碳纖維復合芯電纜技術關鍵及實際應用

技術關鍵

碳纖維和玻璃纖維復合芯鋁絞電纜，英文是Alu-minum conductor composite core reinforced cable，簡稱ACCC，碳纖維復合芯鋁絞電纜的制造技術日臻成熟，主要采用連續拉擠法。核心技術是芯棒的制造，關鍵材料是高溫韌性環氧樹脂。在碳纖維復合芯棒中，碳纖維占35%，玻璃纖維占35%，高溫韌性環氧樹脂占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，可降低生產成本。E-GF為絕緣體，為芯棒提供絕緣層。所用環氧樹脂為高溫型的韌性樹脂。這是制造復合芯棒的又一技術核心。這種樹脂固化溫度高達260℃，一般環氧樹脂648或AG80的固化溫度都低于此值。換言之，這種高溫固化型環氧樹脂具有特殊的耐熱結構。

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圖 1，碳纖維復合芯鋁絞電纜的生產

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。連續拉擠成型是成熟工藝。但制造碳纖維復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，浸漬環氧樹脂膠液，通過鋼制模口，以控制直徑，然后通過固化爐，固化成型。芯棒直徑可在0.19~19mm范圍內調節，拉擠速度可在2.7－18m/min范圍內調節。

應用概況

據CTC公司報道，該公司在2005年出售了3500公里長的ACCC產品。猶他州電力系統于2006年在鹽湖城開始在電網中投入試用。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，市場對該產品的需求量每年超過60億美元。 內容來自123456

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


圖 2，碳纖維復合芯鋁絞電纜的鋪放

天津電網已于2008年在220V線路中探索使用ACCC，取得明顯效果，并將在今后的電網建設改造中創新推廣應用。目前，天津景衛220kV線路碳纖維復合芯鋁絞線總長度為11.26km，試運行一年以來安全穩定。此次景衛220kV線路更換碳纖維復合芯鋁絞線，整體投資低于新建同等容量常規線路投資約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合芯鋁絞線兩個孤立檔順利通過驗收投產。這是碳纖維復合芯鋁絞線在河南省110kV輸電線路上首次使用，它的成功投產將對今后高壓電力輸電線路上使用碳纖維復合芯鋁絞線提供有價值的運行數據,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