JRLX/T型碳纤维复合芯导线的特性及工程应用
2012-08-09韩国聚许绍良刘广增
韩国聚,许绍良,刘广增
(1.河南平顶山电力设计院,河南省 平顶山市,467001;2.河南省电力公司,郑州市,450052;3.河南商丘供电公司,河南省 商丘市,476000)
0 引言
碳纤维复合芯导线(aluminum conductor composite core,ACCC)从2006年开始应用在国内电网中,这是继美国2004年首条该型线路投运后,我国又引进的一项新技术。该导线在材料和结构上和普通LGJ型钢芯铝绞线的不同之处在于:
(1)芯线采用抗拉强度达2 399 MPa的碳纤维和玻璃混合芯棒,而普通导线的钢芯抗拉强度仅为1 240 MPa,高强丝为 1 410 MPa。
(2)芯线的温度线膨胀系数小,纵向约为1.6×10-6/℃,而普通钢芯约为11.5×10-6/℃。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,导电率较硬铝高约2.7%;铝股线为梯形,结构紧凑,填充系数为0.93(普通导线为0.75),导线表面光滑[1-5]。
1 碳纤维导线的特性
由于材料和结构上的改进,使得JRLX/T型碳纤维导线与普通钢芯铝绞线(LGJ或ACSR)相比有如下优点:
(1)JRLX/T型碳纤维导线的综合抗拉强度可达213~378 MPa,而 LGJ型导线为207~339 MPa。
普通LGJ型导线的弹性模数E为62~78 GPa,温度线膨胀系数α为(15~20)×10-6/℃,JRLX/T型碳纤维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1个迁移区域,在60℃以下时α=(12.5×10-6)~(14×10-6)/℃,E=64~68 GPa;在80℃以上时α=1.6×10-6/℃,E=117 GPa。
本导线的极限工作温度可达200℃,测试证明即使长期运行于165℃左右,导线也不会产生塑性变形或其他性能的改变,而普通钢芯铝绞线的极限工作温度和长期工作温度分别为120℃和70/80℃。……
