碳纤维在电缆中的应用有哪些例子「碳纤维电缆 电力电缆」

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碳纤维复合芯铝绞线( Aluminum Conductor Composite Core, ACCC)电缆是传统钢芯铝绞线( Aluminum Conductor Steel Reinforced, ACSR)电缆的更新换代新产品。早在20世纪90年代，日本开始研制ACCC电缆。之后，美国复合材料技术公司( Composite TechnologyCorporation, CTC)也研制成功，成为ACCC的供应商。福建电网、天津电网已经将该新型导线架设运行，取得了明显效果。江苏远东集团2006年研制ACCC电缆，建立生产线，目前国内已有多条ACCC电缆生产线。

ACCC电缆与ACSR电缆比较有以下优点

1)重量轻、密度小:碳纤维复合芯的密度仅为1. 90g/cm3，钢芯为7.8g/cm。前者比后者轻得多，因而可使杆塔间距增大，可减少杆塔数16%左右，相应地也减少了占地面积，节省投资。同时，密度小，增加了安全性。

2)强度高、拉断的破坏力大: ACCC的拉伸强度大约为2399MPa，是普通钢丝的1. 97倍，是高强度钢的1.7倍。同时试验结果表明;前者比后者的破坏力提高了30%左右。AC-CC的强度高，承载外力主要是碳纤维复合芯。铝绞线几乎不承受外力;因而大大提高了使用寿命。

3)电导率高、载流量大：在相同直径的条件下，ACCC中铝绞线截面积是常规ACSR的1.29倍，载流量提高了29%左右。这是基于以下原因:一是碳纤维复合芯的比强度比钢芯大，因而可使芯棒直径比较细，从而容纳更多的铝线和导电截面积大;二是ACCC的铝绞线截面形状为梯形，而ACSR铝线为圆形截面。前者容易紧凑密排，容纳更多铝导线，从而使导电截面积增加;三是ACCC外层铝线采用电导率为64% IACS软铝线，与硬铝线61%IACS相比，电导率可提高3. 3%。

4)线路损耗小：碳纤维复合材料是一种非磁性材料。当导线通过交流电时，不会产生磁滞损耗和涡流损耗，呈现出较小的交流电阻。-般来说，可减少输电损耗6%左右。同时，由于ACCC采用梯形铝绞线，使其表面比ACSR圆形铝线更为光滑，减小了表面粗糙数值，从而提高了导线的电晕起始点压，减少了电晕损耗。

5)耐腐蚀、使用寿命长：碳纤维复合芯棒避免了钢芯在通电时，铝线与芯钢丝之间的电化学腐蚀，使铝导线长期使用而不老化。同时，碳纤维复合芯棒外层是绝缘的玻璃纤维复合层，有的还在GFRP外层再包覆聚四氟乙烯膜或绝缘涂层，使铝线与芯棒完全绝缘，两者之间不存在接触电位差，使铝导线免受电腐蚀，延长了使用寿命。图9-5所示为ACCC截面结构示意图。

6)热膨胀系数小：ACCC 的热膨胀系数为1.6x10-6/9C，ACSR为11.5x10-*7C，两者之间相差甚远。条件试验表明，当温度由21.6C升高到186C时，ACSR导线的弛度由

电线电缆材料-结构●性能●应用

236mm增加到1422mm，增加5倍左右，而ACCC导线仅从198mm增加到312mm,仅仅增加0.57倍左右。显然，ACCC的弛度变化仅是ACSR的9.6%。所以，ACCC 电缆适应昼夜温差、冬夏温差等环境温差变化要比ACSR好得多，是一种安全型的新一代高端产 品。此外，ACCC的重量仅为ACSR的70%~80%，运输方便、操作性好。