碳纤维复合芯软铝导线技术在电力线路上应用的几点体会
摘要：碳纤维复合芯软铝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,外层铝采用拱形软铝绞合而成,与传统增容导线相比有较多优势,具有广泛的应用前景。本文通过对碳纤维复合芯软铝导线的种类、特点及实际应用情况的分析，对其在电力线路上的应用提出了自己的看法。 关键词：碳纤维复合芯；软铝导线；应用；体会 中图分类号：f406文献标识码： a 文章编号：
前 言 节能型复合导线是一种架空输电线路增容的特种导线,它是对在相同导体截面的情况下,相对于传统钢芯铝绞线(aluminumcon-ductorsteelreinforced,acsr)能输送更多电能理想的一种新型导线的总称,是输电行业一项颠覆性技术。 一、增容导线的种类
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。随着对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。目前增容导线包括耐热铝合金导线(tacsr)、殷钢芯耐热铝合金绞线(ztacir)、间隙型钢芯耐热铝合金(gtacsr)、铝基陶瓷纤维铝绞线(accr)、碳纤维芯复合材料合成芯软铝导线(jrlx/t)等种类。碳纤维复合芯软铝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,外层铝采用拱形软铝绞合而成。在美国名命名为accc(aluminumconductorcompositecore),
依据国家行业标准命名为jrlx/t(j-为绞线、rl-为软铝,x-为型线,t-为碳碳材料)。
二、碳纤维复合芯软铝导线的特点及其优点
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。从各种增容导线发展的历史来看,既有传统习惯上的影响,也有互相借鉴、优势互补的作用。碳纤维复合芯软铝导线具有较多的优势。
1.强度高：一般钢丝的抗拉强度为1240mpa,高强钢丝为1410mpa,而jr-lx/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180°c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183°c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198mm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(lgj240/55)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(lin-net431kcmil)为0.653kg/m(其中复合材料芯仅为0.051kg/m)。
5.耐腐蚀,使用寿命长：碳纤维复合材料与环境亲和,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，较好地解决铝导线长期运行的老化问题jrlx/t能使用常规的技术和设备进行安装。 6.降低线路成本：fci/burndy公司依具ctc技术规范制造耐张金具、中间结头、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试验确保符合astm和ieee标准。振动、循环温度和最终拉力试验是jrlx/t的典型试验。值得注意的是相同等级或规格的常规acsr的抗拉强度值为31500磅、jrlx/t侧达到45632磅。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。 三、碳纤维复合芯导线在实际应用的施工情况
借鉴accc在南通的首次架设的实际施工情况来说明。由于导线