電壓等級(jí)
UO/U1.9/3.3KV及以下
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
LJOADN2004
用途
碳纖維復(fù)合導(dǎo)線(xiàn)具有強(qiáng)度高、重量輕、弧垂小、導(dǎo)電率高、載流量大、運(yùn)行溫度高。
碳纖維電纜英文名稱(chēng)：ACCC導(dǎo)線(xiàn) （Aluminum Conductor Composite Core）
我國(guó)是個(gè)缺電的國(guó)家，不僅發(fā)電業(yè)的發(fā)展滯后，輸電業(yè)的弊端也凸現(xiàn)出來(lái)，輸電線(xiàn)路已不堪承受傳輸容量快速擴(kuò)容的需求，由于過(guò)負(fù)荷造成的停電、斷電故障頻頻發(fā)生，電力傳輸成為電力工業(yè)發(fā)展的“瓶頸”，各國(guó)均在研究新型架空輸電路用導(dǎo)線(xiàn)，以取代傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線(xiàn)，碳纖維電纜由此應(yīng)運(yùn)而生。
碳纖維電纜全稱(chēng)碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料芯軟型鋁絞線(xiàn)，具有一系列優(yōu)異性能，是電纜的產(chǎn)品。日本和美國(guó)已經(jīng)研發(fā)成功碳纖維電纜，并在電網(wǎng)中得到實(shí)際應(yīng)用。我國(guó)早先從美國(guó)購(gòu)買(mǎi)過(guò)這種電纜，在多種電網(wǎng)中開(kāi)始試用。同時(shí)，上海勝華電纜集團(tuán)后續(xù)也研制出符合國(guó)情的碳纖維導(dǎo)線(xiàn)，并成功生產(chǎn)，以取代傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線(xiàn)，這必將使我國(guó)架空輸電技術(shù)提高到一個(gè)新水平。
技術(shù)關(guān)鍵
碳纖維電纜主要采用連續(xù)拉擠法。核心技術(shù)是芯棒的制造，關(guān)鍵材料是高溫韌性環(huán)氧樹(shù)脂。在碳纖維復(fù)合芯棒中，碳纖維占 35%，玻璃纖維占35%，高溫韌性環(huán)氧樹(shù)脂占30%。所用碳纖維的拉伸強(qiáng)度高和斷裂伸長(zhǎng)大，因而為所制芯棒提供韌性和耐沖擊性能。所用環(huán)氧樹(shù)脂為高溫型的韌性樹(shù)脂。這是制造復(fù)合芯棒的又一技術(shù)核心。這種樹(shù)脂固化溫度高達(dá)260℃，一般環(huán)氧樹(shù)脂648或AG80的固化溫度都低于此值。換言之，這種高溫固化型環(huán)氧樹(shù)脂具有特殊的耐熱結(jié)構(gòu)。此外，還需要增韌改性，使所制芯棒具有韌性，而不是硬棒。否則不會(huì)通過(guò)放線(xiàn)滑輪試驗(yàn)。連續(xù)拉擠成型是成熟工藝。但制造碳纖維復(fù)合芯棒具有一定的特殊性。
工藝流程
將碳纖維筒放在整理架上，單向(0°)集束，包覆玻璃纖維，浸漬環(huán)氧樹(shù)脂膠液，通過(guò)鋼制模口，以控制直徑，然后通過(guò)固化爐，固化成型。芯棒直徑可在0.19~19mm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，拉擠速度可在2.7-18m/min范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
性能分析
1. 與ACSR電纜相比，可有效提高29%載流容量，減少輸電損失6% 一方面，由于碳纖維復(fù)合芯強(qiáng)度高于鋼芯，因而芯棒直徑比鋼芯細(xì)，可容納的鋁線(xiàn)多，加之，ACCC的梯形截面，導(dǎo)線(xiàn)排列更緊密，因此總體上導(dǎo)電截面更大。與傳統(tǒng)的ACSR相比，載流量提高29%左右的載流量。此外，ACCC不存在傳統(tǒng)鋼絲的磁損和熱效應(yīng)，可有效減少輸電損失6%。
2. 線(xiàn)膨脹系數(shù)小、弛度小 首先，ACCC導(dǎo)線(xiàn)具有顯著的低弛度特性，ACCC的線(xiàn)膨脹變化僅為ACSR的9.6%，下垂度不到ACSR的1/2;其次，ACCC復(fù)合芯可在急冷急熱的環(huán)境中工作，例如，上至200℃，下至-180℃的極寒低溫，任然可以用于輸電載體的設(shè)計(jì)和制造。因此，碳纖維復(fù)合芯不僅能夠適應(yīng)溫差變化，還有效減少架空電纜的絕緣空間，提高導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)行的安全性。
3. 重量輕、強(qiáng)度高、破斷力大
ACCC的復(fù)合芯的密度約為1.9g/cm3 ，而ACSR的芯材密度要高出4倍(約為7.8 g /cm3 )，同時(shí)，ACCC的拉伸強(qiáng)度為2399MPa，是ACSR的1.97倍。要知道，電纜的承載外力主要由芯材承擔(dān)。而碳纖維復(fù)合芯相比鋼絲不僅具有重量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)，還大大提高了30%的破斷力。
4.耐腐蝕性
ACCC復(fù)合芯可以避免ACSR線(xiàn)芯的雙金屬間腐蝕的問(wèn)題。更重要的是，ACCC芯棒外層包覆著玻璃纖維層，該層能起到絕緣功能，有的產(chǎn)品還在玻璃纖維外層包覆四氟乙烯使芯棒與鋁線(xiàn)絕緣，免受電腐蝕。
