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1、湖南電力第33卷第6期HUNANELECTRICPOWER2013年12月doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2013．06．016碳纖維導(dǎo)線及壓接施工工藝探討朱健飛，潘洪峰，(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司懷化供電分公司，湖南懷化418000)摘要：以懷化供電分公司ll0kv灣長(zhǎng)線擴(kuò)容改造為背景，分析碳纖維導(dǎo)線材質(zhì)、工藝、運(yùn)行溫度、受力情況對(duì)金具和壓接施工特性的影響，結(jié)合壓接工藝流程，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)監(jiān)督進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：碳纖維導(dǎo)線；金具；壓接中圖分類(lèi)號(hào)：TM752．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1008．0198(2013)06．00
2、47-03城市用電負(fù)荷不斷上升，對(duì)城市規(guī)劃的要求越脂、固化劑和填充料等混合并攪拌均勻，然后注入來(lái)越高。而提升城區(qū)終端變電源線路輸電能力提升特定的樹(shù)脂浸槽中，碳纖維和高強(qiáng)玻璃纖維預(yù)拉伸困難，而城區(qū)部分區(qū)段已無(wú)法對(duì)鐵塔進(jìn)行改造，鐵后浸漬樹(shù)脂。最終在模具中高溫固化。塔的受力與線路的輸送能力不足。懷化供電分公司碳纖維復(fù)合芯承擔(dān)導(dǎo)線總的力學(xué)性能，具有強(qiáng)運(yùn)維的110kV灣長(zhǎng)線投運(yùn)于1982年，線路嚴(yán)重老度高、密度小、膨脹系數(shù)小、耐腐蝕等特點(diǎn)。外層化，線徑過(guò)小，已不能滿足城區(qū)終端變供電需求，軟鋁具有導(dǎo)電率高、電阻小、自阻尼性能強(qiáng)的特且原線路G01-G08塔
3、經(jīng)過(guò)懷化城市規(guī)劃區(qū)。2012點(diǎn)。碳纖維復(fù)合芯與軟鋁線絞制而成的導(dǎo)線具有優(yōu)年決定對(duì)該線路進(jìn)行全線擴(kuò)容改造。由于碳纖維導(dǎo)良的性能：導(dǎo)線重量輕，電阻小，表面光滑不易舞線具有比重輕、輸送容量大的特點(diǎn)，在城區(qū)擴(kuò)容改動(dòng)。拉力質(zhì)量比大，弧垂隨溫度的變化小等J。造上具有良好的經(jīng)濟(jì)效益¨J。因此灣長(zhǎng)線GO1一碳纖維導(dǎo)線的芯線密度為I．9g／cm，遠(yuǎn)低于G08塔改造選用了此類(lèi)導(dǎo)線。鋼芯的7．78g／cm。碳纖維芯主要原材料組成有3種：碳纖維、高強(qiáng)玻璃纖維和環(huán)氧樹(shù)脂，其中碳纖1碳纖維導(dǎo)線維經(jīng)過(guò)耐火處理并碳化，占整個(gè)比重的35％。高碳纖維導(dǎo)線是一種新型導(dǎo)線，其芯線是
4、由碳纖強(qiáng)玻璃纖維具有很強(qiáng)的耐沖擊能力和抗拉應(yīng)力能維為中心層和玻璃纖維包覆制成的單根芯棒．外層力，也占整個(gè)比重的35％。環(huán)氧樹(shù)脂需要進(jìn)行增與鄰?fù)鈱愉X線股為梯形截面，如圖1所示]。韌。占芯線比重30％¨]。碳纖維的拉伸力學(xué)性能非常好，一般鋼絲的抗拉強(qiáng)度為1240MPa．而碳纖維的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到2399MPa，是一般鋼絲的1．9倍。同時(shí)碳纖維的線膨脹系數(shù)非常低．為1．6×10K～，鋁和鋼的復(fù)膨脹系數(shù)均大于碳纖維]。因此，在一定的溫度下．碳纖維導(dǎo)線的絕大部分張力載荷均由碳纖維芯圖1碳纖維芯鋁絞線(左)與普通鋼絞線(右)來(lái)承擔(dān)，其外層鋁導(dǎo)體部分只起到
5、導(dǎo)流的作用，這碳纖維芯一般采用拉擠工藝成型，將環(huán)氧樹(shù)與常規(guī)的鋼芯鋁絞線完全不一樣。收稿日期：2013．叭．07改回日期：2013．04．08·47·第33卷第6期湖南電力2013年12月由于碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線不存在鋼絲材料引起的磁滯和渦流效應(yīng)，復(fù)合芯的非磁性體結(jié)構(gòu)．解決了傳統(tǒng)導(dǎo)線的渦流損耗，在輸送相同負(fù)荷的條件下。具有更低的運(yùn)行溫度，因此可以減少輸電損失約6％。因碳纖維導(dǎo)線可以連續(xù)在高溫條件下運(yùn)行。故其載流量可達(dá)到常規(guī)導(dǎo)線的2倍左右；而其耐高溫特性也使得冰雪附著力極差。從而可以有效提高輸電線路的抗冰雪能力。在高溫下，碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線弧垂不到鋼芯
6、鋁絞線的1／10，能有效減小電圖2碳纖維導(dǎo)線耐張線夾各部件組成力桿塔塔頭高度，提高導(dǎo)線運(yùn)行的安全性和可靠性。除了碳纖維芯單向性這個(gè)特點(diǎn)外。碳纖維導(dǎo)線2金具不采用常規(guī)的壓縮金具壓接還有2個(gè)原因：一是環(huán)氧樹(shù)脂高溫固化過(guò)程中因攪拌時(shí)灰塵、水氣等雜物鋼芯鋁絞線的一般運(yùn)行溫度為70℃．而110的侵人，固化層內(nèi)易產(chǎn)生夾雜和氣泡等宏觀缺陷，kV灣長(zhǎng)線改造后碳纖維導(dǎo)線預(yù)計(jì)運(yùn)行溫度為140這些缺陷在壓縮應(yīng)力作用下會(huì)不斷發(fā)展直至破斷?！妫唐谶\(yùn)行溫度可高達(dá)180℃。由于導(dǎo)線運(yùn)行溫二是碳纖維芯在壓縮后，其單根碳纖維會(huì)產(chǎn)生突變度提高了1倍以上．碳纖維導(dǎo)線壓接的金具也
7、需要牽引點(diǎn)或細(xì)頸點(diǎn)3]，急劇變形，給整根碳纖維芯考慮到耐熱的問(wèn)題。常規(guī)鋼芯鋁絞線的鋼芯壓接件的力學(xué)性能帶來(lái)不利影響，有時(shí)候還是致命的。是鋼錨，文獻(xiàn)[5]要求鋼錨的材質(zhì)為Q235B，外由此可見(jiàn)．碳纖維導(dǎo)線的壓接施工需要重點(diǎn)關(guān)層進(jìn)行鍍鋅防腐處理即可，而在140～180℃運(yùn)行注碳纖維芯，要保證碳纖維芯在施工過(guò)程中不能損的碳纖維芯壓接件就不能采用Q235B鋼，需要采傷，同時(shí)避免碳纖維芯在運(yùn)行時(shí)處于疲勞工況。而用耐熱不銹鋼。常規(guī)鋼芯鋁絞線壓接過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)(壓接定位)110kV灣長(zhǎng)線碳纖維導(dǎo)線耐張線夾型號(hào)為NY—不是碳纖維導(dǎo)線壓接關(guān)注的重點(diǎn)。ACCC1
8、9．4／6．5．供貨廠家對(duì)耐張線夾部件進(jìn)行檢110kV灣長(zhǎng)線在壓接施工前對(duì)線夾進(jìn)行了尺查．楔形內(nèi)、外模和拉環(huán)各元素均符合GB／T寸測(cè)量，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。該批線夾聯(lián)結(jié)
