合材料的导电性能研究与分析
碳纤维复合材料的导电性能研究与分析导言碳纤维复合材料由于其轻质、高强度、良好的耐腐蚀性能和优异的导热性能而广泛应用于航空、航天、汽车和电子等领域。
然而，由于其导电性能较差，限制了其在电子设备领域的进一步应用。
因此，对碳纤维复合材料的导电性能进行研究与分析具有重要意义。
1. 碳纤维复合材料的导电机制1.1 碳纤维导电机制碳纤维具有良好的导电性能，其导电机制主要通过电子的传导来实现。
碳纤维中的大量共价键结构提供了良好的电子传导通道，使得电子能够在纤维中迅速传递，从而实现导电功能。
1.2 复合材料导电机制碳纤维复合材料中的基体材料主要由树脂等绝缘材料构成，导电性能则依赖于其中添加的导电剂。
常用的导电剂包括碳纳米管、石墨烯、金属纳米颗粒等。
导电剂的存在能够提供导电通道，使得碳纤维复合材料具有一定的导电性能。
2. 影响碳纤维复合材料导电性能的因素2.1 导电剂含量导电剂的含量是影响碳纤维复合材料导电性能的重要因素之一。
当导电剂含量较低时，导电通道较少，导电性能较差；而当导电剂含量过高时，容易导致导电剂之间形成团聚物，导致电子传导受阻。
2.2 导电剂形态导电剂的形态也会对导电性能产生一定影响。
例如，碳纳米管在纤维表面的涂覆能够增加碳纤维复合材料的导电性能，而碳纳米管的团簇聚集则会降低导电性能。
2.3 导电剂分散性导电剂的分散性对导电性能具有重要影响。
良好的导电剂分散性能够保证导电剂均匀分布在基体中，形成连续的导电通道，提高复合材料的导电性能。
3. 碳纤维复合材料导电性能的改善方法3.1 导电剂选择选择适当的导电剂是改善碳纤维复合材料导电性能的关键。
不同导电剂的导电性能和分散性不同，需要根据具体应用需求进行选择。
3.2 导电剂掺量控制合理控制导电剂的添加量能够在保证导电性能的同时减少材料的成本，并降低导电剂团聚现象的发生。
3.3 表面处理技术通过表面处理技术如等离子体喷涂、溶胶凝胶等方法，能够提高碳纤维表面的润湿性和导电剂的覆盖度，进一步提高复合材料的导电性能。
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碳纤维复合芯导线在电力传输线路上应用的意义
摘要: 笔者分析了当前输电线路用导线的发展状况、趋势和特点, 重点阐述了新型碳纤维复合导线的特点, 以及广阔的市场前景, 建议尽快在输电线路特别是高压输
电线路中推广使用。
关键词: 碳纤维复合导线;特性；应用
1 碳纤维复合芯导线的应用现状
复合导线是使用在输电线路增容中的特种导线（如图1所示）,它是针对在相
同导体截面的情况下,相对于传统钢芯铝绞线
ACSR(AluminumConductorSteelReinforecd)能传递更多电能的若干种类导线的总称。
行业内也有将其俗称为“倍容量导线”或“高温导线”。
目前,增容导线包括耐热铝合
金导线(TAC-SR)、殷钢芯耐热铝合金导线(ZTACSR)、间隙型钢芯耐热铝合金(GTACSR)、铝基陶瓷纤维铝绞线ACCR(AlaminumConductorCompositeRe-inforced)、碳纤维芯复合材料合成芯软铝导线(JRLX/T)等种类。
在电力工业发展史上,作为输
电线路输送电能的主要载体,传统钢芯铝绞线占据统治地位的历史已有一个多世纪。
随着电力需求的增长和材料科学技术的不断进步,各种增容导线应运而生。
碳纤维
复合芯软铝绞导线是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
采用拱形软铝绞合而成。
2002年,美国CTC开发了先期复合芯T型绞线并在美国
几条线路上试用,美国在2004年开始挂网商业运行。
碳纤维复合导线已在我国深圳、辽阳、神州、无锡、常州、厦门、南平、盘锦、抚顺等地挂网运行,到目前未
发生过如通用导线已发生的驰度明显下降、导线发热、断股、断线等任何异常现象,其耐张线夹和接续管也运行正常。
图1 碳纤维复合导线
碳纤维复合芯导线具有500kV级以上输电线路运行能力,抗拉强度较高,单位长度重量较轻的特点,使得应用该种导线的线路能够降低杆塔间的导线垂弧度,可提
高线路运行的安全性和可靠性。
同时,可减少输电线路中支撑杆塔数量,减少工程
占地,节约土地资源,降低工程建造成本。
碳纤维复合芯导线相对于传统导线,在相
同外径尺寸下,增加了导电截面,增大了线路的输送容量,能较好地满足目前国内对
输电线路提出的增容的要求。
且新型碳纤维复合芯导线相对于传统导线,提高了导
体的导电率,在长距离输电线路上应用,能起到较好的节能效果。
由于碳纤维材料
替代传统的铜芯作为加强件,该导线具有更好的耐腐蚀性能,可提高导线的运行寿命。
2 碳纤维复合芯导线的特点简介
碳纤维复合材料的比重为钢的1/4，强度为钢的2倍，线膨胀系数为钢的
1/10。
由于其优异的力学特性和热稳定性，首先应用于军事领域的航天、航空器
和武器减重;随后用于民用飞机、竞技体育的器材。
随着碳纤维大规模生产技术的
解决，价格的下降，碳纤维复合材料开始进入工业和生活领域。
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20
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，以提高线路输送容量。
碳纤维复合芯导线的型号为
JRLX/T(J—架空导线，RL—软铝，X—形线，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(AluminumConductorCompositeCore/TrapezoidalWire)。
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(国际退铜标准);软铝的截面设计成瓦形，
可大幅减小导线外径。
碳纤维复合芯导线的优越性能如下:
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。
⑦导线表面紧凑、光滑，电晕损耗小。
碳纤维复合芯导线的力学、热学和电学特性均优于传统导线，是一种全新结
构的节能型增容导线，与常规导线相比，具有重量轻、强度大、耐热性能好热膨
胀系数小、高温弧垂小、电导率高、线损低、载流量大、耐腐蚀性能好和不易覆
冰等一系列优点，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、电站母线和变电站母线增容改造，新线路建设，并可用于大跨越、大落差、重冰区和高污染等特殊气候和地理场合的线路。
因此，碳纤维复合芯导线在新建
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。
3 碳纤维复合导线的经济应用分析
随着城市化建设的高速发展,用电负荷的快速增长,原有架空导线的传输容量已逐渐不能满足供电要求,常规的解决方案是把原有的线路拆除重架设新线路。
这种
方案不仅投资大、建设周期长、政策处理困难,而且线路需长时间停电,对电网的
安全运行有很大影响。
而美国CTC公司等已经成功地研发了新型碳纤维复合芯铝
绞线,这种以碳纤维复合材料作芯的高纯度铝导线与传统的钢芯铝绞线相比,具有
重量轻、强度高、热稳定性好、驰度低、能耗小、寿命长、载流量大和耐腐蚀等
诸多优点,用此种新型导线来替代原有的钢芯铝绞线,可以大幅度提高线路的载流量,且原有的杆塔、基础均无须改造。
因此,在我国特别是经济较为发达的苏南地
区引进应用此种新型导线十分必要。
常规的110kV单回线路新建的综合造价约为80万元/km,而采用碳纤维复合芯铝绞线,其每千米的投资仅需约50万元,能够节约
近40%的费用,可大大减少工程投资。
美国FCI/Burndy公司依据CTC技术规范制造耐张金具、中间接头、端子和其它零件，插在铝套管内的契形夹将张力从复合芯
传送到终端上。
每个终端均经过广泛的实验,确保符合美标ASTM和IEEE标准。
振动、循环温度和最终拉力试验是ACCC的典型试验。
值得注意的是相同等级或规
模的常规ACSR的抗拉强度为14288kg,ACCC则达到20699kg。
抗拉强度的明显提
高允许设计工程师增加杆、塔之间的跨距,因而降低工程成本。
结语建设资源节约型的电力线路,导线是最重要的一部分。
随着国民经济不
断发展,电网规模的不断提升,综合性能优良的新型碳纤维复合芯导线具有非常广
阔的应用前景,尤其是对需要扩容的旧线路改造,有利于缩短施工工期,节省线路综
合造价。
随着ACCC现有问题的逐步解决,该导线必将得到更广泛的应用。
参考文献
[1]尤传永.架空输电线路新型复合材料合成导线的开发研究[J].电力建设,2004(11).
[2]梁旭明,余军,尤传永.新型复合材料合成芯导线技术综述[J].电网技术,2006(19).
[3]尤传永.增容导线在架空输电线路上的应用研究[J].电力设备,2006(10).
[4]黄国飞,季世泽,蒋华君.碳纤维芯软铝绞线的特性研究与应用[J].电线电缆,2007(4).。