碳纤维导线
碳纤维导线施工典型缺陷及运行注意事项
碳纤维导线施工典型缺陷及运行注意事项碳纤维导线全名叫碳纤维复合芯铝绞线(ACCC)，该导线从本世纪初开始运用至今只有较短的十多年，有一定的应用经验。
碳纤维导线具有强度高，重量轻，弹性模量高，线膨胀系数小，弧垂小，线损小，载流量大(允许温度高)，耐腐蚀，使用寿命长等的特点。
特别适合于滨海、矿山地区腐蚀强度大、污秽强度高、导线易舞动的使用环境。
该导线的发展背景是原有输电线路输送能力已不能满足负荷的快速增长，更换为截面较大、载流量大的导线或新建专线势在必行。
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，或原有线路通道下征地困难，导致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，在此情况下有了碳纤维导线。
碳纤维导线有他的许多优点，但也有他的不足之处，如大部分碳纤维导线碳纤维芯单芯(据了解，现在在发展碳纤维芯绞线)，施工中易受损，因在铝绞内部，不宜发现，受损后对以后的运行会遗留一点的安全隐患。
今天小编就收集的一些易出现的问题的案例与大家做下分享，主要是施工阶段的，并就运行中的一些注意事项做简单说明。
★缺陷类型1：表面毛刺情况介绍：某500kV架空输电线增容改造，将原钢芯铝绞线更换碳纤维导线。
在施工时，碳纤维导线导线到货后，进行开盘验收发现导线表面起毛刺。
原因分析：厂家生产加工过程中工艺存在瑕疵，造成导线表面出现毛刺。
造成后果：线路投运后会造成电晕和尖端放电现象。
建议：物资到货后应逐盘进行验收。
★缺陷类型2：断股情况介绍：某500kV架空输电线增容改造，将原钢芯铝绞线更换碳纤维导线。
在架线施工时，发现导线有断股，该断股处未发现施工受力痕迹。
原因分析：厂家生产加工过程中工艺存在瑕疵，导致出厂时导线就出现断股。
碳纤维导线样本(08-02)
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。
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。
碳纤维导线样本(08-02)
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，很快就使用到建材、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，和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。
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
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。
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≥72.7
拐点温度
℃
80
弹性模量
拐点以下
GPa
74
拐点以上
GPa
112
线膨胀系数
拐点以下
1/℃
12.9×10-6
拐点以上
1/℃
1.65×10-6
导线最高允许短时运行温度
℃
/
导线最高允许长期运行温度
℃
≥130
载流量
120℃
A
≥816
130℃
A
≥853
140℃
A
≥888
150℃
A
≥920
绞向
外层
/
右向
抗拉强度
MPa
≥2100
卷绕试验
55d/1圈
应无损伤
表4.1-1碳纤维复合芯软铝绞线技术参数响应表
项目
单位
招标人要求值
投标人保证值
制造厂（商）
原产地
产品型号规格
JRLX/T-310/40（Hawk）
外观及表面质量
绞线表面不应有肉眼可见的缺陷，如明显的压痕、划痕等，并不得有与良好商品不相称的任何缺陷。
注：投标时应提供不短于1.5m与招标型号规格相同的导线实物。
表4.1-2软铝单线技术参数表
项 目
单位
招标人要求值
投标人保证值
制造厂（商）
原产地
截面形状
梯形
外观及表面质量
/
绞线表面不应有肉眼可见的缺陷，如明显的压痕、划痕等，并不得有与良好商品不相称的任何缺陷。
20℃时直流电阻率
n·m
≤27.37
铝导电率
倍
每盘线长
m
线长偏差
正
%
负
%
蠕变特性
试验张力
25%RTS
40%RTS
25%RTS
40%RTS
10年蠕变量
%
/
/
20年蠕变量
%
/
/
碳纤维芯无接头，外层铝线应无接头，内层整根导线接头不超过4个，接头距离应不少于15米。
注：投标时应提供不短于1.5m与招标型号规格相同的导线实物。
表4.1-2软铝线技术参数表
A
≥1723
150℃
A
≥1790
绞向
外层
/
右向
其它层
/
相邻层绞向应相反
节径比
型铝线内层
倍
10～16
型铝线邻外层
倍
10～16
型铝线外层
倍
10～14
每盘线长
m
定长（根据设计要求）
线长偏差
正
%
0.5
负
%
0
蠕变特性
试验张力
25%RTS
40%RTS
25%RTS
40%RTS
10年蠕变量
%
/
/
20年蠕变量
%
/
/
碳纤维复合芯无接头，外层铝线应无接头，内层整根导线接头不超过4个，接头距离应不少于15米。
（%IACS）
≥63.0
抗拉强度
MPa
60～95
伸长率（标距250mm）
%
≥20
表4.1-3碳纤维复合芯技术参数表
项 目
单位
招标人要求值
投标人保证值
制造厂（商）
原产地
外观及表面质量
表面光洁，没有可能影响产品性能的所有缺陷，如裂纹、粗糙、划痕和杂质等。
直径
mm
9.50
直径允许偏差
正
mm
0.08
负
mm
0.08
注：投标时应提供不短于1.5m与招标型号规格相同的导线实物。
表4.1-2软铝单线技术参数表
项 目
单位
招标人要求值
投标人保证值
制造厂（商）
原产地
截面形状
梯形
外观及表面质量
/
绞线表面不应有肉眼可见的缺陷，如明显的压痕、划痕等，并不得有与良好商品不相称的任何缺陷。
20℃时直流电阻率
n·m
≤27.37
铝导电率
A
≥1111
150℃
A
≥1153
绞向
外层
/
右向
其它层
/
相邻层绞向应相反
节径比
型铝线内层
倍
10～16
型铝线邻外层
倍
/
型铝线外层
倍
10～14
每盘线长
m
定长（根据设计要求）
线长偏差
正
%
0.5
负
%
0
蠕变特性
试验张力
25%RTS
40%RTS
25%RTS
40%RTS
10年蠕变量
%
/
/
20年蠕变量
%
/
/
碳纤维复合芯无接头，外层铝线应无接头，内层整根导线接头不超过4个，接头距离应不少于15米。
（%IACS）
≥63.0
抗拉强度
MPa
60～95
伸长率（标距250mm）
%
≥20
表4.1-3碳纤维复合芯技术参数表
项 目
单位
招标人要求值
投标人保证值
制造厂（商）
原产地
外观及表面质量
表面光洁，没有可能影响产品性能的所有缺陷，如裂纹、粗糙、划痕和杂质等。
直径
mm
5.97
直径允许偏差
正
mm
0.06
负
mm
0.06
结
构
铝
外层股数/梯形线等效圆直径
根/mm
16/4.74
邻外层股数/梯形线等效圆直径
根/mm
12/4.68
内层股数/梯形线等效圆直径
根/mm
8/4.55
碳纤维芯
根/mm
1/8.76
计算截面积
合计
mm2
679.7
铝
mm2
619.4
复合芯
mm2
60.3
导线外径
mm
30.38
单位长度质量
kg/km
1828
20℃时直流电阻
结
构
铝
外层股数/梯形线等效圆直径
根/mm
12/5.25
邻外层股数/梯形线等效圆直径
根/mm
/
内层股数/梯形线等效圆直径
根/mm
7/5.29
碳纤维芯
根/mm
1/8.13
计算截面积
合计
mm2
465.3
铝
mm2
413.6
复合芯
mm2
51.9
导线外径
mm
25.14
单位长度质量
kg/km
1238
20℃时直流电阻
（%IACS）
≥63.0
抗拉强度
MPa
60～95
伸长率（标距250mm）
%
≥20
表4.1-3碳纤维复合芯技术参数表
项 目
单位
招标人要求值
投标人保证值
制造厂（商）
原产地
外观及表面质量
表面光洁，没有可能影响产品性能的所有缺陷，如裂纹、粗糙、划痕和杂质等。
直径
mm
7.11
直径允许偏差
正
mm
0.07
负
mm
0.07
抗拉强度
MPa
≥2055
卷绕试验
55d/1圈
应无损伤
表4.1-1碳纤维复合芯软铝绞线技术参数响应表
项目
单位
招标人要求值
投标人保证值
制造厂（商）
原产地
产品型号规格
JRLX/T-517/52（Drake）
外观及表面质量
绞线表面不应有肉眼可见的缺陷，如明显的压痕、划痕等，并不得有与良好商品不相称的任何缺陷。
（%IACS）
≥63.0
抗拉强度
MPa
60～95
伸长率（标距250mm）
%
≥20
表4.1-3碳纤维复合芯技术参数表
项 目
单位
招标人要求值
投标人保证值
制造厂（商）
原产地
外观及表面质量
表面光洁，没有可能影响产品性能的所有缺陷，如裂纹、粗糙、划痕和杂质等。
直径
mm
8.13
直径允许偏差
正
mm
0.08
负
mm
0.08
A
≥1546
150℃
A
≥1606
绞向
外层
/
右向
其它层
/
相邻层绞向应相反
节径比
型铝线内层
倍
10～16
型铝线邻外层
倍
/
型铝线外层
倍
10～14
每盘线长
m
定长（根据设计要求）
线长偏差
正
%
0.5
负
%
0
蠕变特性
试验张力
25%RTS
40%RTS
25%RTS
40%RTS
10年蠕变量
%
/
/
20年蠕变量
%
/
/
碳纤维复合芯无接头，外层铝线应无接头，内层整根导线接头不超过4个，接头距离应不少于15米。
Ω/km
≤0.06761
额定抗拉力
kN
≥135.4
拐点温度
℃
80
弹性模量
拐点以下
GPa
74
拐点以上
GPa
117
线膨胀系数
拐点以下
1/℃
12.9×10-6
拐点以上
1/℃
1.6×10-6
导线最高允许短时运行温度