隨著電源容量、用電需求的迅速增長(zhǎng)以及資源能源的日益緊張和環(huán)境保護(hù)的限制不斷加大，需要新建線路或改造已有線路，進(jìn)一步提高電網(wǎng)的輸電能力，尤其在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，這個(gè)問(wèn)題就更加突出。低損耗、環(huán)保型、節(jié)約型、大容量的新型材料輸電技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)、材料技術(shù)、制造水平以及工藝水平的不斷提高，將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
一、新型導(dǎo)線技術(shù)：
1．全鋁合金導(dǎo)線
目前在西歐、北歐、北美、日本、南亞等國(guó)家，鋁合金導(dǎo)線作為架空輸電線路已廣泛應(yīng)用，但我國(guó)目前應(yīng)用量還不到1％。全鋁合金導(dǎo)線與目前普通采用的鋼芯鋁絞線（ACSR）相比，具有弧垂特性高、耐腐蝕、表面耐損傷、伸長(zhǎng)率大、線損小以及抗蠕變性能好等優(yōu)點(diǎn)。
2．耐熱鋁合金導(dǎo)線
上世紀(jì)60年代日本研制了耐熱鋁合金導(dǎo)線，其連續(xù)運(yùn)行溫度及短時(shí)允許溫度比常規(guī)ACSR要提高60℃，分別為150℃和180℃，從而大大提高了輸電能力。耐熱鋁合金是由EC級(jí)鋁、少量鋯和其他元素組成，具有較高的重結(jié)晶溫度，所以耐熱鋁合金連續(xù)工作溫度可達(dá)150℃，載流量可提高1.4～1.6倍。同時(shí)加鋯對(duì)改善導(dǎo)線的耐軟化性和耐蠕變性有顯著的效果。為減少電腐蝕，鋼芯采用鋁包鋼。
3．倍容量導(dǎo)線
倍容量導(dǎo)線也叫超耐熱鋁合金導(dǎo)線。該導(dǎo)線除具有耐熱鋁合金導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)外，最大的特點(diǎn)為導(dǎo)線允許溫度可達(dá)230℃，載流量提高約2倍；導(dǎo)線鋼芯采用鋁包INVAR線，顯著地限制了導(dǎo)線弧垂。倍容量導(dǎo)線的線徑、質(zhì)量、張力、弧垂等特性與常用的ACSR基本相同，所以線路改造時(shí)，原有桿塔、基礎(chǔ)可完全利用。
4．新型復(fù)合材料合成芯導(dǎo)線
隨著材料技術(shù)的不斷進(jìn)步，20世紀(jì)末人們嘗試用有機(jī)復(fù)合材料代替金屬材料制作導(dǎo)線的芯材，開發(fā)出了新型復(fù)合材料合成芯導(dǎo)線。這種導(dǎo)線充分發(fā)揮了有機(jī)復(fù)合材料的特點(diǎn)，與目前各種架空導(dǎo)線相比，具有重量輕、強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、馳度低、載流量大、耐腐蝕的特點(diǎn)，從節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材、環(huán)保、提高輸電能力等方面看，具有很好的應(yīng)用前景，特別適用于老線路的改造。
20世紀(jì)90年代日本開發(fā)了復(fù)合材料合成芯導(dǎo)線，產(chǎn)品分為碳纖維芯鋁絞線（ACFR）和耐熱碳纖維芯耐熱鋁合金絞線（TACFR）兩種，前者在實(shí)際線路試驗(yàn)了4年多。復(fù)合材料芯線主要由碳纖維和熱硬化性樹脂構(gòu)成。用12000根直徑為7μ的PAN系碳纖維涂上未硬化的熱硬化性樹脂絞在一起，在纏上有機(jī)纖維形成一根股線，然后用7根股線絞成合成絞線。再經(jīng)過(guò)最后的熱處理使樹脂完全硬化，最后形成復(fù)合材料芯線。復(fù)合材料芯線質(zhì)量是常規(guī)鋼芯的約1/5，線膨脹系數(shù)約為1/12。試驗(yàn)證明，這種新型復(fù)合材料芯導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了ACSR，在常溫下的應(yīng)力——伸長(zhǎng)特性呈現(xiàn)彈性體，沒(méi)有塑性變性，破斷時(shí)的伸長(zhǎng)量比鋼絞線小，約為1.6％。耐熱性基本與ACSR相同。
美國(guó)新型復(fù)合材料合成芯導(dǎo)線開發(fā)研究較為成功的是CTC公司，2003年該公司又推出了型號(hào)為ACCC的復(fù)合材料合成芯導(dǎo)線——碳纖維復(fù)合芯鋁絞線。它的芯線是由碳纖維為中心層和玻璃纖維包覆制成的單根芯棒，碳纖維采用聚酰胺耐火處理、碳化而成；高強(qiáng)度、高韌性配方的環(huán)氧樹脂具有很強(qiáng)的耐沖擊性、耐抗拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。將碳纖維與玻璃纖維進(jìn)行預(yù)拉伸后，在環(huán)氧樹脂浸漬，然后在高溫模子中固化成型為復(fù)合材料芯線。芯線外層與鄰?fù)鈱訛樘菪谓孛驿X線股。導(dǎo)線已完成常規(guī)的型式試驗(yàn)，具有良好的機(jī)械特性和電氣特性。于2004年8月在德克薩斯州的實(shí)際線路上安裝了3.22km，開始為期2年多的各種現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
ACCC復(fù)合材料合成芯導(dǎo)線的特點(diǎn)是：
1.強(qiáng)度大。ACCC導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度為2399Mpa，是一般鋼絲抗拉強(qiáng)度的1.97倍，是高強(qiáng)度鋼絲的1.7倍。試驗(yàn)證明其破斷力比常規(guī)ACSR提高了30％。
2.導(dǎo)電率高，載流量大。由于復(fù)合材料不存在鋼絲材料引起的磁損和熱效應(yīng)，而且輸送相同電力的條件下，具有更低的運(yùn)行溫度，可以減少輸電線損6％左右。另外，相同直徑時(shí)ACCC導(dǎo)線的鋁材截面積為常規(guī)ACSR的1.29倍。因此可以提高載流量29%。在180℃條件下運(yùn)行，其載流量理論上為常規(guī)ACSR的兩倍。
3.線膨脹系數(shù)小，馳度小。ACCC導(dǎo)線與ACSR導(dǎo)線相比具有顯著的低馳度特性，在相同的試驗(yàn)條件下，溫度從26.1℃上升到183℃時(shí)，常規(guī)ACSR導(dǎo)線的馳度從236mm增加到1422mm，提高了5倍；而ACCC導(dǎo)線的馳度僅從198mm增加到312mm，提高僅0.57倍，其馳度變化量?jī)H為常規(guī)ACSR的9.6％，在高溫下弧垂不到ACSR的1/10。
4.重量輕。復(fù)合材料的密度約為鋼的1/4。單位長(zhǎng)度總量約為常規(guī)ACSR的70～80％。
5.耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)。碳纖維復(fù)合材料與環(huán)境親和，而且又避免了導(dǎo)體在通電時(shí)鋁線與鍍鋅鋼線之間的電化腐蝕問(wèn)題，較好地解決鋁導(dǎo)線長(zhǎng)期運(yùn)行的老化問(wèn)題。
二、復(fù)合材料電力桿塔技術(shù)：
復(fù)合材料電力桿塔所采用的聚氨酯基樹脂，與其他種類樹脂體系相比較，具有方便加工、安全環(huán)保、成本低廉等顯著優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合材料電力桿塔的主要特點(diǎn)是：
1、環(huán)境影響小，且外形顏色可與環(huán)境相協(xié)調(diào)；
2、強(qiáng)度重量比大、重量輕；
3、耐化學(xué)腐蝕、耐磨、防水、阻燃耐火（持續(xù)溫度低于316℃），能夠防止昆蟲、鳥類和其他小動(dòng)物損壞；
4、絕緣性能好，有效降低絕緣設(shè)計(jì)水平；
5、采用模段空心結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)空間小，單位運(yùn)輸成本低；
6、安裝與運(yùn)輸方便。安裝后不需維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)達(dá)80年。
采用復(fù)合材料電力桿塔可以減少每個(gè)絕緣子串中絕緣子的用量；絕緣子串可以離結(jié)構(gòu)更近；可以減少相線與相線的間距；在滿足屏蔽相導(dǎo)線免于遭雷擊的設(shè)計(jì)條件下，避雷線的高度可以降低，從而使桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的更加緊湊。
由于復(fù)合材料電力桿塔好的電氣“絕緣”特性，在污閃、冰閃、舞動(dòng)、風(fēng)偏以及雷擊等電力事故頻繁發(fā)生的地區(qū)，有很好的應(yīng)用前景，尤其在超高壓、特高壓輸電中，使用復(fù)合電力桿塔可以顯著降低對(duì)絕緣水平的要求。
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