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碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线的起晕特性对比试验
优质期刊推荐0 引言 0 引言近年来，碳纤维导线在内蒙古包头、呼和浩特城区电网增容改造中得到广泛应用。改造时利用了原有的杆塔和基础，仅更换了导线即达到增容效果。但是，对于新建线路，碳纤维导线由于价格昂贵，与相同截面积的钢芯铝绞线相比，其单公里造价不具优势。而在相同传输容量的条件下，虽然碳纤维导线的截面积比普通导线小得多，但线路综合造价仍需进行详细计算对比。本文针对新建黑河—和林220 kV输电线路工程，对比分析采用普通钢芯铝绞线和3种不同碳纤维导线设计方案的技术性及经济性，为该工程推荐既能满足输送容量要求且年费用最小的导线方案。 1 工程概况新建黑河—和林220 kV输电线路工程，线路路径全部位于内蒙古呼和浩特市，起于黑河220 kV变电站，止于和林220 kV变电站，采用单回路架设，线路全长约27.0 k m，海拔高度<1000 m，导线采用截面积为2×400 mm2普通导线或碳纤维导线。输电系统参数见表 1所示。
表 1(Table 1)
表 1 输电系统参数
表 1 输电系统参数
2 导线结构及型号选择该工程线路应保证极限输送容量为600 MW，按正常运行输送容量100 MW考虑，推荐选用双分裂、截面积400 mm2钢芯铝绞线或碳纤维导线，电流密度为0.55~1.0 A/mm2，导线分裂间距为400 mm。为满足输送容量要求，可供选择的常规导线类型有钢芯铝绞线（JL/G1A-400/35）、碳纤维导线（ACCC/LH-185/25、ACCC/LH-210/35、ACCC/LH-240/35）4 种。根据《GB/T
圆线同心绞架空导线》[]，各种导线的主要技术参数见表 2。
表 2(Table 2)
表 2 各型号导线技术参数
表 2 各型号导线技术参数
3 导线电气性能比较 3.1 导线载流量《GB 5 110 kV~750 kV 架空输电线路设计规范》[]规定：“验算导线允许载流量时，钢芯铝绞线的允许温度采用70 ℃，必要时可采用80 ℃。”本工程钢芯铝绞线最高允许温度采用70 ℃和80 ℃ 2种方案进行计算。为方便与钢芯铝绞线比较，碳纤维导线采用70 ℃、80 ℃和160 ℃ 3种方案进行计算（通常碳纤维导线的允许温度为160 ℃）。计算中环境温度为最高气温月的平均气温，根据当地气象统计资料，计算导线载流量的环境温度为35 ℃，日照强度1000 W/m2，风速0.5 m/s，导线表面辐射、吸热系数均取0.9，根据GB 5中5.0.6公式进行计算。式中I—允许载流量，A；WR—单位长度导线的辐射散热容量，W/m；WF—单位长度导线的对流散热容量，W/m；WS—单位长度导线的日照吸热容量，W/m；Rt'—允许温度下导线的交流电阻，Ω/m。其中，交流电阻计算按照《JCS
裸线载流量计算方法》[]要求，首先计算对应于使用温度为20 ℃时的直流电阻RDC（20），可通过式（2）求得：式中α—导线表面的吸热系数，光亮的新线取值0.35~0.46，旧线或涂黑色防腐剂的线取值0.9~0.95。交流电阻R't计算公式为：式中K— 交流电阻比，在交流情况下，K = K1K2 = R′t /RDC ，其中，K1为集肤效应系数，K2为铁心损耗系数。经计算，不同温度下各种导线载流量和最大输送容量计算结果（计算过程省略）见表 3所示[]。
表 3(Table 3)
表 3 各种导线载流量和最大输送容量计算结果
表 3 各种导线载流量和最大输送容量计算结果
该工程采用的钢芯铝绞线导线允许载流量计算按温度80 ℃控制，碳纤维导线按温度160 ℃控制。参与比选的4种导线的最大输送容量均高于输电系统极限输送容量（600 MW），满足系统要求。3种碳纤维导线最大输送容量要比普通钢芯铝绞线分别高出10%、19.5%和30.6%。 3.2 交流电阻热损失单回交流输电线路的电阻热损失计算公式为：式中WQ—容量热损耗，kW/km；N—分裂根数；I—单回路每根导线的额定工作电流，A；re—导线的交流电阻，Ω/km。根据公式（3）、（4）计算方法，该工程所选导线的交流电阻和电阻损耗参数见表 4所示。从表 4数据可以看出，电阻热损失相差较大。当线路的输送容量较大时，其交流电阻热损失也就越大；JL/G1A-400/35型钢芯铝绞线的节能效果最好，ACCC/LH-240/35型碳纤维导线次之（1.6~1.8倍），ACCC/LH-185/25型碳纤维导线最差（2.1~2.5倍）。
表 4(Table 4)
表 4 单根导线的交流电阻和电阻损耗参数
表 4 单根导线的交流电阻和电阻损耗参数
4 线路造价分析在同一气象条件和路径方案下，由于导线材质不同，其价差非常大；导线机械特性不同所造成的杆塔耗钢量、基础混凝土用量和钢筋用量也有差别，因而4种导线方案的静态投资不同。4.1 导线用量 目前市场上普通导线的价格约为1.7 万元/t；按照某碳纤维导线生产厂家提供的价格（ACCC/LH-185/25：82 元/m；ACCC/LH-210/35：84 元/m；ACCC/LH-240/35：86 元/m）计算，4种导线方案的每km材料量及差价（以27 km计）见表 5所示。
表 5(Table 5)
表 5 导线的材料量及费用（按长度27 km计算）
表 5 导线的材料量及费用（按长度27 km计算）
由表 5数据可以看出：JL/G1A-400/35型钢芯铝绞线的导线费用最低。价差最小的ACCC/LH-185/25型碳纤维导线比JL/G1A-400/35型碳纤维导线高出956.889万元，约是后者价格的3.57倍。4.2 杆塔与基础耗材量 根据实地测量获得的线路平断面，分别采用所选4种导线对线路进行了排位，统计用料量情况如表 6所示。
表 6(Table 6)
表 6 杆塔和基础耗材用量（按长度27 km计算）
表 6 杆塔和基础耗材用量（按长度27 km计算）
如果以钢筋5000 元/t、塔材8000 元/t、混凝土1000 元/m3 的价格估算，采用JL/G1A-400/35 型、ACCC/LH-185/25 型、ACCC/LH-210/35 型、ACCC/LH-240/25型导线的杆塔与基础耗材量的造价分别为881.4万元、740.8万元、781.6万元、806.5万元。4.3 造价分析 通过计算分析可以看出，杆塔与基础耗材量价差与导线价差相比小得多，导线价差是影响工程造价的最大因素。使用JL/G1A-400/35 型、ACCC/LH-185/25型、ACCC/LH-210/35型、ACCC/LH-240/25 型导线的每km 静态造价分别为91.296 万元、106.481万元、114.741万元、121.704万元。采用JL/G1A-400/35型钢芯铝绞线，线路初期静态投资造价低于3种碳纤维导线。5 年费用计算 5.1 最小年费用计算方法 考虑本工程的远景规划，随着线路输送容量的增加，导线的电阻损耗随之增加。为了进一步比较不同导线的经济性，对4种导线在不同输送容量下的年费用进行了计算。最小年费用法是全寿命管理中一种常用的算法，它能反映工程投资的合理性和经济性，为工程方案比选和决策提供依据[]。按《电力工业部（82）电计字第44号文电力工程经济分析暂行条例》第十五条，经济计算—年费用最小法的计算方法[]，该线路工程年费用简化计算公式为（折算到工程投运年的总投资）：式中NF—年平均费用（平均分布在m+1到m+n期间的n年内），万元；r0—电力工程投资回收率；n—工程的经济使用年限；Z—折算后的工程总投资，万元；μ—折算年运行费用，万元。5.2 不同导线的年费用计算 根据本工程的实际情况，进行最小年费用计算条件为：经济使用年限为30 a，施工期按2 a计，前1年投资为总投资额的60%，第2年投资为40%；年最大损耗小时数按2200 h 计；设备运行维护费率为2.0%；电力工程回收率按工程投资的8%计；电价按当地实际上网电价计，本工程按0.3109 元/kWh计算。计算数据及结果见表 7。
表 7(Table 7)
表 7 导线在不同输送容量的年费用计算结果
表 7 导线在不同输送容量的年费用计算结果
通过表 7计算结果可以看出：从正常输送容量100 MW到极限输送容量600 MW，当输送容量相同时，2×JL/G1A-400/35型钢芯铝绞线的年费用最小，经济性最好。6 结论 在黑河—和林220 kV输电线路工程中，通过对采用钢芯铝绞线（JL/G1A-400/35）、碳纤维导线（ACCC/LH-185/25、ACCC/LH-210/35、ACCC/LH-240/35）4种不同导线设计方案的技术性和经济性分析[]，可以得出以下结论：（1） 该工程钢芯铝绞线导线允许载流量按运行温度80 ℃控制，碳纤维导线按160 ℃控制。4种导线的极限输送容量均高于600 MW，满足系统要求；（2） 各型号导线交流电阻损失计算结果排序为：JL/G1A-400/35 型<ACCC/LH-240/35 型<ACCC/LH-210/35型<ACCC/LH-180/25型；（3） 对4 种导线的推荐方案降序排序为：JL/G1A-400/35型钢芯铝绞线、ACCC/LH-240/35型碳纤维导线、ACCC/LH-210/35型碳纤维导线、ACCC/LH-180/25型碳纤维导线。（4） JL/G1A-400/35 型钢芯铝绞线静态投资低，年费用最低，且其电阻损耗小，具有良好的节能效果。相比之下，3种碳纤维导线节能效益较差，年费用高，因此在该新建线路工程中不推荐采用。
全国电线电缆标准化委员会.GB/T
圆线同心绞架空导线[S].北京:中国标准出版社,2008.
中国电力工程顾问集团公司,华东电力设计院.GB 50545 — kV-750 kV架空输电线路设计规范[S].北京: 中国计划出版社,2010.
日本电线电缆生产商协会.JCS
裸线载流量计算方法[S].东京:日本电线电缆生产商协会,2003.
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电力工业部.电力工业部(82)电计字第44号文电力工程经济分析暂行条例[R].北京:电力工业部,1982.
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碳纤维复合芯导线应用
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JRLX/T(ACCC)碳纤维复合芯导线的特性及应用
    　　韩国聚1，蒋华君2，刘广增3，许绍良4
(1.河南平顶山电力设计院 平顶山市 .远东复合技术有限公司 江苏宜兴市 214257;
3.河南商丘供电公司 商丘市 . 河南省电力公司 郑州市 450052)
　　[摘要]碳纤维复合芯导线因其材料和结构与一般钢芯铝绞线不同，使其应力、弧垂特性、输送容量、电能损耗等具有明显的优越性。本文从各种不同设计条件下的10000多个导线应力弧垂计算数据中摘录一些有代表性的数据，来分析该导线在输电线路新建、增容改造工程中的应用，阐明该导线的实用性和经济性。
　　[关键词]碳纤维复合芯导线;特性;应用;弧垂
　　碳纤维复合芯导线是近年由宜兴远东复合技术有限公司开发生产的一种新型架空输电线路导线，2006年已在国内电网开始运行，是继美国2004年首条该型线路投运后，我国引进的新技术。该导线在材料和结构上和普通LGJ型钢芯铝绞线不同之处是：
　　1. 芯线采用抗拉强度可达2399MPa的碳纤维和玻璃混合芯棒，而普通导线的钢芯抗拉强度为1240MPa，高强丝为1410MPa。
　　2. 芯线的温度线膨胀系数小，纵向约为1.6X10-6 1/℃,而普通钢芯约为11.5X10-6 1/℃。复合芯还具有耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变等性能，复合芯为非磁性材料，不存在钢丝引起的磁损和热效应。 　　
　　3. 导电部分采用退火纯软铝，导电率为63.7%IACS，较硬铝高约2.7%，铝股线为梯形，铝股之间结构紧凑，填充系数0.93(普通导线为0.75)，导线表面光滑。
　　1.碳纤维导线的特性
　　由于以上材料和结构上的改进，使JRLX/T碳纤维导线比之普通钢芯铝绞线(LGJ或ACSR)有如下优点：
　　1.1. 本线的综合抗拉强度可达213-378 MPa(不同截面的导线，由于铝/芯截面比为13.331-5.357而不同)，而LGJ型导线为207-339 MPa(铝/芯截面比为19.74-4.28)。
　　普通LGJ型导线的弹性模数E为62-78 GPa，温度线膨胀系数&为15-20 X10-6 1/℃,本导线由于采用了抗拉强度大，线膨胀系数小的复合芯，所以在导线由于电流增大而引起温度升高、长度伸长时，其受力逐渐由铝转向复合芯承担。根据试验，在导线温度达到60-80℃时，其整个导线的线膨胀系数和弹性模数都出现了一个迁移区域，在60℃以下&=12.5-14 X10-6 1/℃, E=64-68 GPa，在80℃以上&=1.6X10-6 1/℃, E=117 GPa。本导线的极限工作温度可达200℃，测试证明，可长期运行在165℃左右，导线不会产生塑性变形或其它性能的改变。而普通钢芯铝绞线分别为120℃和70(80)℃。
　　1.2. 碳纤维导线采用提纯高导电的退火软铝
　　线作为导电元件，根据上海电缆研究所电工材料及特种线缆质检中心日对远东复合技术有限公司JRLX/T-517/71样品的实验，在加温至190℃，3小时后，其高温拉断力为149.5kN，即为计算拉断力182kN的82%，还有实验表明，对该导线经140℃高温3小时后,拉断力与计算拉断力一致,对碳纤维芯经160℃，400小时加温后,拉断力与计算拉断力一致,因此,可以认为长期运行在140℃是毫无问题的,而从160℃至200℃,虽短时拉断力有所下降,但温度降低后即能恢复其原有拉断力。因此,我们认为在设计线路时,该导线的长期容许输送容量按温度165 ℃来考虑是可以的，此时,其输送量约为相同截面LGJ型导线的1.45--1.8倍(LGJ导线以允许温度80℃考虑),与常用导线的允许载流量对比,如表1。表格请点击查看：
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　　表1碳纤维导线与LGJ普通导线允许载流量比较表(A)
　　表1中环境温度25℃，*此为笔者估计值，非厂家提供。允许载流量与空气温度、风速、日照强度等有关系，不易得出精确的数值。
　　1.3. 碳纤维导线表面光滑，可使导线表面不易结冰，亦可减小空气动力系数，减小导线风荷载。近年来，为防止导线因风舞动引起的短路事故，某些地方加装了相间间隔棒，费钱费力，而碳纤维导线由于表面光滑，风载小，不易发生舞动，辽宁沈阳，江苏常州、湖北宜昌反馈的用户讯息中都肯定了这一点。又因表面光滑，有利于提高导线的电晕起始电压，减少电晕损耗，降低电晕噪声和无线电干扰。这一特点在特高压线路上更能显示其优越性。
　　1.4. 碳纤维导线在20℃时的直流电阻比普通钢芯铝绞线小约4&6%，交流电阻由于集肤效应、邻近效应及磁滞涡流等影响比直流电阻略有增加，在50HZ时LGJ导线约增加2.5%，JRLX/T导线约增加0.5%。随着导线温度的升高，其电阻亦随之升高，JRLX/T在165℃时比20℃时约高61&63%。
　　假如LGJ和JRLX/T相同的截面输送相同的电流，其损耗亦就相差6&8%，假如增加了JRLX/T的输送电流，则因导线损耗与电流平方成正比的增加，且由于其温度的升高，电阻亦随之升高，损耗的增加就比较明显了。所以和LGJ导线对比,其提高输送容量和降低损耗不会是同时实现的。
　　1.5. 本文计算了设计冰厚为5、10、15、20mm,导线安全系数为2.5、3.0、6.0。档距从100--500m的几种常用导线在不同温度下的应力和弧度，今摘录有代表性的一些数据如表2、表3。
　　表2 导线应力弧垂表
　　表中数据：括号外：导线应力Tp单位：牛顿/平方毫米。括号内：导线弧垂fp单位：米。设计最大风速：30m/s ，导线覆冰：10mm
　　导线安全系数：2.5 ，新线系数：0.95
　　表3导线应力弧垂表
　　表中数据，括号外：导线应力Tp单位：牛顿/平方毫米;括号内：导线弧垂fp单位：米。设计最大风速：25 m/s 导线覆冰：10mm
　　导线安全系数：6.0 新线系数：0.95
　　总结计算结果，大致可得出如下概念：
　　(1)碳纤维导线在迁移点80℃以下时，弧垂随温度的升高而增加较快，在80℃以上时，因其&、E的改变，温度升高时，弧垂增加较小，这是该导线的一个主要优点。
　　(2)现行设计规程规定，LGJ导线长期容许温度为80℃时，导线对地距离按50℃弧垂考虑。碳纤维导线165℃时的弧垂比相近截面的LGJ导线50℃时的弧垂为小。因此，用碳纤维导线可比LGJ导线增大档距，可参阅表5、表6。
　　(3)碳纤维导线165℃时的弧垂比80℃弧垂约增加0.7&17%，档距越大，增加百分比越小;设计冰厚越大，增加百分比越小;导线设计安全系数越大，增加百分比越小。
　　2.碳纤维导线在工程上的应用
　　由于碳纤维导线优越的特性，在各级电压的输电线路上都有其广泛的应用前景，在新建线路，增容改造线路，一些特殊情况下的线路(如大跨越，严重覆冰地区)都能显示出其优越性，现分述如下：
　　2.1 新建线路
　　输电线路建设中，影响造价的主要是导线和杆塔。承力杆塔的受力受导线最大使用张力控制，直线杆塔的受力一般受最大风压控制，本导线最大的优越性是载流量大，弧垂小，如都按长期允许载流量来选择导线载面，则在相近允许载流量的情况下，比较导线和承力杆塔受力如表4。
　　表4 导线载流量，承力杆塔一相导线受力比较表
　　在城市电网中，导线设计安全系数取值较大，此时，两种导线承力杆塔受力之比还是上表中的数值。上表显示使用本导线承力杆塔受力要比LGJ型导线下降20 -40 %。
　　直线杆塔一般受最大风压控制(有时受断线张力控制)，因此再来比较在相近输送容量下，相同最大弧垂的两种导线的档距和直线杆塔所受一相导线风压的情况，如表5。
　　表5 直线杆塔一相导线所受风压情况比较表
　　表5设计条件：v=30米/秒 b=10毫米 n=2.5,适用于一般线路
　　因现今设计一般要求LGJ型钢芯铝绞线的允许温度按80℃来考虑其输送容量，据现行线路设计规程，导线对地距离按50℃弧垂考虑，碳纤维导线因目前设计规程尚无规定，因为该导线输送容量按165℃考虑，所以以&165℃作为导线对地距离的控制弧垂，而取其相应的档距，风压之比考虑了档距和导线直径的差别，碳纤维导线由于表现较光滑，空气动力系数较小，故实际风压还会更小些。
　　在城市电网中往往由于受城市规划和杆塔位置的限制，需要采用钢管杆或高强度钢筋混凝土单杆，受杆塔强度的限制，必须放松导线，缩小档距。今把110千伏线路v=25m/s 、b=10mm,n=6在相近的输送容量、相同的导线弧垂的条件下，两种导线档距之比和直线杆塔受一相导线风压之比列如表6.
　　表6 直线杆塔一相导线所受风压情况比较表
　　表5和表6显示，在使用普通钢筋混凝土电杆或铁塔的一般线路(设计导线安全系数2.5覆冰10mm)，使用碳纤维导线比普通钢芯铝绞线档距约可增加5--20%，即可减少杆塔数量5-17%，杆塔承受导线风压可减少38-46%，在需要使用高强度钢筋混凝土电杆或钢管塔的城市电网线路中(设计导线安全系数6，覆冰10mm)则档距可增加8-16%，即杆塔可减少7-14%，杆塔承受导线风压可减少40-45%。实际上，碳纤维导线E，&的变化不会在80℃来个突变，必有其一定的过渡温度，而且这一温度随着导线的不同而不同，和铝/芯的截面有关，因此只能大致确定一个和普通钢芯铝绞线档距差别的范围，这些差别又和设计气象条件、导线使用安全系数、常用档距等有关。根据我国目前线路设计的有关标准，我们认为在按长期容许输送电流选择导线截面且正常拉力n=2.5~3.0时，碳纤维导线比普通钢芯铝绞线档距约可增加15%，杆搭约可减少13%，杆塔承受导线风压可减少约40%，在松弛拉力(n&5)时，档距约可增加12%，杆搭约可减少10%，杆搭承受导线风压可减少约40%，作为一个概念性的数字提供初步方案比较用是合适的，工程设计则应根据工程具体条件来详细计算比较。线路建设费用包括本体工程费用和其他费用两大部分，各占的比例随电压、导地线、地形、地址、气象条件、杆搭和基础型式、原材料价格，施工费用等诸多因素的变化而差异很大，本体工程中导地线，杆塔和基础的费用占了主要部分，就使用LGJ导线的220伏线路而言，导线大致占整个工程费的20&25%，而杆塔和基础又较此略高。
　　LGJ型钢芯铝绞线的价格以每吨计算，而JRLX/T型碳纤维导线是以每米计算，后者因其材料成本较高，设备投资较大，故比相同截面的普通钢芯铝绞线每米约贵4~5倍，但因其输送容量可增大约60&80%，所以按相同输送容量的导线价格约贵2~3倍，计入杆塔数量的减少和由于杆塔受力的减少引起的杆塔和基础用材量和占地的减少，线路工程费用中导线占的比例要增加，而杆塔和基础占的比例要下降，整条线路的造价要根据线路具体情况进行比较，孰高孰低，很难定论。需要指出的是，如按长期容许电流来选择导线截面，则碳纤维导线的线损将大幅增加，究竟选择什么导线和截面，应综合考虑线路造价和电能损耗来确定。但碳纤维导线在运行上的抗冰雪、大风和防止导线舞动等方面的优越性给线路带来的安全运行，其经济价值是不可估量的。
　　2.2 增容改造线路
　　随着电力需求的发展，电力系统的扩大，有些原有线路的输送容量不能满足要求，如果新建一条，则投资较大，尤其在城市中，新的线路路径较难选择，如果把老线路拆掉新建，则影响供电，且费时费钱，此时最佳的选择是利用原有杆塔而另换输送容量大的导线，碳纤维导线在不增加原有杆塔的受力和导线弧垂的条件下，代替原有的普通钢芯铝绞线，增加输送容量，而投资费用则大为节省。
　　表 7 直线杆塔一相导线所受风压情况比较表
　　*此数据为笔者估计值，非厂家提供。
　　上表是使承力塔不增加受力、导线采用相同的安全系数的情况，因为利用原有杆塔，档距不变，从表5和表6比较可知，杆塔风压、导线重量和对地距离都比原来为小，为利用这一裕度，可把碳纤维导线适当放松，而选用大一号的导线，这可把输送容量提高更多，亦可选用铝/芯截面比大一些的导线，既可充分利用承力塔强度，又可提高输送容量，河南某220千伏线路原导线为LGJ&300/40,n=2.5，今用JRLX/T&310/40,n=2.72，其最大使用应力、平均运行应力、垂直荷载、风荷载、弧垂都满足要求，输送容量可提高61%，综合造价为106万元/千米，假如换成2&LGJ-300/40，则需要换杆塔，则综合造价为190万元/千米，而且改造线路工期大大缩短，所以碳纤维导线用于老线路的增容改造其优势是十分明显的。
　　2.3 特殊情况下的应用
　　线路遇有高山峡谷或大江大河需要大跨越时，为减小导线弧垂和满足悬挂点应力不超过最低点应力10%的要求，往往需要选用特殊的加强型导线，碳纤维导线可以说是比较理想的选择，因其输送容量大，破断力大，重量轻，弧垂小，对杆塔的风荷载和垂直荷载较小，可以降低跨越塔的高度，从而有效减少杆塔和基础的材料用量。因具体工程情况差别很多，此处不便举例，只能根据工程情况，选择几种不同的导线、档距、塔高、基础组合，进行经济技术比较。
　　在重覆冰区，线路的安全性应特别关注，使用碳纤维导线有明显的优越性。
　　当导线覆冰达到一定厚度时,导线将破断,此时的覆冰厚度与导线的性能,设计采用的气象条件,导线最大应力、档距等有关。由于碳纤维导线强度大,其破断时的过载冰厚比普通LGJ导线为大。如设计最大风速取30m/s,冰厚取10mm,导线安全系数取2.5,冰的比重为0.9,两种导线的极限冰厚如表8。
　　表8 外径基本相同的导线极限覆冰厚度比较表
　　普通LGJ型导线,当达到破断力时,其导线覆冰厚度往往超过设计冰厚很多,如导线设计安全系数为2.5,当设计冰厚为10mm时,导线在覆冰40-50mm时破断(因导线大小而异),当设计冰厚为20mm时,导线在覆冰46-57mm时破断,导线强度越大,其破断时过载冰厚越大。由于碳纤维导线的强度大,所以其过载能力亦大。此外,碳纤维导线表面光滑,表面相对不易形成结冰。在2008年冬季湖北、苏南,2007年辽宁遭遇的特大冰雪灾害中,大量线路受到破坏,使用该导线的线路,却安然无恙。
　　3.结论
　　由于其原材料和结构的特性,使碳纤维导线具有强度大、耐热性能好、高温时温度线膨胀系数&小,弹性模量E大,高温弧垂小、载流量大、表面光滑、不易覆冰、空气动力系数较小，在相同的铝截面时,比普通钢芯铝绞线重量轻等优点,若按导线允许温度165℃考虑(允许最高温度180℃,允许长期工作最高温度165℃)， 与LGJ导线允许温度80℃相比,在相同截面时,其输送容量可提高45-80%。在新建线路中,在相近载流量下,可比使用LGJ型导线使承受塔受力下降20-40%,直线塔数量减少5-17%,承载导线风压减小38-46%,其造价应根据线路具体情况计算比较。在方案选择时,还应考虑线路运行费用(包括线路折旧、线损等)的影响。在增容改造的老线路中,可利用原有杆塔更换成碳纤维导线,使输送容量增加30-60%，改造费用仅为新建线路的50%左右,特别在线路走径比较难找的情况下,选择碳纤维导线往往是最佳的方案。为了能增加输送容量而又尽可能的减少由此引起的年电能损耗,碳纤维导线特别适用于最大负荷利用小时比较小的线路,如抽水蓄能电站的外送线路,峰谷差大或季节性负荷的线路。由于其覆冰过载能力的提高,又适用于重冰区的线路。由于其机械性能的优越性,又适用于线路中的大跨越。从节能考虑,碳纤维导线的长期运作电流不能选的太大,运行温度亦不能选的太高。
　　附记: 本文导线参数和允许载流量除注明者外,系摘自&电线、电缆及其附件实用手册&(中国电力出版社2000年版)和远东复合技术有限公司的有关资料。
　　参考文献
　　1.董国伦，龚坚刚，余虹云，等编，碳纤维复合芯软铝绞线设计施工运行与检修[M],北京，中国电力出版社，2009年9月。
　　2.JRLX/T(ACCC)碳纤维导线产品样本，远东复合技术有限公司[z],2009。
　　3.马国栋编著，电线电缆载流量[M],北京，中国电力出版社，2003年10月。
　　4.张殿生主编，电力工程高压送电线路设计手册(第二版)[M]，北京，中国电力出版社，2003.
　　5.邵天晓著，架空送电线路的电线力学计算(第二版)[M]，北京，中国电力出版社，2003年10月。
　　作者简介：
　　韩国聚(1971-)，男，河南宝丰人，高级工程师，从事线路设计及管理工作，
　　蒋华君 远东电缆公司首席执行官 高级工程师
　　刘广增 (1949- )男 河南省商丘供电公司 ，注册电气工程师，高级工程师。长期从事输变电工程设计、审批等工作。
　　许绍良 (1934- ) 男，河南省电力公司,教授级高工。从事输电线路设计、审批和电网运行、供电管理等工作。
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