KJYQ201324231 碳纤维导线在固安35kV输电线路上的应用研究
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2024-09-13
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工程技术
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碳纤维导线在固安35kV输电线路上的应用研究
【摘要】随着电网建设进程的不断加快，输电线路作为电网的重要
组成部分，起着举足轻重的。科学技术的发展，输电线路材料也在不断革
新，碳纤维复合芯导线作为一种新型的节能输电线路导线，当前，已被广泛
应用于各电力工程的输电线路施工中。基于此，本文从作者工作实际情况出
发，就碳纤维复合芯导线概述，碳纤维复合芯导线施工中应注意的问题及
碳纤维导线在固安35kV输电线路上的应用方面进行了分析与探讨。
【关键词】碳纤维复合芯导线；35kV；输电线路；应用
随着电力建设进程的加深，电力负荷也在不断增加，采用新型的输
电线路导线，不仅能很好的适应电力建设发展需求，满足不断增加的电
力负荷，还能提高线路输送能力，有效降低线路耗损。而碳纤维复合芯
导线作为种新型的节能输电线路导线，具有诸多优点，主要有强度大、
弛度小、耐高温、耐腐蚀、重量轻、线损低的优点，因此，在当前的输电
线路施工中得以广泛应用。
1、工程概况
本工程处于河北省廊坊市固安镇刘家园的柏村，属于新建工程，根
据工程实际需要，设计为35千伏的输电线路，且此段输电线路主要在绿
化带中进行，加上走廊的宽度及其有限，也对原有的10千伏的输电线路
路径产生了一定的障碍。因而工程设计方结合工程实际，确定本工程采
用35千伏单回和10千伏四回路输电线路并架的设计方案，并选定碳纤
维导线作为本工程的单回输电线路上采用的导线[1]。
2、碳纤维复合芯导线概述
碳纤维复合芯导线英文缩写为ACCC，是一种新型的节能增容导
线，相较于普通钢芯铝绞线，在很多方面具有极为突显的应用优势，采
用该导线将进一步实现电力传输的安全可靠和节能环保。碳纤维复合
芯导线的特点主要有以下几方面：
一是碳纤维复合芯导线能很好的适应电力建设发展需求，满足不
断增加的电力负荷，节省输电走廊，还具有优秀的耐高温性能，只要温
度不超过2000摄氏度，其强度都不会被降低。碳纤维复合芯导线主要通
过合理的配方与合适的树脂基体，结合碳纤维丝共同制成，碳纤维复合
芯在高温条件下运行时，能有效承担全部的导线张力，使导线仅承担传
导电流的作用，因此，碳纤维导线的复合芯即便处于高温状态，其机械
强度也不会发生改变，不仅有效解决了普通导线由于高温使机械强度被
降低问题，还提高了导线的输电能力。
二是碳纤维复合芯导线强度大、弛度小、重量轻、线膨胀系数小，
相较于普通导线其对于杆塔强度要求要低。碳纤维复合芯导线其强度远
高于钢，且在同样的抗张强度下，复合芯质量仅为钢芯的五分之一或更
少，致使导线整体质量也相应降低。以充分考虑导线线膨胀系数、弹性
模量、蠕变性能为前提，若是确保导线最大使用张力不变，采用碳纤维
复合芯导线代替普通导线，能明显减小其弧垂。
三是碳纤维复合芯导线具有极强的耐疲劳性，这能为输电线路的
长期安全运行提供良好的保障。通常输电线路发生故障与导线材料的
耐疲劳性能有很大的关联，碳纤维复合芯导线主要通过合理的配方与合
适的树脂基体，结合碳纤维丝共同制成，通过无数次拉应力疲劳试验
后，其强度仍与初始强度相差无几，而在同样的拉应力疲劳试验下，普
通导线的强度仅为初始强度的三分之一左右。由此可知碳纤维复合芯导
线具有极强的耐疲劳性能。
四是碳纤维复合芯导线具有较好的耐腐蚀、抗老化性能，这能为输
电线路的长期安全运行提供良好的保障。碳纤维复合芯导线在自然环
境下，不需要进行任何维护，其耐腐蚀和抗老化性能可达到上百年甚至
更久。
五是碳纤维复合芯能承担全部的导线张力，使导线仅承担传导电
流的作用，这样能有效减少线路损耗。碳纤维复合芯导线相较于普通导
线，其到店里更高，且用碳纤维复合芯导线代替普通导线，不会产生涡
流损耗。
3、碳纤维复合芯导线施工中需注意的问题
由于碳纤维复合芯导线采用张力放线的方式，导致其软铝股硬度
和机械强度较低，在施工过程中极易产生变形或损伤。针对这一问题，
采用卡线器行紧线操作，能够有效解决这一问题，且卡线器具有操作简
单、便捷又能反复使用的特点。碳纤维复合芯导线在施工过程中，其操
作必须严格按照施工规范要求进行，以此避免由于施工不当造成导线
变形或受损伤，从而确保碳纤维复合芯导线的正常、安全、可靠运行。此
外，若是施工企业或施工人员属于第一次进行碳纤维复合芯导线施工，
务必邀请专业技术人员进行现场指导，对于施工人员必须进行专业的培
训和教育，使其确实掌握碳纤维复合芯导线施工技术内涵，以全面提高
企业的技术实力，为工程质量的提升奠定坚实基础的同时提高电力企业
的社会效益和经济效益[2]。
4、碳纤维复合芯导线在35kV输电线路上的应用
通过上述分析，我们对本工程的概况、碳纤维复合芯导线的特点以
及在应用过程中应注意的问题有了一定的认识，那么我们应如何在35千
伏输电线路中加强碳纤维复合芯导线的应用呢？笔者结合本工程实践，
做出以下几点分析：
一是在本工程中因为架设的输电线路设计方案已经确定，因而必
须注意10千伏与35千伏的线路在下插杆之后，在35千伏中采用碳纤维导
线和10千伏线路采用的导线在平行架设过程中存在的电气安全距离等
问题，在工程中，经过设计人员的反复核算，确定本工程采用的碳纤维
导线的安全系数为6.2。
二是随着本工程所在地经济水平的不断提升，广大电力客户对电能
的需求量日益增大，因而输电线路上传输的电流较大，在本工程中所采
用的碳纤维导线所采用的金具与一般的金具存在一定的差别，因而为了
加大散热的面积，因而在本工程中采用了专业的金具，即FR型和预绞
式耐热防震锤，并摒除传统的铝包带进行缠绕的方式进行安装，对于导
线的散热起到了十分重要的作用。
5、关于加强我国电力事业可持续发展的几点心得
由于当前我国很多农村收到地域条件的限制，在社会主义新农村
电网建设和改造过程中难免实现一步到位，因而在输电线路工程中，应
根据远期规划设计杆型和档距。例如线路近期虽单回路，远期需多回路
架设，则按多回路选择杆子强度和安排档距，以免将来回路增加时杆子
推倒重来，造成重复建设。电缆沟砌筑或排管敷设时，根据远期规划预
留电缆管线，避免重复剖路。向规划部门提供电网发展规划，要求在城
市总体规划中预留高压走廊及开闭所、变电所场地。加强与城市规划部
门联系，避免在规划变动区、未定区内新建线路。为促进电力事业的可
持续发展贡献绵薄之力。
6、结语
综上所述，本文对碳纤维复合芯导线在35kV输电线路上的应用进
行了分析与探讨，具有十分重要的意义。输电线路施工是电网建设及电
力系统正常运行的基础保障，具有无法替代的作用，输电线路施工质量
在很大程度上决定着电网建设质量，而输电线路的材料质量又决定着
输电线路施工质量，因此，加强输电线路材料的认知非常有必要，不仅
有助于提高施工企业或施工人员的碳纤维复合芯导线应用水平，还能进
一步确保电力系统的正常、稳定的运行，从而促进我国电力事业的可持
续发展。
黄麟
广西正远电力工程建设监理有限责任公司南宁分公司
参考文献
[1]忽翔.碳纤维导线在架空输电线路上的应用[J].安徽电
力,2010,01:51-53.
[2]杨静,贾涛,郝毅,杨桂兴.碳纤维导线在昌吉电网中的大负荷试
验分析及思考[J].新疆电力技术,2011,04:16-20.
DOI:10.13751/j.cnki.kjyqy.2013.24.230
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