ACCC碳纖維復合芯導線 - 電纜情緣網(wǎng)

ACCC碳纖維復合芯導線

(Aluminum

Conductor

Composite

Core)

復合材料合成芯導線。

1一、簡介二、ACCC導線的性能特點三、電纜行業(yè)現(xiàn)狀四、ACCC導線商業(yè)應用現(xiàn)狀五、ACCC導線國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)六、ACCC導線的技術指標七、ACCC導線的發(fā)展前景2簡介ACCC是用碳纖維材料開發(fā)的新型導線。與傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線相比具有重量輕、強度大、耐高溫、耐腐蝕、線損低、與環(huán)境親和等優(yōu)點，可提高傳輸容量一倍，使之在提高傳輸容量的同時提高及改善線路的安全和可靠性，減少有色金屬稀缺資源消耗（據(jù)測算，全國每使用該導線替代鋁導線使用量達200萬噸，就能節(jié)約100萬噸鋁材），降低線路傳輸損耗，實現(xiàn)了電力傳輸?shù)墓?jié)能、安全、環(huán)保與安全。是目前世界上唯一能替代傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線、鋁合金導線、鋁包鋼導線和殷鋼導線的并投入商業(yè)運行的產(chǎn)品。ACCC導線的廣泛應用，必將引發(fā)中國輸變電事業(yè)的巨變，對電力工業(yè)產(chǎn)生重大和深刻的影響，是“電力行業(yè)一次顛覆性的突破”。3ACCC導線的性能特點

耐熱性好，載流量是常規(guī)鋼芯鋁絞線兩倍。在不進行改造桿、塔情況下可以重新架設新線。碳纖維復合芯鋁絞線中的鋁導線截面積比鋼芯鋁絞線多29%。ACCC導線在200℃高溫下能有效運行，而常規(guī)鋼芯鋁絞線（ACSR導線）的使用溫度為100℃。因此，特別是在大雪災發(fā)生時，通過提高輸電線的載流量，將導線的工作溫度提高，融化輸電線上覆蓋的冰雪，能最大限度保護輸電線免受冰雪的影響。強度為普通導線的2倍。普通鋼絲的抗拉強度為1240MPa~1410MPa，而ACCC導線的碳纖維混合固化芯棒，是前者的兩倍。因此，當輸電線上覆冰后，能承受普通導線兩倍的重量，大大增加了導線的載重量。導電率高，節(jié)能6%。由于ACCC導線不存在鋼絲材料引起的磁損和熱效應，而且在輸送相同負荷的條件下，具有更低的運行溫度，可以減少輸電損失約6%。4ACCC導線的性能特點

低弧垂，降低2倍以上垂度。ACCC導線與ACSR導線相比具有顯著的低弛度特性，在高溫條件下弧垂不到鋼芯鋁絞線的1/2，能有效減少架空線的絕緣空間走廊，提高了導線運行的安全性和可靠性。重量輕10~20%。ACCC導線的比重約為鋼的1/4。在相同的外徑下，ACCC的鋁截面積為常規(guī)ACSR導線的1.29倍。ACCC導線單位長度重量比常規(guī)ACSR導線輕10~20%，顯示了ACCC導線重量輕的優(yōu)點。自身重量的減輕，更增加其在冰雪中的承載能力。耐腐蝕，使用壽命高于普通導線的2倍。碳纖維復合材料與環(huán)境親和，同時避免了導體在通電時鋁線與鍍鋅鋼線之間的電化腐蝕問題，有效地延緩導線的老化，使用壽命高于普通導線的2倍?？梢匝h(huán)利用。5ACCC導線的性能特點

同樣容量線路投資成本低于普通導線。由于ACCC導線倍容量運行，而且抗拉強度高、弛度小、重量輕等特點，可使桿、塔之間的跨距增大，高度降低，減少20%的塔桿，節(jié)省用地，同樣容量線路成本比普通導線低。節(jié)約一半鋁材的消耗。按每年電力電路200萬噸鋁用量計算，能節(jié)約鋁材近100萬噸。從保護環(huán)境、改善人類生態(tài)環(huán)境方面來說，具有劃時代的意義。使用常規(guī)安裝方法、工具和金具，無需特殊工具或特殊培訓。6目前電纜行業(yè)的現(xiàn)狀

我國近些年建設了數(shù)以千萬公里計的國家電力和通信網(wǎng)絡，從中心大都市延伸至偏遠的小山村，對電纜的需求是巨大的。我國電線電纜企業(yè)也從過去的123個國家定點廠發(fā)展到目前的7000余家。但是與其他行業(yè)一樣，需求大必定導致蜂擁而上，然后就過剩。國內(nèi)浩浩蕩蕩的電線電纜行業(yè)大軍，目前已經(jīng)到了整合的關卡。不少專家指出，近幾年來的快速發(fā)展，使我國電線電纜行業(yè)的生產(chǎn)能力遠高于需求，設備利用率僅為40%~50%。因而，必須通過兼并整合來順應環(huán)境變化或是通過技術開發(fā)與創(chuàng)新，努力研制適應未來需求的產(chǎn)品，才能渡過難關，變挑戰(zhàn)為機遇。7目前電纜行業(yè)的現(xiàn)狀

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市現(xiàn)代化進程的明顯加快，城市規(guī)模的不斷擴大，隨之產(chǎn)生的交通問題將不斷凸現(xiàn)。目前城市軌道交通己成為國際上一些發(fā)達和地區(qū)解決城市交通難題的有效措施。所以，在我國大城市中，發(fā)展和建設快速的軌道交通系統(tǒng)網(wǎng)絡將成為熱潮。據(jù)了解，目前，國內(nèi)已有十幾個城市正在建設軌道交通，其中北京、上海、廣州、天津都在繼續(xù)擴建，南京、長春、深圳、重慶、成都、杭州、武漢等正在新建。城市軌道交通的迅速發(fā)展，將孕育出無限商機，這同時也給國內(nèi)電線電纜企業(yè)帶來新的市場機遇。其中電力電纜將主要是直流牽引電纜、阻燃電纜、耐火電纜、綠色環(huán)保電纜、自控溫電纜等特種電纜。信號電纜主要集中在地鐵用、鐵路用的信號電纜和控制電纜、通訊電纜、通訊光纜等品種。8目前電纜行業(yè)的現(xiàn)狀

線纜高端產(chǎn)品市場凸現(xiàn)，主要是技術含量較高的船用電纜、機車車輛用電纜、航空航天領域用電纜以及核電站用電纜。國家“十一五”規(guī)劃對造船、鐵道、飛機、宇航和核電領域的發(fā)展規(guī)劃己經(jīng)明朗，需要電纜的品種和數(shù)量大致確定。上述領域市場的顯露，也就很快會出現(xiàn)電纜產(chǎn)品熱。同時為電線電纜企業(yè)拓寬生存空間覓出一條蹊徑，更為電線電纜行業(yè)發(fā)展帶來一縷曙光。我國是個缺電的國家，不僅發(fā)電業(yè)發(fā)展滯后，輸電業(yè)的弊端也凸現(xiàn)出來，輸電線路已不堪承受傳輸容量快速擴容的需求。由于過負荷造成的停電、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”。9目前電纜行業(yè)的現(xiàn)狀

各國均在研究新型架空輸電用導線，以取代傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線。ACCC導線應用成為熱點關注項目。上世紀90年代以來，美國、日本先后開發(fā)成功這種ACCC導線，主要用于航天、空間站的建設。他們還達成默契：不向第三國輸出，日本一家碳纖維導線企業(yè)的產(chǎn)量就占到世界40%左右。我國電線電纜研究所、電力建筑研究院以及國家電網(wǎng)有限公司等近10多家科研機構已經(jīng)開始了對ACCC導線的試驗研究工作。遠東控股集團有限公司全資子公司遠東復合技術有限公司于2006年開展了ACCC碳纖維復合導線項目。國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)也非常關注這一新型產(chǎn)品，在尋求與電纜、電網(wǎng)行業(yè)共同合作，或產(chǎn)品定向開發(fā)，生產(chǎn)完全國產(chǎn)化的ACCC導線。10ACCC導線商業(yè)應用現(xiàn)狀——國外

美國2004年8月在德克薩斯州3.2km長的230kV線路上安裝了ACCC導線。以后又在密歇根州和堪薩斯州的配電線路上使用了ACCC導線。2005年和2006年，亞利桑那州、圣安東尼奧和加利福尼亞州的多條230kV輸電線路上使用了ACCC導線。此外，美國還有多條改造和新建線路計劃使用ACCC導線，其中有若干條230kV的線路。法國也在進行ACCC導線的應用試驗，計劃在輸配電線路的改造中使用ACCC導線。11ACCC導線商業(yè)應用現(xiàn)狀——國內(nèi)2006年7月，我國首條220kVACCC碳纖維復合芯導線在福建省龍巖電業(yè)局園田變電站至曹溪變電站220kV線路掛網(wǎng)運行。導線全長5.2km。工程利用原線路鐵塔及大部分金具瓷瓶等原設備。改造后使該線路輸送容量提高了一倍。工程正式施工與常規(guī)導線工程改造相比至少縮短了3個月的工期。既滿足了增容要求，同時縮短了改造舊線路的施工、停電時間。2007年2月，由福建南平市電業(yè)局引進的ACCC導線，在南平市區(qū)220kV古楊Ⅱ線較密集地段掛網(wǎng)并正式投入運行，導線全長3.9千米，投資663萬元。另外，福建電網(wǎng)從美國復合材料工程公司（CTC）又購置了60公里ACCC導線應用在福建省廈門和福州電網(wǎng)中。12ACCC導線商業(yè)應用現(xiàn)狀——國內(nèi)2006年10月，江蘇無錫110kV孟村至陸區(qū)4.1km長的ACCCC導線順利建成竣工投運，這是我國首次在110kV線路工程中使用碳纖維復合材料導線。應用此種新型導線，對于需要較大載流量的蘇南地區(qū)來說，效益十分明顯。以無錫地區(qū)為例，常規(guī)的110kV回線路新建的綜合造價約為80多萬元/km，而采用碳纖維復合芯鋁絞線，其每公里的投資僅需約50萬元。能夠節(jié)約近40%的費用，可大大減少工程投資。13ACCC導線商業(yè)應用現(xiàn)狀——國內(nèi)2007年，浙江寧波送變電建設公司對220kV河慈、河溪線兩回路導線實施增容改造，總長35km的普通鋼芯鋁絞線被換成遠東復合技術有限公司和美國CTC公司生產(chǎn)的ACCC碳纖維復合芯導線。這種導線在浙江省內(nèi)是首次采用，如此長距離的應用在全國也屬首次。改造后，兩條線路增容30萬kVA，極大地緩解了慈溪地區(qū)困擾已久的電網(wǎng)卡脖子問題，對慈溪地區(qū)迎峰度夏期間減少拉限電起到了重要作用。此外，在遼寧和深圳220kV電力線路上ACCC導線也已掛網(wǎng)運行，還有一些省市的220kV或110kV采用ACCC導線的線路增容改造項目也正在進行中。各項工程的順利實施，為大面積推行ACCC碳纖維復合芯導線積累了寶貴的經(jīng)驗。ACCC導線技術在我國展現(xiàn)了良好的應用前景。

14ACCC導線商業(yè)應用現(xiàn)狀——國內(nèi)2008年11月，山東首條JRLX/T碳纖維復合導線在山東泰安天園線、園汶線改造工程掛網(wǎng)運行，這標志著山東220千伏電網(wǎng)首次使用JRLX/T碳纖維復合導線獲得圓滿成功。據(jù)山東電力集團領導介紹，改造后220千伏天園線、園汶線輸送容量將提高一倍，既可緩解泰安市用電壓力，保證整個電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定，提高電網(wǎng)運行的可靠性，同時又可研究JRLX/T碳纖維復合導線特性，積累使用和運行經(jīng)驗，將來對山東電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中特殊地段需要碳纖維導線的工程項目，提供技術支撐和實踐依據(jù)。JRLX/T碳纖維復合導線的供應單位是遠東復合技術有限公司15ACCC導線國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)

遠東控股集團有限公司全資子公司遠東復合技術有限公司是我國目前唯一的一家掌握JRLX/T碳纖維導線技術產(chǎn)權及能夠生產(chǎn)提供ACCC導線的生產(chǎn)企業(yè)，但其核心技術（復合材料線芯）仍掌握在CTC公司16ACCC導線的技術指標

遠東控股集團有限公司JRLX/T(ACCC)復合導線17ACCC導線的技術指標

執(zhí)行標準ASTM或CSA導線總截面積0.3819英吋2（246.4mm2）鋁線截面積431千圓密爾（218.4mm2）環(huán)形鋁面積463.4千圓密爾（234.8mm2）電纜計算外徑0.720英吋（18.29mm）填充系數(shù)93%復合芯直徑0.2350英吋（5.97mm）設計鋁面積431.0千圓密爾（218.4mm2）復合芯根數(shù)1實際鋁面積431.0千圓密爾（218.4mm2）鋁線層數(shù)2鋁線根數(shù)16第一層的單線根數(shù)6第一層中的鋁37.30%第二層的單線根數(shù)10第二層中的鋁62.70%18ACCC導線的技術指標外層鋁導電率（%IACS）63.00%所有導線符合ASTM

B857芯導電率（%IACS）0%1350－O型鋁符合ASTM

B609運行頻率60Hz遠東復合玻璃纖維/碳纖維芯復合芯機械性能19ACCC導線的技術指標溫度交流電阻結構20℃

0.2069歐姆/英里(0.1286Ω/km)JLX/T是復合芯梯形鋁線同心層絞導線。JLX/T在設計上與常規(guī)鋼芯鋁絞線保持相同的外徑。與較小外徑的復合芯相匹配，緊密的梯形鋁線形成了TW導線比常規(guī)鋼芯鋁絞線的鋁截面超過約29%。專利的高強度復合芯形成導線的中心，其上絞合2，3或4層1350－O型全退火鋁線（ASTM

B609）。高強度復合芯不生銹，不腐蝕，不與鋁導線或其它物產(chǎn)生電解反應。25℃

0.2112歐姆/英里(0.1313Ω/km)50℃

0.2325歐姆/英里(0.1445Ω/km)75℃

0.2539歐姆/英里(0.1578Ω/km)100℃

0.2752歐姆/英里(0.1710Ω/km)125℃

0.2966歐姆/英里(0.1843Ω/km)150℃

0.3180歐姆/英里(0.1976Ω/km)175℃

0.3394歐姆/英里(0.2109Ω/km)200℃

0.3608歐姆/英里(0.2242Ω/km)電氣性能：60Hz20ACCC導線的技術指標載流量表21ACCC導線的發(fā)展前景

目前ACCC導線的應用僅限于220kV以下電壓等級電網(wǎng)改造和新建線路中，在500kV電網(wǎng)中尚未得到應用。隨著我國電網(wǎng)的加速發(fā)展，部分地區(qū)的500kV輸電線路也面臨著提高輸送容量的同時又能利用已有鐵塔、不增加線路走廊用地這一難題，因此需要加快ACCC導線在500kV電網(wǎng)中的應用研究，不斷積累經(jīng)驗，爭取早日實現(xiàn)掛網(wǎng)運行。目前ACCC導線價格較高在部分程度上影響了該技術的推廣應用。但在東部沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，受土地、拆遷及賠償?shù)纫蛩赜绊?，輸變電工程單位長度造價不斷攀升。蘇南部分特殊地區(qū)甚至高達千萬。如果采用ACCC導線技術對關鍵地段的原線路進行改造，無需更換桿塔，不增加走廊占地，只需更換導線即可有效提高線路輸送容量，縮短了施工工期，將會大大降低輸變電工程的總成本。此外，