碳纖維復(fù)合芯電纜技術(shù)關(guān)鍵及實際應(yīng)用

技術(shù)關(guān)鍵

碳纖維和玻璃纖維復(fù)合芯鋁絞電纜，英文是Alu-minum conductor composite core reinforced cable，簡稱ACCC，碳纖維復(fù)合芯鋁絞電纜的制造技術(shù)日臻成熟，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)氧樹脂占30%。所用碳纖維的拉伸強度高和斷裂伸長大，例如采用日本東麗公司生產(chǎn)的T700S；玻璃纖維采用耐堿的E型,即E-GF。E-GF的斷裂伸長值大于T700S，因而為所制芯棒提供韌性和耐沖擊性能。同時，E-GF的價格低于T700S，可降低生產(chǎn)成本。E-GF為絕緣體，為芯棒提供絕緣層。所用環(huán)氧樹脂為高溫型的韌性樹脂。這是制造復(fù)合芯棒的又一技術(shù)核心。這種樹脂固化溫度高達260℃，一般環(huán)氧樹脂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)氧樹脂具有特殊的耐熱結(jié)構(gòu)。

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圖 1，碳纖維復(fù)合芯鋁絞電纜的生產(chǎn)

此外，還需要增韌改性，使所制芯棒具有韌性，而不是硬棒。否則不會通過放線滑輪試驗。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。簡單的工藝流程是：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)氧樹脂膠液，通過鋼制?？冢钥刂浦睆?，然后通過固化爐，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)。

應(yīng)用概況

據(jù)CTC公司報道，該公司在2005年出售了3500公里長的ACCC產(chǎn)品。猶他州電力系統(tǒng)于2006年在鹽湖城開始在電網(wǎng)中投入試用。從田納西州到加利福尼亞州的另外7個項目于2007年開始實施。CTC公司估計，2008年中期，市場對該產(chǎn)品的需求量每年超過60億美元。 內(nèi)容來自123456

國內(nèi)遠東控股集團有限公司2006年1月注冊成遠東復(fù)合材料有限公司，與美國CTC公司合作推出的碳纖維電纜在全國40余條輸電線路掛網(wǎng)運行。河北硅谷化公司投資5.8億元建立研發(fā)和生產(chǎn)基地，其中2億元建立年產(chǎn)1200t碳纖維生產(chǎn)線，3.8億元建立ACCC生產(chǎn)線。2007年5月4日，浙江寧波送變電建設(shè)公司員工開始對220V河慈、河溪線兩回導(dǎo)線實施增容“手術(shù)”，總長35km的普通鋼芯鋁絞線替換成美國CTC公司生產(chǎn)的ACCC電纜，這種電纜在浙江省內(nèi)是首次采用。改造后，兩條線路共增容30萬kVA。對慈溪地區(qū)迎峰度夏期間減少拉限電起了重要作用。


圖 2，碳纖維復(fù)合芯鋁絞電纜的鋪放

天津電網(wǎng)已于2008年在220V線路中探索使用ACCC，取得明顯效果，并將在今后的電網(wǎng)建設(shè)改造中創(chuàng)新推廣應(yīng)用。目前，天津景衛(wèi)220kV線路碳纖維復(fù)合芯鋁絞線總長度為11.26km，試運行一年以來安全穩(wěn)定。此次景衛(wèi)220kV線路更換碳纖維復(fù)合芯鋁絞線，整體投資低于新建同等容量常規(guī)線路投資約30%；而且輸變電工程的電力線路投入一條線路可獲二條線路的運行價值，減少新建線路一半的占用面積，節(jié)約了可觀的土地資源。2009年8月28日，110kV太康高朗(謝安)輸變電工程碳纖維復(fù)合芯鋁絞線兩個孤立檔順利通過驗收投產(chǎn)。這是碳纖維復(fù)合芯鋁絞線在河南省110kV輸電線路上首次使用，它的成功投產(chǎn)將對今后高壓電力輸電線路上使用碳纖維復(fù)合芯鋁絞線提供有價值的運行數(shù)據(jù),對河南省電力輸電輸送能力的提高起到積極的推動作用。 123456