碳纤维导线样本(08-02)
碳纤维复合导线施工工法(2)
碳纤维复合导线施工工法碳纤维复合导线施工工法一、前言碳纤维复合导线施工工法是一种新型的导线施工技术，采用碳纤维复合材料作为导线材料，具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点。
在电力输配电工程中，碳纤维复合导线施工工法的应用越来越广泛，本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例进行详细介绍。
二、工法特点碳纤维复合导线施工工法具有以下特点：1. 重量轻：碳纤维复合材料的密度较低，相对于传统金属导线而言，重量更轻，且具有良好的强度和刚度。
2. 强度高：碳纤维复合材料具有优异的抗拉强度和抗压强度，能够满足电力输配电工程中对导线强度的要求。
3. 耐腐蚀性好：碳纤维复合材料具有良好的耐腐蚀性，能够在恶劣环境中长期稳定运行。
4. 导电性能优越：碳纤维复合材料具有良好的导电性能，能够满足电力传输的要求。
5. 安装方便：碳纤维复合导线具有柔性，可在复杂的线路布置环境中灵活安装。
三、适应范围碳纤维复合导线施工工法适用于各种输配电工程，特别适用于以下情况：1. 高环境腐蚀性：在具有高腐蚀性的环境中，碳纤维复合导线能够有效抵抗腐蚀，延长使用寿命。
2. 重载条件：碳纤维导线具有较高的强度，能够在重载条件下稳定传导电力。
3. 高温环境：碳纤维复合材料具有良好的耐高温性能，能够适应高温环境下的输配电需求。
四、工艺原理碳纤维复合导线施工工法的工艺原理是通过将碳纤维复合材料编织成导线，再在导线上涂覆一层绝缘层，然后进行调整和连接，最后进行电力传输。
工法采用先进的碳纤维复合材料制备技术和导线组装技术，能够实现导线的高强度、轻量化和耐腐蚀。
五、施工工艺碳纤维复合导线施工工艺包括以下几个阶段：1. 导线材料准备：购买符合要求的碳纤维复合材料，并按照设计要求进行剪切和加工。
2. 导线编织：将碳纤维复合材料按照规定的编织方式进行编织，形成导线的结构。
3. 绝缘层涂覆：在编织好的导线表面涂覆一层绝缘层，提高导线的绝缘性能。
ACCC碳纤维复合芯导线共26页
因而，必须通过兼并整合来顺应环境变化或是通过技术开 发与创新，努力研制适应未来需求的产品，才能渡过难关，变挑 战为机遇。
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%。
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。
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）。
碳纤维导线技术规范书
碳纤维导线技术规范书以下是220kV输电线路增容改造工程中碳纤维导线ACCC/TW【Drake 1020kcmil(517mm ²）】的技术规范书。
货物需求一览表见表1-1、表1-2。
表2-14 货物需求一览表表1-2 货物需求一览表（需方填写）注实际材料货物数量以实际发出数量（商务合同）为准。
一、总则1、前言本技术规范书为碳纤维导线ACCC/TW的技术要求。
该产品将用于220kV输电线路增容改造工程，供方必须仔细阅读本技术规范书中的全部条款，提供导线的制造、试验、包装和供货等技术规范和服务内容应符合本规范书要求。
制造应采用最先进的生产加工工艺并符合技术规范书的要求，提供的货物均按照需方批准的文件进行制造。
不能因技术规范书的遗漏、疏忽和不明确而免除供方提供最好原材料和工作质量的责任，倘若发现不正确之处，供方必须通知需方，在差异未纠正之前进行的任何工作均由供方承担责任。
供方所提供货物的技术规范应符合本文件所规定的要求。
供方也可以推荐符合本文件规范类似的定型产品，但必须提供详细的技术规范上的差异。
如果供方没有以书面形式对本技术规范书的条文提出异议，则意味着供方提供的产品完全符合本技术规范书的要求。
提供产品的制造厂应获得ISO9000系列标准或等同的质量保证体系的认证证书，并出具ISO9000系列或同等质量体系的证书。
制造厂已生产同类型产品，并且此同类结构产品已在与本规范条件相同或较规范条件更为严格的条件下成功地商业运行。
供方提供的产品是标准的，技术上是先进和成熟的，元器件、材料及设备室崭新的。
供方提供的产品必须是完整的，包括工程所需的导线附件，供方必须保证产品的整体性能指标。
2、工作范围用于220kV输电线路增容改造工程的碳纤维导线ACCC/TW。
提供符合技术要求的碳纤维导线ACCC/TW及相应试验检验资料、设计联络会、施工培训、现场安装督导和调试及试运行中的技术服务。
3、工程概况（1）工程简述见表1-3.（2）使用条件1）环境条件。
ACCC导线样本
ACCC(复合芯铝绞线)导线第一部分 ACCC导线性能及结构参数新系列ACCC（复合芯铝绞线）导线，在容量增加一倍的同时，显著地提高了我国电网的安全性和可靠性。
ACCC导线图片复合技术最先应用于航天领域，CTC公司利用这种专利和成本有效的先进复合技术，开发了新一代的电力电缆，应对电力输变电行业提出的挑战。
当前电力行业挑战：自从19世纪晚期输变电线路首次出现后，电力技术进步缓慢。
用电设备发展需求迅猛。
电力成为全国的瓶颈问题。
在用电高峰时段，输电线路传输的容量远远不能满足人们对电力的需求。
传输容量的限制给国家造成严重的损失。
历史上曾经采用增加线路允许从远处的发电机输入电力来减轻电力不足的问题上。
然而，在今天的环境下通过安装新的传输塔和电线杆是行不通的。
多年的努力和百万美元的投入以求得优先通行权,结果毫无进展。
而更新现有结构以采用较大规格更重的电缆费用太高，令人不敢问津。
直到今天，找到对此问题的解决方案比较困难实施更困难。
特别是在炎热的夏天，由于空调器的使用，停电时有发生。
今天尽管发电机能够发出要求的电力，但是电力线路经常不能传输较高的负载.当电力公司能够发现线路过载时，必须断开它们. 当不能发现线路过载时，线路过热造成导线内部金属芯下垂。
当导线下垂时，它极有可能对下面的建筑物或树木发生短路，甚至导线落到地面。
运行中的ACCC导线电力行业的革新解决途径：CTC公司已经设计试验了新一代的复合芯铝绞线，它由轻型的复合芯、外层缠绕高性能的梯形成型铝线组成。
与常规的钢芯铝绞线相比，在相同的外径时，复合芯铝绞线外层允许缠绕超过28%的导电铝线。
成品重量与常规的钢芯铝绞线相似，它能够利用现有线路结构而不需改造。
复合芯铝绞线（ACCC），作为新型导线，能够传输钢芯铝绞线两倍的电流。
CTC公司生产的复合芯，经过许多独立实验室的试验，使用专利的压延工艺进行制造。
许多预拉伸的玻璃和碳纤维用高性能的热固性树脂系统予以浸渍，然后通过加热模迅速固化成形。
碳纤维导线
复合芯根数 1 实际铝面积 431.0千圆密尔（218.4mm2） 铝线层数 2 铝线根 数 16 第一层的单线根数 6 第一层中的 铝 37.30% 第二层的单线根数 10 第二层中的 铝 62.70% 复合芯 外层铝导电率（%IACS） 63.0% 所有导线符 合ASTM B857 芯导电率（%IACS） 0% 1350－O型铝 符合ASTM B609 运行频率 60Hz 远东复合玻 璃纤维/碳纤维芯 机械性能： 铝1350 复合 芯 合计 导线重量 405磅/千英尺 603kg/km 35磅/千英尺 52kg/km 440磅/千英尺 655kg/km 导线面积 0.3385平方英吋 218.4mm2 0.0434平方英吋 28.0mm2 0.3819平方英吋 246.4mm2 导线综合拉断力 16300磅(72458N) 热容 97.3w.s/ft /℉ 175.2…../ ℃ 电气性能：60Hz 温度 交流电阻 结构 20℃ 0.2069欧姆/英里(0.1286Ω/km) JLX/T是复合芯梯形 铝线同心层绞 25℃ 0.2112欧姆/英里(0.1313Ω/km) 导线。JLX/T在设计上 与常规钢芯铝 50℃ 0.2325欧姆/英里(0.1445Ω/km) 绞线保持相同的外 径。与较小外径的复 75℃ 0.2539欧姆/英里(0.1578Ω/km) 合芯相匹配，紧密的 梯形铝线形成了TW 100℃ 0.2752欧姆/英里(0.1710Ω/km) 导线比常规钢芯铝绞 线的铝截面超过约
欧姆 / 千英尺 20-68 0.039016 25-77 0.039827 40- 0.042262 104 50- 0.043885 122
欧姆 / 千英尺 0.1279 0.039184 0.1306 0.039992 0.1386 0.042417
复合导线参数
JLRX/T JLRX/T（（ACCC/TW ACCC/TW））碳纤维碳纤维复合芯复合芯复合芯导线导线导线基本基本基本参数表参数表参数表规格mm 2 复合芯 直径 mm 导线 外径 mm 铝型线 根数 铝型线 截面 mm 2 导线总 截面 mm 2 拉断力 不小于 kN 结构 重量 kg/km 直流电阻 20℃不大于Ω/km 线膨胀系数 ×10-6 1/℃ 弹性模量 GPa 80℃以内 80℃以上 80℃以内 80℃以上 95/24 5.5 12.56 7 94.4 118.2 55.2 310 0.2960 12.5 1.6 68 117 120/24 5.5 13.82 6 120.6 144.3 56.5 379 0.2318 12.5 1.6 68 117 150/28 5.97 15.60 15 150.0 178.0 67.4 466 0.1864 12.5 1.6 68 117 185/28 5.97 17.10 15 185.0 213.0 68.5 563 0.1518 12.5 1.6 67 117 218/28 5.97 18.29 16 218.3 246.3 72.7 654 0.1279 12.9 1.6 65 117 240/28 5.97 19.00 16 240.0 268.0 74.8 700 0.1165 12.9 1.6 64 117 310/40 7.11 21.78 16 309.5 349.5 103.0 927 0.0902 13.0 1.6 65 117 350/40 7.11 23.00 16 350.0 390.0 106.1 1018 0.0798 13.0 1.6 64 117 360/47 7.75 23.55 18 361.2 408.2 122.0 1083 0.0773 12.8 1.6 65 117 380/47 7.75 24.40 18 380.0 427.0 124.2 1133 0.0736 12.8 1.6 65 117 540/47 7.75 28.20 36 540.0 587.0 134.1 1570 0.0518 13.0 1.6 63 117 413/52 8.13 25.14 19 413.4 465.4 135.0 1236 0.0676 13.0 1.6 65 117 455/52 8.13 26.00 19 455.0 507.0 138.4 1352 0.0614 13.0 1.6 65 117 480/52 8.13 26.40 22 481.0 533.0 140.0 1421 0.0582 13.0 1.6 65 117 530/60 8.76 27.70 36 530.0 590.2 162.2 1568 0.0527 13.0 1.6 65 117 620/60 8.76 30.41 36 619.0 679.3 165.0 1824 0.0453 14.0 1.6 64 117 800/60 8.76 34.17 39 796.4 856.7 183.0 2310 0.0351 14.0 1.6 63 117 517/71 9.50 28.14 22 516.7 587.5 182.0 1556 0.0541 12.5 1.6 66 117 600/71 9.50 30.20 36 600.0 670.9 187.0 1791 0.0466 13.0 1.6 65 117 1000/75 9.78 38.20 56 995.9 1071.0 228.0 2911 0.0283 14.0 1.6 63 117 1135/8010.0340.69561135.81214.8244.033080.024814.01.662117JLRX/T JLRX/T（（ACCC/TW ACCC/TW））碳纤维碳纤维复合芯复合芯复合芯导线导线导线载流量表载流量表载流量表（（A ）规格60℃ 80℃ 100℃ 120℃ 140℃ 160℃ 180℃ 95/24 252 350 421 479 528 572 612 150/28 290 406 489 557 615 666 713 185/28 375 531 644 735 813 883 946 218/28 412 587 713 815 902 980 1051 240/28 435 622 756 864 957 1040 1116 310/40 507 731 892 1022 1134 1235 1326 350/40 544 789 964 1105 1227 1336 1436 360/47 555 806 986 1131 1256 1368 1471 380/47 573 834 1021 1172 1303 1419 1526 540/47 697 1030 1266 1458 1623 1771 1908 413/52 600 877 1074 1234 1372 1495 1608 455/52 632 927 1137 1307 1453 1584 1705 480/52 652 957 1174 1351 1502 1638 1763 530/60 688 1014 1246 1435 1597 1742 1876 620/60 753 1121 1382 1594 1776 1940 2091 800/60 866 1305 1616 1869 2087 2283 2464 517/71 683 1009 1240 1427 1589 1734 1867 600/71 734 1084 1333 1535 1709 1865 2008 1000/75 974 1487 1850 2145 2400 2630 2843 1135/801043160520022326260628593093计算条件：环境温度30℃、风速0.5m/s、辐射系数0.9、吸收系数0.9、日照强度1000W/m 2JLRX/T JLRX/T（（ACCC/TW ACCC/TW））碳纤维碳纤维复合芯复合芯复合芯导线导线导线载流量表载流量表载流量表（（A ）规格60℃ 80℃ 100℃ 120℃ 140℃ 160℃ 180℃ 95/24 179 306 388 451 505 551 594 120/24 205 354 450 525 587 642 692 150/28 231 406 519 606 680 744 803 185/28 258 462 591 692 777 851 919 218/28 281 510 655 767 862 945 1021 240/28 295 540 694 814 915 1004 1084 310/40 337 633 819 963 1084 1191 1288 350/40 358 682 884 1041 1173 1289 1395 360/47 364 697 904 1065 1201 1320 1429 380/47 373 721 937 1104 1245 1370 1483 540/47 441 888 1161 1373 1552 1710 1854 413/52 389 757 985 1162 1311 1443 1562 455/52 407 800 1043 1231 1389 1529 1656 480/52 419 826 1077 1272 1436 1581 1713 530/60 437 875 1143 1351 1526 1681 1823 620/60 469 965 1267 1501 1698 1873 2032 800/60 523 1121 1481 1760 1996 2204 2395 517/71 433 870 1137 1344 1519 1674 1814 600/71 465 934 1222 1445 1633 1800 1951 1000/75 569 1275 1694 2020 2295 2540 2764 1135/80596137418332190249227613007计算条件：环境温度40℃、风速0.5m/s、辐射系数0.9、吸收系数0.9、日照强度1000W/m 2JLRX/T JLRX/T（（ACCC/TW ACCC/TW））碳纤维碳纤维复合芯复合芯复合芯导线导线导线交流电阻表交流电阻表交流电阻表（（Ω/km /km）） 规格60℃ 80℃ 100℃ 120℃ 140℃ 160℃ 180℃ 95/24 0.3453 0.3700 0.3946 0.4192 0.4438 0.4684 0.4931 120/24 0.2704 0.2896 0.3089 0.3282 0.3475 0.3667 0.3860 150/28 0.2176 0.2331 0.2486 0.2641 0.2796 0.2951 0.3106 185/28 0.1766 0.1891 0.2017 0.2142 0.2268 0.2394 0.2519 218/28 0.1496 0.1603 0.1709 0.1815 0.1922 0.2028 0.2134 240/28 0.1361 0.1458 0.1554 0.1651 0.1748 0.1844 0.1941 310/40 0.1058 0.1133 0.1207 0.1282 0.1357 0.1432 0.1507 350/40 0.0937 0.1003 0.1069 0.1135 0.1201 0.1267 0.1334 360/47 0.0908 0.0972 0.1036 0.1100 0.1164 0.1228 0.1292 380/47 0.0864 0.0924 0.0985 0.1046 0.1107 0.1168 0.1229 540/47 0.0613 0.0656 0.0698 0.0741 0.0784 0.0826 0.0869 413/52 0.0795 0.0851 0.0906 0.0962 0.1018 0.1074 0.1130 455/52 0.0724 0.0775 0.0826 0.0877 0.0927 0.0978 0.1029 480/52 0.0685 0.0733 0.0780 0.0828 0.0876 0.0924 0.0972 530/60 0.0626 0.0669 0.0713 0.0757 0.0800 0.0844 0.0888 620/60 0.0539 0.0576 0.0613 0.0650 0.0688 0.0725 0.0762 800/60 0.0424 0.0452 0.0481 0.0509 0.0538 0.0567 0.0595 517/71 0.0638 0.0683 0.0727 0.0772 0.0817 0.0861 0.0906 600/71 0.0553 0.0591 0.0629 0.0668 0.0706 0.0745 0.0783 1000/75 0.0347 0.0370 0.0393 0.0415 0.0438 0.0461 0.0484 1135/80 0.03090.03290.03480.03680.03880.04080.0428。
碳纤维复合芯导线(专用)
国家电网公司集中规模招标采购（项目单位名称）kV（工程名称）工程纤维增强树脂基复合芯软型铝绞线招标文件（技术规范专用部分）设计单位：2012年02月09日11 标准技术参数 (3)JLRX1/F1A-200/25-174标准技术参数 (3)JLRX1/F1B-200/25-174标准技术参数 (5)JLRX1/F2A-200/25-174标准技术参数 (7)JLRX1/F2B-200/25-174标准技术参数 (9)JLRX1/F1A-240/30-189标准技术参数 (11)JLRX1/F1B-240/30-189标准技术参数 (12)JLRX1/F2A-240/30-189标准技术参数 (14)JLRX1/F2B-240/30-189标准技术参数 (16)JLRX1/F1A-315/40-218标准技术参数 (18)JLRX1/F1B-315/40-218标准技术参数 (20)JLRX1/F2A-315/40-218标准技术参数 (22)JLRX1/F2B-315/40-218标准技术参数 (24)JLRX1/F1A-450/50-260标准技术参数 (26)JLRX1/F1B-450/50-260标准技术参数 (28)JLRX1/F2A-450/50-260标准技术参数 (30)JLRX1/F2B-450/50-260标准技术参数 (32)JLRX1/F1A-560/65-290标准技术参数 (34)JLRX1/F1B-560/65-290标准技术参数 (36)JLRX1/F2A-560/65-290标准技术参数 (38)JLRX1/F2B-560/65-290标准技术参数 (40)JLRX1/F1A-630/70-307标准技术参数 (42)JLRX1/F1B-630/70-307标准技术参数 (44)JLRX1/F2A-630/70-307标准技术参数 (46)JLRX1/F2B-630/70-307标准技术参数 (48)2 项目需求部分 (50)2.1 货物需求及供货范围一览表 (50)2.2 图纸资料提交单位 (51)2.3 工程概况 (51)2.4 使用条件 (51)3 投标人响应部分 (52)21 标准技术参数投标人应仔细阅读货物需求及供货范围一览表，并认真逐项填写所招标规格的纤维增强树脂基复合芯软型铝绞线技术参数响应表中“投标人保证值”，不能以“响应”两字代替，不允许改动标准参数值。
碳纤维导线
碳纤维导线大智慧在山东大学校内，有一个颇显神秘的山东省碳纤维工程技术研究中心。
这里诞生了我国具有自主知识产权的高性能碳纤维复合芯导线芯棒，突破了西方技术壁垒封锁，而且引领了输电领域的新进程。
“碳纤维复合芯导线已经被国家电网公司列入重点推广技术目录，并已在多地挂网运行，这不仅将大大推动我国电力技术发展，而且将带动我国碳纤维行业的快速健康发展。
”研发者朱波如此评价该导线。
可改善电路的安全可靠性“该导线中间黑色的芯棒由耐高温改性树脂基与高性能碳纤维复合材料制成，与传统的钢芯输电线路相比，碳纤维复合芯导线具有强度高、重量轻、导电率高、耐高温、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。
”朱波拿起一段铝绞线缠绕的碳纤维复合芯导线对笔者介绍。
据介绍，碳纤维复合芯导线的生产过程主要包括三部分，即碳纤维原丝及碳纤维丝的制备、碳纤维复合芯的生产和碳纤维复合芯铝绞线的生产。
目前，山东大学碳纤维工程技术研究中心经过技术攻关，已经研制成功一系列适用于碳纤维复合芯导线的生产材料、工具及施工技术，并正迅速进入推广应用阶段。
据测试，碳纤维复合芯导线芯棒的抗拉强度分别是一般钢丝和高强钢丝的2.1倍和1.85倍，更适合用于大跨度输电线路。
由于碳纤维复合芯材料的比重约为钢的五分之一，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轻10%～20%。
在高温下，碳纤维复合芯导线弧垂不到钢芯铝绞线的十分之一，能有效减小电力杆塔塔头高度，提高导线运行的安全性和可靠性。
由于碳纤维复合芯导线不存在钢丝材料引起的磁滞和涡流效应，复合芯的非磁性体结构，解决了传统导线的涡流损耗，在输送相同负荷的条件下，具有更低的运行温度，因此可以减少输电损失约6%。
因碳纤维导线可以连续在高温条件下运行，故其载流量可达到常规导线的两倍左右；而其耐高温特性也使得冰雪附着力极差，从而可以有效提高输电线路的抗冰雪能力，提高并改善线路的安全和可靠性。
碳纤维导线性能的初步研究
碳纤维导线性能的初步研究【摘要】碳纤维材料因其较好的物理、化学性能而广泛应用于航空航天、土木建筑、电子电器、电缆等领域。
目前，国内碳纤维导体的研究主要集中于碳纤维复合芯铝绞线，而在中低压电缆方面的研究较少。
本研究选用不同石墨化温度处理后的聚丙烯腈（PAN）基碳纤维经过编织形成碳纤维导线，对其质量、电气性能（导体直流电阻）和断裂强度进行研究，发现该碳纤维导线较普通电缆具有更好的电气性能和断裂强度及更轻的质量。
【关键词】碳纤维直流电阻断裂强度碳纤维是一种耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、高比强度的新型材料，且因其较小的导电、传热和热膨胀系数使之在航空航天、土木建筑、电子电器、医疗、电缆等领域被广泛应用[1]。
目前，碳纤维在电缆领域中开发的主要产品为于碳纤维复合芯铝绞线（简称ACCC）。
ACCC最早由美国、日本等国家开发，我国国内直至2006才开始真正投入使用，它具有普通钢芯铝绞线（简称ACSR）无法比拟的优点[2]：（1）ACCC的比重约为钢的1/4，在相同的外径下，ACCC的铝截面积为ACSR的1.29倍；（2）强度为ACSR的2倍；（3）ACCC导电率较高，同样条件下使用较ACSR节能6%；（4）ACCC较ACSR降低了2倍以上垂度；（5）耐腐蚀，使用寿命是普通导线的2倍。
目前，碳纤维复合电缆的研究主要集中在ACCC导线上，而在中低压电缆方面的研究较少。
本文用聚丙烯腈（PAN）基碳纤维经过编织形成碳纤维导线，通过对该碳纤维导线及其经过石墨化处理后试样的质量、电气性能（导体直流电阻）和断裂强度进行研究，发现该碳纤维导线较普通电缆具有更好的电气性能和断裂强度及更轻的质量。
基于这些突出的性能，此种碳纤维电缆有广阔的开发前景。
1 实验步骤1.1 实验材料本研究使用了3种经高温石墨化处理的（PAN）基碳纤维导线，并选用了原（PAN）基碳纤维导线作为对比参照样，如下表所示：表1 4种（PAN）基碳纤维导线试样1.2 实验方法及设备外径测量：使用纸带法对电缆外径进行测量。
碳纤维导线负荷与温度关系的试验研究
为普通 钢芯 的 １４ Ｃ Ｃ Ｔ 导线单 位长度 重 ／ 。Ａ Ｃ ／ Ｗ 量约为 常规 Ａ Ｓ Ｃ Ｒ导线 的 ６ ％ ～ ０ ０ ８ ％。 （） ６ 耐腐 蚀 ，使用 寿 命 长 。 由于 复合 芯 棒 外表面包 覆 的玻 璃纤维 为绝缘 体 ，芯棒 与 铝股 之间不存 在接触 电位差 ，避免 了导体 在通 电时
（ ） 许 工 作 温 度 高 ，载 流 量 大 。 在相 同 ４允 的载 流量 时 ，其 温度 比 Ａ Ｓ Ｃ Ｒ低 ５ ℃ ，高 温 弧 ７
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浙 江 电 力
２０ ０８年第 ４期
垂 为 ＡＣ Ｒ 的 １６ 由 于 弧 垂 很 小 ，Ａ Ｃ ／ Ｗ Ｓ ／。 Ｃ ＣＴ
余 虹 云
（ 江 电 力职 业 技 术 学 院 ，杭 州 ３ ０ １） 浙 １０ ５
摘 要 ：针 对 碳 纤 维 复 合 芯 软 铝 导 线 的高 温 运行 特 性 ，通 过 模 拟 试 验 研 究 其 载 流 量 、温 度 与 时 间关 系 ， 统计 并 建 立 了数 据 图 表 ，通 过 倍 容 的安 全 分析 得 到 导线 在 两 种 环 境 运 行 时 的倍 容调 整 参 考表 ，可供 电
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２ ０ 年第 ４期 ０８
Ｚ ＪＡＮＧ Ｌ Ｔ Ｃ ＣＷＥＲ ＨＥ Ｉ Ｅ ＥＣ ＲＩ Ｐ Ｉ
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２ 论 与建议 ： 讨
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碳纤维导线负荷 与温度关 系的试验 研究
线 的 结 构 与 常 规 钢 芯 铝 绞 线 （ Ｓ 相 比有 很 ＡＣ Ｒ）
大的不 同 ，其 内部 是一 根 由碳 纤 维为 中心层 和 玻 璃 纤 维包 覆 制 成 的复 合 芯 ，外 部 由一 系 列 呈 梯
碳纤维导线在输电线路导线增容和防冰中的应用
碳纤维导线在输电线路导线增容和防冰中的应用毛磊;刘园【摘要】以碳纤维导线JRLX/T-310/40和普通钢芯铝绞线 LGJ-300/40为例，比对分析碳纤维导线和普通钢芯铝绞线的载流量、弧垂和融冰特性。
结果表明：在覆冰条件下，相同环境参数时的碳纤维导线和普通钢芯铝绞线的融冰特性差异可以忽略不计；当导线覆冰厚度为30 mm 时，碳纤维导线的弧垂比普通钢芯铝绞线低1.4 m；在相同温度变化范围内，碳纤维导线的弧垂变化量小于普通钢芯铝绞线；当温度由80℃升至160℃时，普通钢芯铝绞线弧垂有较大的增加，而碳纤维导线的弧垂仅再增大0.161 m。
这些特性表明在重覆冰条件下碳纤维导线的对地安全性要比普通钢芯铝绞线高，其在重覆冰区推广应用的优越性明显；碳纤维导线很适合在需要对线路进行增容的情况下使用。
%This paper compares carbon fiber conductor JRLX/T-3 1 0/40 with steel-corn aluminum stranded conductor LGL-300/40 in terms of ampacity,sag and deicing characteristics.It is shown that in icing condition the deicing characteristic dif-ferent between the two conductors can be negligible in the same environmental parameters.When the ice thickness is 30 mm, sag of carbon fiber conductor is 1.4 meters lower than that of the steel-corn aluminum stranded conductor;in the same range of temperature deviation,the sag variation of carbon fiber conductor is smaller than that of the steel-corn aluminum stranded conductor.When the temperature raises from 80 ℃ to 160 ℃,the sag of the steel-corn aluminum stranded conductor increa-ses significantly while the sag of carbon fiber conductor only increases by 0.1 6 1 m.All the characteristics above show that in case of heavy icing carbon fiberconductor is of higher safety to ground than the steel-corn aluminum stranded conductor and is of application priority in heavy icing areas.The carbon fiber conductor can be used for line capacity augmentation.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P71-75)【关键词】碳纤维导线;载流量;弧垂;导线增容;融冰特性;防冰【作者】毛磊;刘园【作者单位】广州供电局有限公司，广东广州510620;中国长江电力股份有限公司，湖北宜昌 443002【正文语种】中文【中图分类】TM247碳纤维复合芯铝绞线(以下简称碳纤维导线)的芯线是由中心层导电碳纤维和包覆的玻璃纤维层制成单根芯棒碳纤维复合芯[1]；其外层和邻外层由梯形截面的软铝股线组成，如图1所示。
碳纤维导线的特性及应用
碳纤维导线的特性及应用韩国聚1赵功展2齐文灿1、2(1.平顶山电力设计院；2.平顶山供电公司；河南平顶山市，467001）摘要：主要论述了碳纤维导线的特性及在老线路改造工程中的应用。
关键词：碳纤维导线特性拐点 ACCC/TW ACSRProperties and Applications of Aluminum Conductor Composite CoreHAN Guo-ju et al(Pingdingshan Electric Power Design Institute, Pingdingshan467001,Henan Province,China) Abstract: This paper discusses the characteristics of Aluminum Conductor Composite Core and the transformation of the old-line engineeringKeywords:Aluminum Conductor Composite Core Features Knee ACCC/TW ACSR0引言随着我国电力需求的不断增长，许多电力线路面临增容的压力。
线路增容最经济的办法之一是利用原有杆塔只更换导线。
而利用原有杆塔的前提条件是，更换的导线荷载不能超过原有杆塔的设计条件。
为此，新更换的导线一般不能采用普通的钢芯铝绞线ACSR(Aluminum Conductor Steel Reinforced),而是采用新型的增容导线。
这种新型导线一般具备这样三个特点：一是弧垂随温度的变化小；二是质量轻、外径小；三是具有输送大电流的能力。
而碳纤维复合芯软铝绞线（以下简称碳纤维导线）ACCC/TW(Aluminum Conductor Composite Core/Trapezoidal Wire)是典型的品质优良的增容导线品种之一。
碳纤维导线推介材料1
碳纤维复合芯导线推介资料山西电力线缆有限公司一.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。
国家电网公司于2006年将其列入重点推广技术目录。
二．碳纤维复合芯导线的特点：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.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。
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％。
4.弹性模量高，线膨胀系数小，弛度小。
碳纤维复合芯导线与ACSR导线相比，具有显著的低弛度特性。
在相同的实验条件下，温度从26.10C上升到1830C时，常规ACSR导线的弛度从 236mm增加到1422mm，提高了5倍；而ACCC导线的弛度仅从198 mm增加到312mm，提高仅0.57倍。
碳纤维复合芯导线弛度的变化量仅为常规ACSR导线的9.6%.在高温下弧垂不到钢芯铝绞线的1/10，能有效减小杆塔塔头高度。
提高了导线运行的安全性和可靠性。
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FAR EAST COMPOSIITE TECHNOLOGY CO.,LTD远东复合技术有限公司是远东控股集团的全资公司，注册资金1亿元，是集团高新技术研发产业化专设的主体企业，全国独家和美国CTC合作，专业开发生产碳纤维导线（节能型复合导线）和复合电力杆塔高技术复合产品。
工厂座落在桃园工业区，占地345亩，厂房面积86000平方米，总投入10.1亿元。
06年6月起在国家电网和南方电网七个省市的18条输电线路挂网运行；07年11月批量投产,08年产能15000KM，09年产能30000KM，2010年计划达到60000KM的工厂规模。
目前拥有多项碳纤维导线(节能型复合导线)系列专有技术和其它的知识产权，国内唯一。
目前远东复合技术和英国、加拿大知名复合材料公司等正进行复合电力杆塔多项开发合作。
远东复合技术有限公司自创办以来,一直坚持”全心全意为客户服务”的宗旨,发扬”永不满足,追求卓越的企业精神,重点把握产品节能环保和安全.以创新为主线,视质量为生命,强调市场导向和用户满意,为电力建功设发展和科技进步作出重要贡献,致力于在所经营的领域取得世界领先地位.JRLX/T（ACCC）碳纤维导线第一部分JRLX/T导线性能及结构参数长期以来，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。
高分子有机复合材料是国际上于上世纪70年代后期开发出来的新型材料，比重约为钢的1/4，强度为钢的2倍，硬度为钢的5倍。
由于它具有重量轻、强度大、热稳定性好、绝缘性能好、耐腐蚀等优点，很快就应用到建材、化工、宇航、汽车、体育用品(滑雪板、冲浪板)、游艇、医疗器材、家庭用品、傢俱等各个领域。
随着材料科学的不断进步，在上世纪90年代，人们尝试用有机复合材料代替金属材料来制作导线的芯材，并开发出几种复合材料合成芯导线。
这种新型复合材料合成芯导线充分发挥了有机复合材料的特长，与现有的各种架空导线相比，具有重量轻、强度大、耐高温、耐腐蚀、线损低、弛度低等优点。
型号为JRLX/T（中国企标：J—绞合，RL—软铝，X—形线，T—碳系列高性能材料，美国CTC名为ACCC：Aluminum Conductor Composite Core/Trapezoidal Wire)的新型复合材料合成芯导线――碳纤维导线，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，外层与邻外层铝线股为梯形截面（如图1所示）。
由于芯棒的外表面为绝缘体的玻璃纤维层，芯棒与铝股之间不存在接触电位差，保护铝导线免受电腐蚀。
另外，这种导线的外层由梯形截面形成的外表面远比传统的ACSR钢芯铝绞线表面光滑，提高了导线表面粗糙系数，有利于提高导线的电晕起始电压，能够减少电晕损失。
这种碳纤维导线已完成了各种型式试验，包括机械全性能、应力－应变曲线、蠕变、线膨胀系数、载流量、自阻尼和高温特性等，表明具有良好的机械和电气特性。
特别是验证了高温条件下的低弛度特性。
与常规的钢芯铝绞线相比，在相同的外径时，碳纤维导线外层允许缠绕超过29%的导电铝型线；在相同铝截面时，成品重量与常规的钢芯铝绞线相比轻10-15%；远东复合技术制造推出的JRLX/T碳纤维导线，梯形铝最里层运行的温度可达180℃，长期连续运行温度可达165℃；碳纤维导线导电部分软型铝的电导率达到63（%IACS）以上,相同温度运行时与常规的钢芯铝绞线相比综合能减少线路损耗 6.3%。
它能够利用现有线路结构替换碳纤维导线达到增容，最多能够增加传输相同截面钢芯铝绞线一倍的电流。
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。
图1JRLX/T导线图片运行中的JRLX/T导线远东复合芯使用具有专利的压延工艺进行制造。
特高强度的碳纤维和高性能的耐高温热固性树脂予以浸渍，然后通过加热模迅速固化成形。
复合芯的生产过程远东公司生产的碳纤维导线具有优异的结构和电气性能，使用专利配方的热固性树脂在化学和热反应的迅速催化下，允许高速加工处理。
并使成品具有极大的耐冲击、耐抗拉、弯曲以及适应苛刻环境条件的性能。
生产中的JRLX/T导线碳纤维导线的优势：●传输电力容量最大增加1倍；●高强度，增加1倍抗拉强度；●较高的抗拉强度及较低的弧垂。
●是目前解决弧垂问题最好的导线。
●拱型紧凑结构导线部分面积增加29%；●内层的钢芯被碳纤维复合芯所替代；●比常规导线重量轻10—20%；●能在较高温度（165℃）下长期有效地运行，最高工作温度可达180℃。
●非磁性导线具有环保;●低线损节能;●能降低工程成本，节省投资。
●抵抗环境恶化和抗自然灾害能力。
JRLX/T导线碳纤维导线的设计：经过广泛的试验，碳纤维导线的电气和结构性能全部合格。
通过将碳纤维导线特性试验的结果与程序设计支持库、计算机辅助设计绘图和 itron软件数据庫相结合，使设计工程师能用标准方法评估影响工程成本的总体效果。
这些高级软件在广泛的环境变量如峰值负载荷、海拔、地形数据、风速、温度和其它条件基础上进行计算，其结果充分显示了碳纤维导线的优势。
另外JRLX/T碳纤维导线在温度上升到80℃及以上后，导线的张力变化非常小（几乎不发生变化）,因此,线路设计可应用碳纤维导线的拐点温度为80℃的特性。
JRLX/T与ACSR的弧垂——温度曲线迁移点高温/低弧垂试验结论：复合芯软铝绞线几乎不受高温影响，在两倍于ACSR导线运行的温度下，JRLX/T导线的弧垂小于ACSR导线的90%以上。
碳纤维复合芯无损耗、线膨胀系数小。
大量的试验程序已经证实远东新型碳纤维导线系统的适用性和优越性。
下图为成品碳纤维导线上的拉力试验数据。
JRLX/T导线的应力-应变曲线值得注意的是相同等级或规格的常规钢芯铝绞线的综合拉断力为31500磅(140026N)。
上图表明碳纤维导线的综合拉断力达到45632磅(202847N)。
综合拉断力的明显提高允许设计工程师増加杆、塔之间的跨距，因而降低工程成本。
高温性能： 已进行的高温试验, 用以比较当温度逐步提高时碳纤维导线与钢芯铝绞线温度。
在用电高峰输配电导线能够传输多大电流主要受制于导线的耐高温性能。
当钢芯铝绞线传输大电流时，导线明显地过热，不仅电损加大（输电效率下降），降低使用寿命；而且是导线发生显著的伸长，弧垂变大，给线路安全运行带来危险。
例如， 2003年八月美国东海岸电力中断，就是因为钢芯铝绞线弧垂变大引起闪络而造成的事故。
图A 和图B 分别为具有相同直径（28.14mm ）的JRLX/T 导线和ACSR 导线的温度－弛度曲线以及JRLX/T 导线和ACSR 导线的温度－张力曲线。
试验导线档距均为65.5m ，导线初始张力均为各自导线的25 %RTS 。
试验结果表明，JRLX/T 导线与ACSR 导线相比具有显著的低弛度特性(如表所示)。
在相同的实验条件下，温度从26.1℃升到183℃时，ACSR 导线的弛度从236mm 增加到1422mm , 提高了5倍； 而JRLX/T 导线的弛度仅从198mm 增加到312mm ,才提高了0.57倍。
JRLX/T 导线弛度的变化量仅为ACSR 导线的9.6 %。
JRLX/T （ACCC ）导线耐压试验JRLX/T （ACCC ）导线高温弧垂试验图A高温/低弧垂试验的结论：碳纤维导线和复合芯不受高温的影响, 该温度约为钢芯铝绞线运行温度的两倍. 并行测量显示碳纤维导线的弧垂比钢芯铝绞线的弧垂小90%以上。
由于在碳纤维导线中，钢芯已被复合芯替代，实际上消除了磁感应加热,在另一方面直径相同时，碳纤维导线具有更多的导电材料，使得碳纤维导线运行温度比钢芯铝绞线温度低25%而效率高30%。
JRLX/T导线和ACSR导线弛度特性比较弛度(mm) 张力(kgf)26.1℃183℃变化量26.1℃183℃变化量795kcmil(相当于236 1422 +1186 3566 622 -2944 400mm2)ACSR1020kcmil(相当于198 312 +114 3745 2471 -1274 516mm2)JRLX/T图B碳纤维导线金具和安装方法：已开发制造了碳纤维导线所需要的特殊配套金具：耐张金具、中间接续金具。
特制的楔形线夹能将张力负荷从复合芯传送到终端上。
碳纤维导线能使用常规的技术和设备快捷地进行安装。
JRLX/T导线耐张金具JRLX/T导线金具的压接每种终端均经过了广泛的试验确保符合ASTM和IEEE标准。
微风振动、热循环和拉力试验是碳纤维导线的典型特性试验。
下面的照片描述了“滑轮试验”，确定在正常安装负荷和条件下常规安装滑轮的适用性。
JRLX/T导线的滑轮试验JRLX/T(ACCC)碳纤维导线参数表12表注：（1）直流电阻是以退火铝线的最小导电率为63.0%IACS为基础的。
(2)载流量是以铝的导电率为63.0%IACS（平均批）和复合芯的导电率为0.0%IACS，导线在环境温度为25℃温升为50℃，75℃和175℃，侧风为2英尺/秒，辐照系数为0.5，吸收系数为0.5，阳光充足，天气晴朗，阳光+天气辐照能量为96.0瓦/英尺2，东西线路方向，日照180℃方向，阳光照射角为83℃的水平区，50Hz为基础。
(3)上表中数据为参考值。
13应用和特点✹JRLX/T（ACCC）碳纤维导线，专业应用于500kV及以下架空输电线路,替代传统产品的一种新型节能型复合特种导线，又称为“节能增容导线”。
✹应用于电力架空导线中的碳纤维导线其复合芯替代原由钢芯铝绞线系列产品中钢芯结构部分，使导线赋予了其复合材料优异的性能：重量轻、高强度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、低弧垂、低线损节能、环保、安全、长寿命特点性能和效益在许多重要性能方面，碳纤维导线优于现在的钢芯铝绞线。
这些优点解决了长期困绕应用市场的关鍵性问题，给电力公司带来巨大的利益，最终使该行业，商业用户和居民受益。
●载流量是常规钢芯铝绞线两倍，在不进行改造情况下可以重新利用现有敷设线路。
碳纤维导线中的铝导线截面积比钢芯铝绞线多29%。
在高温下更有效地运行，能在165℃高温下长期运行，，最高工作温度可达180℃。
●导线弧垂性能好，不受铝的长期蠕变影响。
●使用常规方法可安装架设置障碍。
●通过使用较少的支撑物，降低建造成本。
由于强度高，可以加大支撑物之间的跨度，减少16%甚至更多的工程支撑物。
●耐环境恶化性能好。
不生锈，不腐蚀，不与铝导线或其它物产生电解反应，可以循环再生利用。
●较高的运行效率有助于降低发电设备成本，可以满足传输标准。
在相同传输容量下，线损减少29%，能减少发电容量，节约能源成本。
JRLX/T(ACCC)碳纤维导线型号：JRLX/T 截面218mm2（美国代码名称：Linnet ACCC/TW431）执行标准：ASTM或CSA导线符合ASTM B857，梯型铝符合ASTM B609用途：JRLX/T碳纤维导线已经被专门设计用于500kV及以下架空输配电线路。