ACCC碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線教學課件

1、ACCC碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線(AluminumConductorCompositeCore)復(fù)合材料合成芯導(dǎo)線。 第1頁，共25頁。一、簡介二、ACCC導(dǎo)線的性能特點三、電纜行業(yè)現(xiàn)狀四、ACCC導(dǎo)線商業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀五、ACCC導(dǎo)線國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)六、ACCC導(dǎo)線的技術(shù)指標七、ACCC導(dǎo)線的發(fā)展前景 第2頁，共25頁。簡介ACCC是用碳纖維材料開發(fā)的新型導(dǎo)線。與傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線相比具有重量輕、強度大、耐高溫、耐腐蝕、線損低、與環(huán)境親和等優(yōu)點，可提高傳輸容量一倍，使之在提高傳輸容量的同時提高及改善線路的安全和可靠性，減少有色金屬稀缺資源消耗（據(jù)測算，全國每使用該導(dǎo)線替代鋁導(dǎo)線使用量達200萬噸，就能節(jié)約100

2、萬噸鋁材），降低線路傳輸損耗，實現(xiàn)了電力傳輸?shù)墓?jié)能、安全、環(huán)保與安全。是目前世界上唯一能替代傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線、鋁合金導(dǎo)線、鋁包鋼導(dǎo)線和殷鋼導(dǎo)線的并投入商業(yè)運行的產(chǎn)品。ACCC導(dǎo)線的廣泛應(yīng)用，必將引發(fā)中國輸變電事業(yè)的巨變，對電力工業(yè)產(chǎn)生重大和深刻的影響，是“電力行業(yè)一次顛覆性的突破”。第3頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線的性能特點 耐熱性好，載流量是常規(guī)鋼芯鋁絞線兩倍。在不進行改造桿、塔情況下可以重新架設(shè)新線。碳纖維復(fù)合芯鋁絞線中的鋁導(dǎo)線截面積比鋼芯鋁絞線多29%。ACCC導(dǎo)線在200高溫下能有效運行，而常規(guī)鋼芯鋁絞線（ACSR導(dǎo)線）的使用溫度為100。因此，特別是在大雪災(zāi)發(fā)生時，通過提高輸電線的載流

3、量，將導(dǎo)線的工作溫度提高，融化輸電線上覆蓋的冰雪，能最大限度保護輸電線免受冰雪的影響。強度為普通導(dǎo)線的2倍。普通鋼絲的抗拉強度為1240MPa1410MPa，而ACCC導(dǎo)線的碳纖維混合固化芯棒，是前者的兩倍。因此，當輸電線上覆冰后，能承受普通導(dǎo)線兩倍的重量，大大增加了導(dǎo)線的載重量。導(dǎo)電率高，節(jié)能6%。由于ACCC導(dǎo)線不存在鋼絲材料引起的磁損和熱效應(yīng)，而且在輸送相同負荷的條件下，具有更低的運行溫度，可以減少輸電損失約6%。第4頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線的性能特點 低弧垂，降低2倍以上垂度。ACCC導(dǎo)線與ACSR導(dǎo)線相比具有顯著的低弛度特性，在高溫條件下弧垂不到鋼芯鋁絞線的1/2，能有效減少架空線

4、的絕緣空間走廊，提高了導(dǎo)線運行的安全性和可靠性。重量輕1020%。ACCC導(dǎo)線的比重約為鋼的1/4。在相同的外徑下，ACCC的鋁截面積為常規(guī)ACSR導(dǎo)線的1.29倍。ACCC導(dǎo)線單位長度重量比常規(guī)ACSR導(dǎo)線輕1020%，顯示了ACCC導(dǎo)線重量輕的優(yōu)點。自身重量的減輕，更增加其在冰雪中的承載能力。耐腐蝕，使用壽命高于普通導(dǎo)線的2倍。碳纖維復(fù)合材料與環(huán)境親和，同時避免了導(dǎo)體在通電時鋁線與鍍鋅鋼線之間的電化腐蝕問題，有效地延緩導(dǎo)線的老化，使用壽命高于普通導(dǎo)線的2倍。可以循環(huán)利用。第5頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線的性能特點 同樣容量線路投資成本低于普通導(dǎo)線。由于ACCC導(dǎo)線倍容量運行，而且抗拉強度高、

5、弛度小、重量輕等特點，可使桿、塔之間的跨距增大，高度降低，減少20%的塔桿，節(jié)省用地，同樣容量線路成本比普通導(dǎo)線低。節(jié)約一半鋁材的消耗。按每年電力電路200萬噸鋁用量計算，能節(jié)約鋁材近100萬噸。從保護環(huán)境、改善人類生態(tài)環(huán)境方面來說，具有劃時代的意義。使用常規(guī)安裝方法、工具和金具，無需特殊工具或特殊培訓。第6頁，共25頁。目前電纜行業(yè)的現(xiàn)狀 我國近些年建設(shè)了數(shù)以千萬公里計的國家電力和通信網(wǎng)絡(luò)，從中心大都市延伸至偏遠的小山村，對電纜的需求是巨大的。我國電線電纜企業(yè)也從過去的123個國家定點廠發(fā)展到目前的7000余家。但是與其他行業(yè)一樣，需求大必定導(dǎo)致蜂擁而上，然后就過剩。國內(nèi)浩浩蕩蕩的電線電纜行

6、業(yè)大軍，目前已經(jīng)到了整合的關(guān)卡。不少專家指出，近幾年來的快速發(fā)展，使我國電線電纜行業(yè)的生產(chǎn)能力遠高于需求，設(shè)備利用率僅為40%50%。因而，必須通過兼并整合來順應(yīng)環(huán)境變化或是通過技術(shù)開發(fā)與創(chuàng)新，努力研制適應(yīng)未來需求的產(chǎn)品，才能渡過難關(guān)，變挑戰(zhàn)為機遇。第7頁，共25頁。目前電纜行業(yè)的現(xiàn)狀 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市現(xiàn)代化進程的明顯加快，城市規(guī)模的不斷擴大，隨之產(chǎn)生的交通問題將不斷凸現(xiàn)。目前城市軌道交通己成為國際上一些發(fā)達和地區(qū)解決城市交通難題的有效措施。所以，在我國大城市中，發(fā)展和建設(shè)快速的軌道交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將成為熱潮。據(jù)了解，目前，國內(nèi)已有十幾個城市正在建設(shè)軌道交通，其中北京、上海、廣州、天津

7、都在繼續(xù)擴建，南京、長春、深圳、重慶、成都、杭州、武漢等正在新建。城市軌道交通的迅速發(fā)展，將孕育出無限商機，這同時也給國內(nèi)電線電纜企業(yè)帶來新的市場機遇。其中電力電纜將主要是直流牽引電纜、阻燃電纜、耐火電纜、綠色環(huán)保電纜、自控溫電纜等特種電纜。信號電纜主要集中在地鐵用、鐵路用的信號電纜和控制電纜、通訊電纜、通訊光纜等品種。第8頁，共25頁。目前電纜行業(yè)的現(xiàn)狀 線纜高端產(chǎn)品市場凸現(xiàn)，主要是技術(shù)含量較高的船用電纜、機車車輛用電纜、航空航天領(lǐng)域用電纜以及核電站用電纜。國家“十一五”規(guī)劃對造船、鐵道、飛機、宇航和核電領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)劃己經(jīng)明朗，需要電纜的品種和數(shù)量大致確定。上述領(lǐng)域市場的顯露，也就很快會出現(xiàn)

8、電纜產(chǎn)品熱。同時為電線電纜企業(yè)拓寬生存空間覓出一條蹊徑，更為電線電纜行業(yè)發(fā)展帶來一縷曙光。我國是個缺電的國家，不僅發(fā)電業(yè)發(fā)展滯后，輸電業(yè)的弊端也凸現(xiàn)出來，輸電線路已不堪承受傳輸容量快速擴容的需求。由于過負荷造成的停電、斷電故障頻頻發(fā)生，電力傳輸成為電力工業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。第9頁，共25頁。目前電纜行業(yè)的現(xiàn)狀 各國均在研究新型架空輸電用導(dǎo)線，以取代傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線。ACCC導(dǎo)線應(yīng)用成為熱點關(guān)注項目。上世紀90年代以來，美國、日本先后開發(fā)成功這種ACCC導(dǎo)線，主要用于航天、空間站的建設(shè)。他們還達成默契：不向第三國輸出，日本一家碳纖維導(dǎo)線企業(yè)的產(chǎn)量就占到世界40%左右。我國電線電纜研究所、電力建筑研

9、究院以及國家電網(wǎng)有限公司等近10多家科研機構(gòu)已經(jīng)開始了對ACCC導(dǎo)線的試驗研究工作。遠東控股集團有限公司全資子公司遠東復(fù)合技術(shù)有限公司于2019年開展了ACCC碳纖維復(fù)合導(dǎo)線項目。國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)也非常關(guān)注這一新型產(chǎn)品，在尋求與電纜、電網(wǎng)行業(yè)共同合作，或產(chǎn)品定向開發(fā)，生產(chǎn)完全國產(chǎn)化的ACCC導(dǎo)線。 第10頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線商業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀國外 美國2019年8月在德克薩斯州3.2km長的230kV線路上安裝了ACCC導(dǎo)線。以后又在密歇根州和堪薩斯州的配電線路上使用了ACCC導(dǎo)線。2019年和2019年，亞利桑那州、圣安東尼奧和加利福尼亞州的多條230kV輸電線路上使用了ACCC導(dǎo)線。此外

10、，美國還有多條改造和新建線路計劃使用ACCC導(dǎo)線，其中有若干條230kV的線路。法國也在進行ACCC導(dǎo)線的應(yīng)用試驗，計劃在輸配電線路的改造中使用ACCC導(dǎo)線。第11頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線商業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi) 2019年7月，我國首條220kVACCC碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線在福建省龍巖電業(yè)局園田變電站至曹溪變電站220kV線路掛網(wǎng)運行。導(dǎo)線全長5.2km。工程利用原線路鐵塔及大部分金具瓷瓶等原設(shè)備。改造后使該線路輸送容量提高了一倍。工程正式施工與常規(guī)導(dǎo)線工程改造相比至少縮短了3個月的工期。既滿足了增容要求，同時縮短了改造舊線路的施工、停電時間。2019年2月，由福建南平市電業(yè)局引進的ACCC導(dǎo)線，在南

11、平市區(qū)220kV古楊線較密集地段掛網(wǎng)并正式投入運行，導(dǎo)線全長3.9千米，投資663萬元。另外，福建電網(wǎng)從美國復(fù)合材料工程公司（CTC）又購置了60公里ACCC導(dǎo)線應(yīng)用在福建省廈門和福州電網(wǎng)中。第12頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線商業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi)2019年10月，江蘇無錫110kV孟村至陸區(qū)4.1km長的ACCCC導(dǎo)線順利建成竣工投運，這是我國首次在110kV線路工程中使用碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)線。應(yīng)用此種新型導(dǎo)線，對于需要較大載流量的蘇南地區(qū)來說，效益十分明顯。以無錫地區(qū)為例，常規(guī)的110kV回線路新建的綜合造價約為80多萬元/km，而采用碳纖維復(fù)合芯鋁絞線，其每公里的投資僅需約50萬元。能夠節(jié)約近40

12、%的費用，可大大減少工程投資。第13頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線商業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi)2019年，浙江寧波送變電建設(shè)公司對220kV河慈、河溪線兩回路導(dǎo)線實施增容改造，總長35km的普通鋼芯鋁絞線被換成遠東復(fù)合技術(shù)有限公司和美國CTC公司生產(chǎn)的ACCC碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線。這種導(dǎo)線在浙江省內(nèi)是首次采用，如此長距離的應(yīng)用在全國也屬首次。改造后，兩條線路增容30萬kVA，極大地緩解了慈溪地區(qū)困擾已久的電網(wǎng)卡脖子問題，對慈溪地區(qū)迎峰度夏期間減少拉限電起到了重要作用。此外，在遼寧和深圳220kV電力線路上ACCC導(dǎo)線也已掛網(wǎng)運行，還有一些省市的220kV或110kV采用ACCC導(dǎo)線的線路增容改造項目也正在進行中。

13、各項工程的順利實施，為大面積推行ACCC碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線積累了寶貴的經(jīng)驗。ACCC導(dǎo)線技術(shù)在我國展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。 第14頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線商業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi)2019年11月，山東首條JRLX/T碳纖維復(fù)合導(dǎo)線在山東泰安天園線、園汶線改造工程掛網(wǎng)運行，這標志著山東220千伏電網(wǎng)首次使用JRLX/T碳纖維復(fù)合導(dǎo)線獲得圓滿成功。 據(jù)山東電力集團領(lǐng)導(dǎo)介紹，改造后220千伏天園線、園汶線輸送容量將提高一倍，既可緩解泰安市用電壓力，保證整個電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn) 定，提高電網(wǎng)運行的可靠性，同時又可研究JRLX/T碳纖維復(fù)合導(dǎo)線特性，積累使用和運行經(jīng)驗，將來對山東電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中特殊地段需要碳纖維導(dǎo)線的工程項

14、目，提供技術(shù)支撐和實踐依據(jù)。JRLX/T碳纖維復(fù)合導(dǎo)線的供應(yīng)單位是遠東復(fù)合技術(shù)有限公司第15頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè) 遠東控股集團有限公司全資子公司遠東復(fù)合技術(shù)有限公司是我國目前唯一的一家掌握JRLX/T碳纖維導(dǎo)線技術(shù)產(chǎn)權(quán)及能夠生產(chǎn)提供ACCC導(dǎo)線的生產(chǎn)企業(yè)，但其核心技術(shù)（復(fù)合材料線芯）仍掌握在CTC公司第16頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線的技術(shù)指標 遠東控股集團有限公司JRLX/T(ACCC)復(fù)合導(dǎo)線 第17頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線的技術(shù)指標 執(zhí)行標準ASTM或CSA導(dǎo)線總截面積0.3819英吋2（246.4mm2）鋁線截面積431千圓密爾（218.4mm2）環(huán)形鋁面積463.4

15、千圓密爾（234.8mm2）電纜計算外徑0.720英吋（18.29mm）填充系數(shù)93%復(fù)合芯直徑0.2350英吋（5.97mm）設(shè)計鋁面積431.0千圓密爾（218.4mm2）復(fù)合芯根數(shù)1實際鋁面積431.0千圓密爾（218.4mm2）鋁線層數(shù)2鋁線根數(shù)16第一層的單線根數(shù)6第一層中的鋁37.30%第二層的單線根數(shù)10第二層中的鋁62.70%第18頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線的技術(shù)指標外層鋁導(dǎo)電率（%IACS）63.00%所有導(dǎo)線符合ASTMB857芯導(dǎo)電率（%IACS）0%1350O型鋁符合ASTMB609運行頻率60Hz遠東復(fù)合玻璃纖維/碳纖維芯復(fù)合芯鋁1350復(fù)合芯合計導(dǎo)線重量405磅/千

16、英尺（603kg/km）35磅/千英尺（52kg/km）440磅/千英尺（655kg/km）導(dǎo)線面積0.3385英吋2（218.4mm2）0.04340英吋2（28.0mm2）0.3819英吋2（246.4mm2）導(dǎo)線綜合拉斷力16300磅（72458N）熱容97.3w.s/ft /175.2w.s/ft / 機械性能第19頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線的技術(shù)指標溫度交流電阻結(jié)構(gòu)20 0.2069歐姆/英里(0.1286/km)JLX/T是復(fù)合芯梯形鋁線同心層絞導(dǎo)線。JLX/T在設(shè)計上與常規(guī)鋼芯鋁絞線保持相同的外徑。與較小外徑的復(fù)合芯相匹配，緊密的梯形鋁線形成了TW導(dǎo)線比常規(guī)鋼芯鋁絞線的鋁截面超過

17、約29%。專利的高強度復(fù)合芯形成導(dǎo)線的中心，其上絞合2，3或4層1350O型全退火鋁線（ASTMB609）。高強度復(fù)合芯不生銹，不腐蝕，不與鋁導(dǎo)線或其它物產(chǎn)生電解反應(yīng)。25 0.2112歐姆/英里(0.1313/km)50 0.2325歐姆/英里(0.1445/km)75 0.2539歐姆/英里(0.1578/km)100 0.2752歐姆/英里(0.1710/km)125 0.2966歐姆/英里(0.1843/km)150 0.3180歐姆/英里(0.1976/km)175 0.3394歐姆/英里(0.2109/km)200 0.3608歐姆/英里(0.2242/km)電氣性能：60Hz第2

18、0頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線的技術(shù)指標載流量表導(dǎo)線代號LINNET等效鋁單線直徑0.1641英吋(4.17mm)規(guī)格431千圓密爾（218.4mm2）復(fù)合芯單線直徑0.2350英吋(5.97mm)絞合結(jié)構(gòu)外徑0.720英吋(18.29mm)輻照系數(shù)0.5鋁導(dǎo)電率63.0%IACS復(fù)合芯導(dǎo)電率0%IACS運行條件環(huán)境溫度：25，側(cè)風速：2.00英尺/秒 (0.61米/秒)第21頁，共25頁。ACCC導(dǎo)線的發(fā)展前景 目前ACCC導(dǎo)線的應(yīng)用僅限于220kV以下電壓等級電網(wǎng)改造和新建線路中，在500kV電網(wǎng)中尚未得到應(yīng)用。隨著我國電網(wǎng)的加速發(fā)展，部分地區(qū)的500kV輸電線路也面臨著提高輸送容量的同時又能利用已有鐵塔、不增加線路走廊用地這一難題，因此需要加快ACCC導(dǎo)線在500kV電網(wǎng)中的應(yīng)用研究，不斷積累經(jīng)驗，爭取早日實現(xiàn)掛網(wǎng)運行。目前ACCC導(dǎo)線價格較高在部分程度上影響了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。但在東部沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，受土地、拆遷及賠償?shù)纫蛩赜绊?，輸變電工程單位長度造價不斷攀升。蘇南部分特殊地區(qū)甚至高達千萬。如果采用ACCC導(dǎo)線技術(shù)對關(guān)鍵地段的原線路進行改造，無需更換桿塔，不增加走廊占地，只需更換導(dǎo)線即可有效提高線路輸送容量，縮短了施工工期，將會大大降低輸變電工程的總成本。此外，隨