ACCC碳纤维复合芯导线 - 电缆情缘网
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碳纤维复合芯导线JLRX/T(ACCC/TW) 施工手册远东复合技术有限公司前言长期以来,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究开发各种新型导线。
在上世纪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芯材,改善导线的弧垂特性,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年设立了全资子公司——远东复合技术公司,专门从事碳纤维复合芯导线的研发、生产和销售。
碳纤维复合芯导线的型号为JLRX/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),规格用特定动物名表示。
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;软铝的截面设计成瓦型,可大幅减小导线外径。
碳纤维复合芯导线的优越性能: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;6. 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、电学特性均优于传统导线,综合解决了架空输电领域存在的各项技术瓶颈,可广泛用于老线路增容改造、新线路建设、电站母线,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。
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。
CIgre21, rue d'Artois, F-75008 Paris22-2032002全集CIGRÉ版权所有22-203输电线路用低弧垂碳纤维芯铝绞线(ACFR)的发展佐藤文博* H. EBIKO东北电力株式会社昭和电线和电缆公司(日本)1. 摘要在电力市场中,非常重视对延长设备使用寿命和对设备剩余使用寿命的评估。
在自由化的竞争市场中,有效使用现有设备非常重要。
根据我们过去的经验,很明显高架输电线路元件的使用寿命并非仅仅取决于降级的机械性能,由于各种运行限制(例如:传输热容量的不足以及其他制约因素等),尽管现有设备性能良好,仍要经常需要更换。
对于高架输电线路设施来说,有关线路支撑结构的成本要比导线的成本高得多。
如果在不用新建或更改现有支撑结构的情况下,就能够解决输电线路上输电热容量增加以及导线离地高度不足等问题,就可以在高效使用现有资产的同时,减少各种运行限制了。
正因如此,我们将焦点集中到了非磁性高抗腐碳纤维上。
与钢芯相比,碳纤维具有重量轻、高温下延伸率小,而且拉力更为充分等优势。
我们研制开发出了低弧垂碳纤维芯铝绞线(ACFR),该绞线采用由碳纤维和基体树脂(改性环氧树脂或双马来酸树脂[1])组成的复合电缆。
关键词:传输线路–低弧垂–热膨胀系数–弹性系数–钢芯铝绞线(ACSR) –碳纤维芯铝绞线(ACFR)–碳纤维复合电缆(CFCC)*东北电力株式会社:日本宫城县仙台市青叶区3丁目一番町7-1号2. 概述碳纤维芯铝绞线(ACFR)是一新型低弧垂导线,采用了由碳纤维和树脂组成的复合电缆(CFCC)。
与传统镀锌钢绞线相比,碳纤维具有重量轻、高温下延伸率小的明显优势。
3. CFCCCFCC主要由碳纤维(丝)和基体树脂组成。
制造流程如下[2]:首先,将直径为7μm的12000根单丝绑扎成一束,将热固树脂(改性环氧树脂或双马来酸树脂)渗入到线束中,然后再用有机纤维盖在表面上来制备条状材料,这样就制成了ACSR 线芯的股线,其外径与钢股相同。
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。
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。