碳纤维复合芯导线的特性及应用
碳纤维复合芯导线崭露锋芒创新性新材料应用凸现机遇
耐高温 、 耐腐蚀等优 良特性 。对碳纤 维复合芯导线在输 电网络等领域 的应 用进 行了综述 ， 介绍 了碳
纤维复合芯导线 的特 性 ， 并 对其 ｌ Ｉ程 应用进行 了技术经济分析 。通过行 业规划分析 ， 预测 了碳 纤维 复合芯导线 的发展前景 ； 通过 国内外市场调研 ， 探讨 了碳纤维复合芯导线及 其相关行业 的投资机会 。 关键词 ： 碳 纤维 复合 芯导线 ； ＡＣ Ｃ Ｃ ； 技术经济分析
一
［ ２ ］ 井生瑞． 总 图设计［ Ｍ］ ． 北京 ： 冶金工业 出版社 ， １ ９ ８ ９ ．
（ 作者单位 ： １ ． 冶金 工业规划研 究院， 北京１ ０ ０ ７ １ １ ； ２ ． 中冶京诚工程技术有限公司， 北京 １ ０ ０ １ ７ ６ ）
１ ６一
冶金 经 济与 管理
技有限公司被中国航天基金会授予“ 中国航天事业合作伙 伴” 称号 ， 其碳纤维导线产品即将在酒泉卫星发射基地挂 网运行。这表明， 碳纤维导线亦已涉足航空、 航天领域。 ２ ０ ０ ６ 年至今 ， 碳纤维复合芯导线凭借其强度高、 重 量轻 、 热膨胀系数小、 载流量大 、 耐高温、 耐腐蚀等优良特 性， 在国内输电网络等工程应用中崭露锋芒。
体运行状态良 好， 相关参数符合规范要求。 ２ ０ ０ ９ － － ２ ０ １ ２ 年， 在宁夏、 河南 、 新疆 、 辽宁、 深圳、 山西、 陕西、 北京等地多条高压输电线路中采用碳纤维复合芯导 线。根据山西省电力公司２ ０ １ ３ 年１ 月５ 日 公布的数据， 山 西电网在运行的１ ０ ２ ２ ０ ｋ Ｖ 输电线路中， 共有４ ２ 条线路使 用碳纤维复合芯导线， 总长９ ５ ３ ｋ ｍ， 其碳纤维复合芯导线 的应用规模在国家电网公司系统中名列前茅。 根据媒体报道， ２ ０ １ ３ 年６ 月２ ６ 日， 中复碳芯电缆科
碳纤维复合芯导线压接新技术及应用
碳纤维复合芯导线压接新技术及应用碳纤维复合芯导线（ACCC）与钢芯铝绞线（ACSR）的主要区别是ACCC内部是玻璃纤维包围碳纤维制成的复合芯，取代ACSR的钢芯。
ACCC外层由梯形截面的软铝绞合而成，同样的截面积条件下，ACCC较ACSR具有更大的铝截面积[4]。
1.2碳纤维复合芯导线特性ACCC与传统ACSR相比有如下优势[6]：1）ACCC使用软铝代替，使得导线的工作温度由70℃提高到160℃，减小导线的覆冰危害，导电率从61%IACS达到63%IACS，由于采用梯形截面软铝使得填充效果更好，相较等外径条件下软铝面积增加30%。
2）一般钢丝钢丝的抗拉强度为1240MPa，碳纤维复合芯的抗拉强度为2400MPa，增加了ACCC的安全系数，从而提升导线强度。
3）碳纤维复合芯密度为1.9g/cm³，钢芯密度为7.78g/cm³。
ACCC重量轻、强度大、线膨胀系数小，在相同的运行应力时弧垂小，且拉重比大，在节约杆塔数量、降低杆塔高度，减少占用土地面积方面占据优势。
4）由于碳纤维复合芯替代了钢芯，使得碳纤维复合芯导线不存在钢芯引起的磁滞涡流效应，输送同样的负荷的条件下，运行温度更低，因此可以减少6%的输电损失，载流量比常规导线多2倍左右。
本工程采用的是JLRX/F1A-550/45碳纤维复合芯导线。
相关参数如表1所示。
2 金具由于碳纤维复合芯替代了原有的钢芯，使得传统的导线接续工艺不再适合碳纤维复合芯导线，因此需要采用新型的导线接续金具进行连接。
碳纤维复合芯导线的直线接续管包括如下部件[5]：外压接管、内衬管、楔形夹座、楔形夹、联接器、联接器内管。
碳纤维复合芯的连接主要依靠楔型夹、与楔型夹座的握着力加紧碳纤维复合芯取代传统的钢芯压接。
3 压接工艺及要求3.1接续管相关安装尺寸碳纤维芯在纤维长度方向具有优良的拉伸性能，而在其他方向的力学性能较差。
碳纤维导线采用的是楔型自锁压接工艺，在顺导线方向越拉越紧。
碳纤维复合芯导线的性能与应用研究
碳纤维复合芯导线的性能与应用研究作者：詹恒富詹克明张宇时法智来源：《中国科技博览》2014年第06期摘要：阐述碳纤维复合芯导线（ACCC）的基本结构，将ACCC与传统钢芯铝绞线（ACSR）在结构、材料性能、弧垂—温升曲线、安装曲线方面进行对比。
结果表明，ACCC 铝线截面积、最高工作温度、载流量均高于ACSR，在工程中应用ACCC可有效提高线路的送电能力。
关键词：碳纤维复合芯导线；钢芯铝绞线；结构；中图分类号：TQ342+.741 碳纤维复合芯导线的性能与结构输电工程用架空导线由承力芯和铝单丝构成。
理想的承力芯应具有抗拉强度高、弧垂低、密度小等特点，理想的铝单丝应具有高导电性能。
碳纤维复合芯具有高比强度、高比模量等特点，且耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变，还有导电、传热和热膨胀系数小等优异性能，其在输电线路中应用为导线的承力芯；高导电率（63% IACS）的软铝单丝是未来理想的导电材料。
碳纤维复合芯导线（Aluminum Conductor Composite Core，ACCC）是一种新型导线，最早由美国、日本等国家开发，主要用于航天设备及空间站。
ACCC的芯线是以碳纤维为中心层、外包覆玻璃纤维制成的单根芯棒，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。
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，结构与常规钢芯铝绞线相同。
碳纤维复合芯导线内部结构如图1所示。
图1 ACCC内部结构图Figure 1 Internal structure diagram of ACCC一般钢丝的抗拉强度为1 240 MPa，高强钢丝的抗拉强度为1 410 MPa，而碳纤维复合芯导线的抗拉强度可达到2 399 MPa，分别为前两者的1.93倍和1.70倍。
2 碳纤维复合芯导线与传统导线的比较2.1 结构对比1） ACCC导线将传统钢芯铝绞线（Aluminum Conductor Steel Reinforced，ACSR）的钢芯用碳纤维和玻璃纤维复合芯取代，减轻了导线的质量，增加了导线的强度。
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，
碳纤维复合材料在电线电缆中的应用
碳纤维复合材料及其在电线电缆中的应用一、碳纤维复合材料的发展和战略地位碳纤维的出现是材料史上的一次革命。
碳纤维是目前世界首选的高性能材料，具有高强度、高模量、耐高温、抗疲劳、导电、质轻、易加工等多种优异性能，正逐步征服和取代传统材料。
现已广泛应用于航天、航空和军事领域。
世界各国均把发展高性能碳纤维产业放在极其重要的位置。
碳纤维除了在军事领域上的重要应用外，在民品的发展上有着更加广阔的空间，并已经开始深入到国计民生的各个领域。
在机械电子、建筑材料、文体、化工、医疗等各个领域碳纤维有着无可比拟的应用优势。
碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的。
80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技术上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。
经过二十多年的发展，碳纤维及其复合材料已从初创期转入增长发展期，其工业地位已基本确立，美、日、英、法、德等国的碳纤维产量已经占世界产量的绝大部分，并已逐步形成垄断优势。
我国对碳纤维的研究由于起步较晚，技术力量薄弱，虽然碳纤维及其复合材料在我国已被纳入国家“863”和“973”计划，但总体情况不尽理想，我国仍不具备成熟的碳纤维工业化生产技术，国防和民用碳纤维产品基本依赖进口。
二、碳纤维复合材料的性能和用途碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，是由含碳量较高、在热处理过程中不熔融的人造化学纤维经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。
其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。
碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工性好，沿纤维轴方向表现出很高的强度，且碳纤维比重小。
1、碳纤维的化学性能碳纤维是一种纤维状的碳素材料。
我们知道碳素材料是化学性能稳定性极好的物质之一。
这是历史上最早就被人类认识的碳素材料的特征之一。
除强氧化性酸等特殊物质外，在常温常压附近，几乎为化学惰性。
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）
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
碳纤维在半导体领域的应用
碳纤维在半导体领域的应用引言：碳纤维作为一种轻质、高强度的材料，具有优异的力学性能和导电性能，因此在半导体领域得到了广泛的应用。
本文将重点介绍碳纤维在半导体材料、半导体器件和半导体封装方面的应用。
一、碳纤维在半导体材料中的应用1. 碳纤维增强复合材料（CFRP）在半导体材料中的应用：碳纤维可以与树脂基质复合，形成碳纤维增强复合材料。
这种材料具有高强度、高刚度和低密度的特点，适用于制作半导体材料中的结构件，如夹持装置、支撑结构等。
此外，由于碳纤维具有优异的导电性能，因此还可以用于制作导电性能要求较高的半导体材料。
2. 碳纤维纳米复合材料在半导体材料中的应用：将碳纤维与纳米材料复合，可以制备出具有特殊性能的纳米复合材料。
在半导体材料中，碳纤维纳米复合材料常用于制作电极材料和导电薄膜。
由于碳纤维具有高导电性和良好的机械性能，其与纳米材料的复合可以有效提高电子传输效率和材料的稳定性。
二、碳纤维在半导体器件中的应用1. 碳纤维电极在半导体器件中的应用：碳纤维具有优异的导电性能和机械性能，因此在半导体器件中常用作电极材料。
碳纤维电极可以应用于半导体激光器、半导体光电探测器和半导体传感器等器件中，以提供稳定的电流和高效的能量转换。
2. 碳纤维热界面材料在半导体器件中的应用：碳纤维热界面材料具有良好的热导性能和机械性能，可用于半导体器件中的热管理。
碳纤维热界面材料可以有效地将器件产生的热量传导出去，以保持器件的稳定工作温度。
同时，碳纤维的轻质特性也有助于减轻器件的重量和体积。
三、碳纤维在半导体封装中的应用1. 碳纤维增强环氧树脂（CFRP）在半导体封装中的应用：碳纤维增强环氧树脂常用于半导体封装中的基板材料。
这种材料具有高强度、高刚度和低热膨胀系数的特点，可以有效保护封装的半导体器件，提高器件的可靠性和稳定性。
2. 碳纤维热导板在半导体封装中的应用：碳纤维热导板具有优异的热导性能和导热均匀性，常用于半导体封装中的散热设计。
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。
碳纤维复合芯导线的特点：1.强度高。
一般钢丝的抗拉强度为1240Mpa，高强钢丝为1410Mpa，而JRLX/T导线的碳纤维和玻璃纤维混合芯棒，其抗拉强度可达到2399Mpa，分别为前两者的1.93倍和1.7倍。
2.导电率高，载流量大。
由于JRLX/T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，因此可以减少输电损失约6%。
相同直径（28.14mm）时JRLX/T导线的铝材截面为常规ACSR导线的1.29倍，因此可以提高载流量29%.在1800C条件下运行，其载流量为常规导线的两倍。
3.线膨胀系数小，弛度小。
JRLX/T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JRLX/T导线的弛度仅从198 mm增加到312mm，提高仅0.57倍。
JRLX/T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。
4.重量轻。
碳纤维复合芯材料的比重约为钢的1/4.在相同的外径下,JRLX/T的铝截面积为常规ACSR导线的1.29倍. JRLX/T导线单位长度重量约为常规ACSR导线的60~80％，显了JRLX/T导线重量轻的优点。
常规ACSR 导线(LGJ 240/55)单位长度重量为1.108kg/m(其中铝材部分为0.651kg/m，钢芯部分为0.439kg/m).? 而JRLX/T导线(Linnet 431kcmil)为0.653kg/m? (其中复合材料芯仅为0.051kg/m)。
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。
解读ACCC碳纤维复合导线
解读ACCC碳纤维复合导线一：什么是ACCC碳纤维复合导线ACCC碳纤维复合导线是用碳纤维材料开发的新型导线。
具有耐高温、大容量、低弧垂、低能耗、重量轻、寿命长等显著特点，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，具有节能、安全、环保、经济等诸多优点。
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。
此复合导线是惟一能取代传统钢芯铝绞线、并投入商业运行的产品,可提高传输容量一倍以上,减少20%的杆塔数。
ACCC碳纤维复合导线与传统导线相比具有重量轻、强度大、低线损、弛度小、耐高温、耐腐蚀、与环境亲和等优点，实现了电力传输的节能、环保与安全。
ACCC碳纤维复合芯导线系列主要优点是：1.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。
2.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%。
3.低弧垂，降低2倍以上垂度。
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。
4.重量轻10-20%。
碳纤维复合芯导线的比重约为钢的1/4，在相同的外径下,ACCC的铝截面积为常规ACSR导线的1.29倍。
ACCC导线单位长度重量比常规ACSR导线轻10-20%，显示了ACCC导线重量轻的优点。
5、耐腐蚀，使用寿命高于普通导线的2倍。
碳纤维复合材料与环境亲和，同时避免了导体在通电时铝线与镀锌钢线之间的电化腐蚀问题，有效地延缓导线的老化，使用寿命高于普通导线的2倍。
6、同样容量线路投资成本低于普通导线。
由于ACCC碳纤维复合导线倍容量运行，而且抗拉强度高、弛度小、重量轻等特点，可使杆、塔之间的跨距增大，高度降低，同样容量线路成本比普通导线低。
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
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
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碳纤维复合芯导线的特性及应用
文章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。
希望能够为相关行业的发展提供一些借鉴，并且为保护环境，节能减排，改善人类生态环境等方面做出应有的贡献。
标签：碳纤维导线；特性；线路增容；ACCC/TW
引言
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发各种新型导线。
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承载部件，改善导线的弧垂特性，采用软铝型线代替硬铝圆单丝，提高填充率和导电率，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年成功专门从事复合芯软铝绞线的研发、生产和销售，经过近几年的产品质量提升及市场化。
碳纤维复合芯导线在电力行业中得到了广泛的应用。
碳纤维复合芯软铝绞线的型号为JRLX/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）。
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，软铝的截面设计成瓦型，可大幅减少导线的外径。
随着我国各行业电力需求的不断增长，部分老旧输电线路输送能力不足，面臨增容改造的压力。
线路改造中，投资最大的项目是杆塔的更换，最棘手的问题是村民的土地问题，一种新型的导线“碳纤维复合芯导线”的产生，使老线路在不更换杆塔的前提下达到增容的目的。
从节能、降低成本、增加输送容量、提高电网安全运行等方面综合看，推广应用具有很大的经济和社会效益。
有助于构造安全，经济，环保，高效输电网络。
1 碳纤维导线的结构
碳纤维导线ACCC/TW的结构独特，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，外层由一系列呈梯形截面的软铝线绞合而成。
碳纤维复核芯承担导线总的力学性能，具有强度高、密度小、膨胀系数小、耐腐蚀等特点。
外层软铝具有导电率高、电阻小、自阻尼性能强的特点。
碳纤维复合芯与软铝线绞制而成的导线，便具有优良的性能：导线重量轻，电阻小，表面光滑不易舞动，拉力质量比大，弧垂随温度的变化小等。
因此，可作为电力部门老旧线路改造、
电力增容导线使用。
其结构如图1所示。
2 碳纤维导线的优越特性
（1）导线的重量轻、强度大、在相同的运行应力时弧垂小；碳纤维复合芯材料的密度小（1.9g/cm3），约为普通钢芯密度（7.8g/cm3）的1/4，标准导线中使用的钢芯绞合后强度为1244N/mm2，而碳纤维导线ACCC/TW的复合芯抗拉强度最小值可以达到2150N/mm2，为前者的1.73倍。
例如，直径9.53mm的复合芯抗拉强度达到2414N/mm2，是钢芯铝绞线中钢芯强度的1.94倍。
（2）导线的直流电阻和交流电阻小，线路运行时线损低；导线导电率高，载流量大允许运行温度180℃，可大幅度增容。
（3）导线的膨胀系数小，复合材料芯线膨胀系数仅为钢芯的1/8。
在最低温到最高的运行温度范围内弛度小。
（4）导线的外径小，导线运行时的风偏及覆冰载荷小。
（5）导线耐腐蚀，使用寿命长；ACCC导线的复合芯由玻璃纤维材料制成，具有较高的耐腐蚀性能，与铝线接触不存在电腐蚀问题，可以解决长期运行中的腐蚀问题。
（6）导线表面紧凑、光滑，电晕损耗小。
3 碳纤维复合导线的主要技术要求
3.1 铝线
根据目前的制造技术水平和工程的实际应用情况，提出了架空导线用软铝型线的主要技术要求：
（1）尺寸及尺寸偏差。
软铝型线的尺寸应符合绞线的结构技术设计要求：同一绞合层软铝型线应用相同的标称截面积，并且截面积的偏差应在2%的范围内；不同绞合层的软铝型线应用相同标称厚度，并且最大标称截面与最小标称截面的比值应不大于1.2。
（2）表面质量。
软铝型线表面应光洁，并不得有良好商品不相称的任何缺陷。
（3）抗拉强度。
软铝型线的抗拉强度应在（60-95）MPa范围内。
3.2 碳纤维复合芯
碳纤维复合材料具有高强度、低韧性的特点，而强度和韧性是一对矛盾。
为
了保证碳纤维复合芯导线的适应性，进行复合芯结构的优化设计和确定碳纤维复合芯的合理强度是十分重要的。
碳纤维复合芯除了自身具有高强度、比重小、线膨胀系数小的特点外，还应具有优秀的高、低温特性，优秀的卷绕、扭转特性、优秀的耐候性、耐腐蚀性、耐震动疲劳性，满意的长期热老化寿命。
碳纤维复合芯的主要技术要求：
（1）表面质量。
复合芯表面应光洁，并不得有良好商品不相称的任何缺陷。
（2）接头。
所有增强纤维不允许成束插接，成品复合芯不允许有接头。
（3）抗拉强度。
复合芯的抗拉强度，常温时应达到2150MPa，180℃。
*168h 时应达到2000MPa。
（4）缠绕及扭曲性能。
复合芯以不超过5转/min的速度，在50倍复合芯直径的芯轴上缠绕2圈，不应有裂纹，并能通过常温强拉强度试验。
（5）线膨胀系数。
复合芯的线膨胀系数应不大于1.7*10-6/℃。
（6）密度。
复合芯的密度应不大于1.9g/cm3。
（7）抗紫外线。
对复合芯在波长340nm、辐照度1.55W/m2*nm的紫外线条件下暴露1008h，表面应不开裂，并且抗拉强度不小于2000MPa。
4 工程应用华晋公司沙曲矿将由300万吨/年改扩建为800万吨/年，110kV 变电所主变由2×25MV A增容至2×63MV A，原线路柳电-华晋3公里110kV线路，华晋110kV变电站一华晋35kV变电站5.6公里35kV线路，线路都为双线LGJ-150型钢芯铝绞线，原有的导线难以满足安全供电的要求，增容后需改为LGJ-300钢芯铝绞线，但由于主要线路已运行20多年，通道复杂，线下房屋密集，原通道改造杆塔的承载力不足，需更换杆塔及塔基，重新涉及村民征地问题，工程难度及费用很大，此时最佳的选择是利用原有杆塔而另换输送容量大的导线，碳纤维复合芯导线在不增加原有杆塔的受力和导线弧垂的条件下，代替原有的普通钢芯铝绞线增加容量已被广泛应用，在經线路设计部门验算后，确定采用ACCC-185/25型碳纤维复合芯耐热导线替换原有导线能够满足改扩建后的用电需求，ACCC-185/25型碳纤维复合芯耐热导线所允许的长期运行温度为160℃，载流量为851A，变电所最大负荷时，线路电压降约0.4U%，经验算，ACCC-185型碳纤维复合芯耐热导线能够满足华晋110kV变电所改扩建后安全用电的需求，而工程费用及工期大为节省。
ACCC-185型碳纤维复合芯耐热导线与LGJ-150钢芯铝绞线的参数详见表1。
线路改造后继续利用原有的铁塔和避雷线，将原有导线和金具替换为ACCC-185型碳纤维复合芯导线和配套的耐热型金具。
5 结束语
华晋公司线路增容改造工程已于2014年底完工，运行状况良好，增容效果明显，该工程的成功投入运行，获得了山西焦煤集团、地方电力、施工、监理等单位的一致好评和同行们的赞誉，为今后老旧线路需改造扩容的工程，积累了宝贵经验。
由此，我们认识到碳纤维复合芯导线是一种全新结构的节能型增容导线，具有低比重、低驰度、高强度、高导电率、倍容量等特性，同时降低了工程造价，优化了路径方案，缩短施工工期。
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。
特别是复合芯外表为绝缘体的玻璃纤维层，碳芯与铝层之间不存在接触电位差，可以保护铝导体免受电腐蚀，其使用寿命是传统钢芯铝绞线的2倍，是一种“环境友好型输电线路用导线”。
从保护环境、节能减排、改善人类生态环境方面来说，具有划时代的现实意义。
参考文献
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