ACCC(碳纤维复合芯铝绞线)导线的应用和金具的研制.pdf

ACCC（碳纤维复合芯铝绞线）导线的应用和金具的研制 严行健 范正满 （江苏省电机工程学会 江苏南京 210024） THE APPLICATION OF ACCC(ALUMINUM CONDUCTOR COMPOSITE CORE/TRAPEZOIDE WIRE) AND THE STUDY OF METAL MODEL Abstract ： This article introduce the technologic character and the applicative condition of ACCC (Aluminum Conductor Composite Core/Trapezoide Wire) about the high intensity, high capacity, high heat-resistant capacity, high endurance of corrodible, low loss of a line and low an arc. This article bring up a tentative plan to study the nationalistic metalmodel .This article also supply the reference to study, design and apply the ACCC .Key Words: Carbon Fiber ；Aluminum Conductor ；the technologic character；the study of metal model 摘 要： 本文介绍 ACCC（碳纤维复合芯铝铰线）（简称 ACCC 导线）的高强度、高容量、耐高温、耐腐蚀、线损低、低弧垂等技术特性和应用情况，提出金具国产化研制的设想，供采用 ACCC 碳纤维复合芯铝绞线的研究、设计、施工参考。

关键词：碳纤维 铝铰线 技术特性 金具研究 0 引言 随着我国国民经济不断增长，对电力需求也不断攀升，要求输电线路的传输容量越来越大为了解决在提高同条电力线路输送容量的同时又能利用己有铁塔，不增加线路走廊用地，探索我国电网改造，提高原有线路利用率的途径，构建安全、环保、高效节能、节约型输电网络的最有效办法即采用碳纤维复合铝芯绞线，美国名 ACCC ：（ Aluminum Conductor Composite Core/Trapezoide Wire，本文简称 ACCC 导线）福建龙岩电业局在 220kV 曹园线改造中首次使用 ACCC 导线，江苏省常州供电公司、无锡供电公司在老线路增容改造中相继应用并获得好的技术经济效益和社会效益，这项输电绞线的应用是输变电线路颠覆性的突破]1[1 ACCC 导线结构、主要品种、技术参数及验证 ACCC 导线是美国 CTC 公司（复合技术公司）开发的一种新一代的电力电缆，其结构由轻型的复合芯、外层缠绕高性能的梯形铝绞线组成 ，如图 1 所示复合芯线中心层为碳纤维，外由玻璃纤维包覆，它采用高性能环氧复合的热固性树脂浸渍，然后通过加热模迅速固化，最后以独特的专利压延工艺进行制造而成。

这种先进复合技术最先应用于航天领域，近年来广泛应用于电力行业，是对输变电行业的一次根本性的变革 ]2[1.1 主要品种技术参数和检测 2007 中国电机工程学会年会论文集 ·广东东莞 国内应用的 ACCC 导线品种以单芯同心层铝绞线为主，其主要品种、规格、型号、主要技术参数见表 ]2[1表 1 ACCC 导线品种规格型号主要技术参数 直径（mm） 截面积 （mm） 重量 (kg/km)电阻值（ Ω/km） 载流量（A ） 拉断力 型号 规格 总直径 复合芯 直径 总面积 总重量200C 直流电阻 200C 交流电阻 75℃ 200℃ （KN） L431 18.29 5.97 246.4 654 0.0128 0.0244 600 1060 75.50H611 21.78 7.11 349.4 927 0.0090 0.0158 745 1330 103.23D713 23.55 7.75 408.2 1083 0.0077 0.0135 820 1470 122.34G816 25.14 8.13 465.5 1236 0.0068 0.0118 890 1610 135.22D1020 28.14 9.50 587.9 1555 0.0054 0.00953 1025 1865 182.37C1222 30.14 8.76 679.4 1824 0.0045 0.00803 1140 2080 172.58B1572 34.17 8.76 856.7 2310 0.0035 0.00628 1320 2440 182.37L1965 38.21 9.78 1071.9 2924 0.0028 0.00512 1500 2805 227.73C2242 40.69 10.03 1215.2 3306.7 0.0025 0.00454 1610 3045 249.47 B2727 44.75 10.54 1469.5 4006.1 0.0020 0.0038 1790 3430 277.11 注： 1、交流电阻数值是在 60Hz 时测量的数据。

2、此表数据重新计算和修正与原资料不一致 对于表 1 的主要技术参数，国内由数家企业和供电部门委托上海电缆研究所电工材料及特种线缆质检中心和电力工业电力线路器材质量检验测试中心，对在国内已应用和将要应用的电缆的主要品种、规格、型号进行试验、检测和验证仅将 L431 和D1020 两个品种试验和检测，主要参数汇整如表 ]43[2、表 2 国内主要检测 ACCC 导线品种、规格、型号主要技术参数 直径（mm） 截面积 （mm） 重量 (kg/km)电阻值（ Ω/km） 载流量（A ） 拉断力 型号 规格 总直径 复合芯 直径 总面积 总重量200C 直流电阻 200C 交流电阻 75℃ 200℃ （KN） L431 18.29 5.97 246 655 0.01522 0.02155 598 1098 72.45 D1020 28.31 9.53 587.8 1554.7 0.05394 0.00951 1251 2067 182. 8 注：1 、截流量环境温度为 20℃ 时测得导体所在温度截流量。

检测的数据、试验结果和美国 CTC 公司提供的参数基本一致，略有差异，完全可以应用国内输变电工程 1.2 主要试验 对 ACCC 导线中的 L431 和 D1020 两个品种做了以下主要试验 1.2.1 握力、高温拉力试验 目的：测试 ACCC 导线和采用楔型线夹的握着力及高温拉力试验，试验方法和设备按 GB/T2317.1-2000《电力金具机械试验方法》规定进行试验试验结果如表 3 表3 规格 原握力（KM ） 测试握力（KN） 高温拉力（KN） 备注 L431 75.50 83.45 72.05 高温拉力是将导线加D1020 182.37 185.80 182.00 热至 150℃保温3小时2007 中国电机工程学会年会论文集 ·广东东莞 结论：握力完全满足输电线路工程要求 1.2.2 碳纤维复合芯盐雾腐蚀试验 目的：通过在强腐蚀气氛的试验，评估碳纤维在自然条件下的耐腐蚀性能 试验方法：温度 35±2℃腐蚀气氛5%Nale 溶液喷雾 方法：截取芯 10 根，每根长 250mm，称重，36.8792g，按盐酸腐败蚀法要求程序进行， 整个周期共 360h。

结束后，拍照称重，重量为 36.8792g，无见腐蚀凝点，重量无变化 结论：碳纤复合芯在 5%Nale 盐雾气氛下 360h 试样无腐蚀，可以应用于输电线路工程 1.2.3 弧垂特性试验 目的： （1）用以评估 ACCC 导线在实验条件下的高温弧垂特性； （2）比较与钢芯铝绞线的弧垂特性 方法：将长为 52mm 的 D1020 规格的ACCC 导线按试验要求固定，并施加 25%VTS张力（45.5kN），通电加热，测量导线弧垂随温度变化的情况，并与常规 LGJ-400/35导线在同等条件下进行测试 结果如图 2： °C结论：从试验曲线明显看出 ACCC 导线与常规铝绞线相比较有显著的低弧垂特性 1.2.4 微风振动疲劳试验 目的：评估线路的振动疲劳性能 方法：将导线布置在相距56m两个塔上，施加一定的张力，按要求的频率和振幅用频振器进行频振试验主要参数，导线三根，长度 56m，张力 455kN（25%RTS） 振角 25-30′，半波长 2.25m，振动频率 34±1Hz，振动次数 33× 次 710结果：三根导线分别经过 3.03× 、3.00× 和 3.00× 次连续振动疲劳试验后，导线和线夹均未发现任何开裂断股现象，通过耐振疲劳试验。

7107107101.2.5 其它试验 为了验证 ACCC 导线编制施工工艺和为了其将来在输电线路工程中能安全稳定的运行，还做了 ACCC 导线的复合芯压偏试验、过滑轮试验、导线的电晕及无线电干扰试验、导线的热膨胀试验、导线的蠕变试验等，这些试验结果都优于常规同规格的钢芯铝绞线，是一种优良输电导线 2 主要金具研制 根据 ACCC 导线特性，金具研制分为三类：一类重新研制，如耐张线夹和接续线夹必须重新研制；二类利用常规金具改进，如设备线夹、引流线夹、跳线线夹采用常规线夹、材质采用耐热铝热合金，孔径与 ACCC想匹配；三类直接采用常规金具略加改进与之相匹配，如悬垂线夹及其它不承载电流的2007 中国电机工程学会年会论文集 ·广东东莞 金具 2.1 耐张线夹研制 2.1.1 楔形耐张线夹的研制 耐张金具原理采用楔形紧固力，如同常用膨胀螺栓，导线楔形后，越拉越紧，直至导线断裂[其结构如图 3由耐张线夹本体、钢锚、楔形夹座、内衬套管等部分组成 ]5图 3 楔形耐张线夹 1.钢锚 2. 引流线夹 3. 线夹本体 4. 楔型夹头 5. 楔型夹座 6. 铝内衬套 7. 梯形铝绞线 8. 复合芯 耐张线夹本体由耐热铝合金铝管和耐热铝合金引流板焊制而成。

钢锚由整体锻造，经过机加达到要求，采用高强度合金钢热镀锌防腐楔形夹头采用高强度不锈钢按一定锥度车制设计要求，并从夹头两端各自铣削一定长度楔力空隙，保证足够楔固力楔形夹座与楔形夹头匹配，采用高强度不锈钢制造，内衬的套管采用耐热铝合金铝管制造已研制出适合目前国内工程应用的ACCC 导线耐张线夹，从各种试验结果和运行情况来看均达到 ACCC 导线使用要求，符合电力金具国家标准，在测试握力试验时，试验的握力均大于 90%计算导线拉断力，试验过程中均将 ACCC 导线拉断，耐张线夹丝毫没有滑动的痕迹 2.1.2 常规金具改进 从 ACCC 导线各种试验数据进行分析的研究来看，完全可以。