| 碳纖維復(fù)合材料芯電纜的應(yīng)用優(yōu)勢 |
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| 最少起訂量：1千克 | 發(fā)貨地：本地至全國 | |
| 上架時間：2020-11-10 14:18:26 | 瀏覽量：452 | |
青島藍(lán)鯨騰飛海洋科技有限公司
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目前,對電力的遠(yuǎn)距離輸送主要采用架空電纜的方式,傳統(tǒng)的電纜為鋼芯鋁絞線( aluminum conductor steel reinforced,ACSR),鋼芯用于承擔(dān)線纜的重量帶來的力學(xué)負(fù)荷,外層的鋁絞線則承擔(dān)輸電任務(wù)。20世紀(jì)90年代開始,用碳纖維復(fù)合材料作為電纜的芯棒的碳纖維復(fù)合材料芯電纜( aluminum conductor composite core,ACCC)研發(fā)成功,其結(jié)構(gòu)如圖所示。 ACCC與傳統(tǒng)導(dǎo)線相比,具有如下優(yōu)勢： (1)強(qiáng)度高,重量輕。普通鋼絲的抗拉強(qiáng)度為1240~1410MPa,而ACCC導(dǎo)線的碳纖維復(fù)合材料芯棒是前者的兩倍,而其比重僅是鋼的1/4,相同規(guī)格的ACCC導(dǎo)線單位長度重量比常規(guī)ACSR導(dǎo)線輕10%~20%,這使得架空電纜的桿塔跨距可增長,減少塔桿數(shù)約16%,同時減少占地面積。 (2)導(dǎo)電率高,輸電損耗小。在相同的外徑下,ACCC的鋁絞線截面積為常規(guī)導(dǎo)線的1.29倍,因而載流量提高29%左右。由于ACCC導(dǎo)線不存在鋼絲材料引起的磁損以及電阻熱效應(yīng),而且在輸送相同負(fù)荷的條件下,具有更低的運(yùn)行溫度,可以減少輸電損失約6%。同時由于ACCC采用梯形鋁線,使其外表比ACSR的圓形鋁線更加光滑,提高了表面粗糙系數(shù),從而提高了導(dǎo)線的電暈起始電壓,減少了電暈損失。 (3)低弧垂,降低兩倍以上垂度。ACCC導(dǎo)線與常規(guī)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12,能有效減少架空線的絕緣空間走廊,提高了導(dǎo)線運(yùn)行的安全性和可靠性。 (4)耐腐蝕。ACSR的鋁線和鋼芯由于長期暴露于空氣中,周圍環(huán)境會對金屬材料產(chǎn)生腐蝕,從而降低導(dǎo)線強(qiáng)度,影響導(dǎo)線壽命。碳纖維復(fù)合芯不生銹、耐腐蝕,克服了鍍鋅鋼絞絲芯的腐蝕問題,而且又避免了導(dǎo)體在通電時鋁線與鍍鋅鋼線之間的電化腐蝕問題,較好地解決了導(dǎo)線長期運(yùn)行的老化問題,使用壽命高于普通導(dǎo)線的兩倍。 ACCC面臨的主要問題是成本,在美國,其成本一般在傳統(tǒng)ACSR電纜的5倍以上。但是,對于輸電系統(tǒng),電纜成本僅僅是其中一項(xiàng),桿塔建設(shè)、土地征用、維護(hù)維修、安全保障、輸電損耗等方面也都是難以回避的必須成本。如果考慮到這些方面,那么與傳統(tǒng)ACSR電纜相比,雖然ACCC電纜本身成本較高,但是如果整體的系統(tǒng)考慮,常規(guī)的110kV單回線路新建的綜合造價(jià)約為每千米80萬元,而采用碳纖維電纜,其每千米的投資僅需約50萬元,能夠節(jié)約近40%的費(fèi)用,可大大減少工程投資。 因此,采用碳纖維電纜無論從系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益,還是從節(jié)能、減排、環(huán)保、安全等社會效益,都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出傳統(tǒng)鋼制電纜。也正是因?yàn)檫@樣,碳纖維電纜對傳統(tǒng)鋼制電纜的替代乃是大勢所趨,是電網(wǎng)建設(shè)必然的發(fā)展方向。 最近幾年,已經(jīng)在全球范圍內(nèi)開始了對傳統(tǒng)鋼芯鋁絞線電纜的替換取代過程,并且有逐漸加快的趨勢。據(jù)碳纖維電纜的領(lǐng)軍企業(yè)—美國復(fù)合材料技術(shù)公司( Composite Technology Corporation,CTc)報(bào)道,2005年,該公司銷售碳纖維電纜3500m,2008年,僅美國市場對該產(chǎn)品每年的需求量就超過了60億美元,201年全球市場范圍內(nèi)對碳纖維電纜每年的需求量則超過300億美元。 國內(nèi)也在積極開展對碳纖維電纜的研究開發(fā)和應(yīng)用。從2006年福建龍巖電力局的一條舊線路(曹園線)擴(kuò)容改造開始,到現(xiàn)在已經(jīng)有數(shù)十條線路采用。初期的碳纖維電纜全部由美國進(jìn)口,2006年,遠(yuǎn)東控股集團(tuán)有限公司采用與CTC公司合資的方式,實(shí)現(xiàn)了技術(shù)引進(jìn),推出的碳纖維電纜在全國40余條輸電線路掛網(wǎng)運(yùn)行。河北硅谷化工公司等企業(yè)也開始建立碳纖維以及ACCC生產(chǎn)線,積極開拓國內(nèi)市場。內(nèi)蒙古浩源新材料股份有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的碳纖維復(fù)合芯電纜在內(nèi)蒙古電網(wǎng)多條輸電線路成功應(yīng)用,已經(jīng)逐步覆蓋了技術(shù)研發(fā)、芯棒生產(chǎn)、導(dǎo)線絞制、架線施工等全產(chǎn)業(yè)鏈。 隨著整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,各地對用電量的需求也大幅提高,因而在對原有舊線路的改造中,必須考慮擴(kuò)容,這就為碳纖維電纜的切入提供了一個非常好的機(jī)會。保守估計(jì),未來數(shù)年中,由于電網(wǎng)改造對碳纖維架空輸電線纜的需求量至少會以10%~20%的速度快速增長,成為碳纖維應(yīng)用的另一個重要領(lǐng)域。 |
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