碳纤维导线中蕴藏大智慧 已在多省份运行

电力18讯：    在山东大学校内，有一个颇显神秘的山东省碳纤维工程技术研究中心。这里诞生了我国具有自主知识产权的高性能碳纤维复合芯导线芯棒，突破了西方技术壁垒封锁，而且引领了输电领域的新进程。

　　“碳纤维复合芯导线已经被国家电网公司列入重点推广技术目录，并已在多地挂网运行，这不仅将大大推动我国电力技术发展，而且将带动我国碳纤维行业的快速健康发展。”研发者朱波如此评价该导线。

　　可改善电路的安全可靠性

　　“该导线中间黑色的芯棒由耐高温改性树脂基与高性能碳纤维复合材料制成，与传统的钢芯输电线路相比，碳纤维复合芯导线具有强度高、重量轻、导电率高、耐高温、耐腐蚀等技术优势，既能够用于提高输送能力，又可有效提高线路安全运行水平。”朱波拿起一段铝绞线缠绕的碳纤维复合芯导线对笔者介绍。

　　据介绍，碳纤维复合芯导线的生产过程主要包括三部分，即碳纤维原丝及碳纤维丝的制备、碳纤维复合芯的生产和碳纤维复合芯铝绞线的生产。目前，山东大学碳纤维工程技术研究中心经过技术攻关，已经研制成功一系列适用于碳纤维复合芯导线的生产材料、工具及施工技术，并正迅速进入推广应用阶段。

　　据测试，碳纤维复合芯导线芯棒的抗拉强度分别是一般钢丝和高强钢丝的2.1倍和1.85倍，更适合用于大跨度输电线路。由于碳纤维复合芯材料的比重约为钢的五分之一，在相同的外径下，碳纤维复合芯导线的重量比常规钢芯铝绞线轻10%～20%。在高温下，碳纤维复合芯导线弧垂不到钢芯铝绞线的十分之一，能有效减小电力杆塔塔头高度，提高导线运行的安全性和可靠性。


　　由于碳纤维复合芯导线不存在钢丝材料引起的磁滞和涡流效应，复合芯的非磁性体结构，解决了传统导线的涡流损耗，在输送相同负荷的条件下，具有更低的运行温度，因此可以减少输电损失约6%。因碳纤维导线可以连续在高温条件下运行，故其载流量可达到常规导线的两倍左右；而其耐高温特性也使得冰雪附着力极差，从而可以有效提高输电线路的抗冰雪能力，提高并改善线路的安全和可靠性。

　　“使用碳纤维复合芯导线可以降低线路改造成本。”朱波说，可使铁塔结构更趋紧凑，节省杆塔用量20%，实现倍容输电。另外，对于旧线路改造只需要更换导线，可以大大缩短施工工期，节省线路综合造价约30%。

　　产业化可期

　　“随着我国工业的迅猛发展，电力增容扩容剧增，每年新增导线需求达80万～100万千米，因而高性能碳纤维复合芯导线的面世正逢其时。”朱波说。

　　不仅如此，高性能碳纤维复合芯导线的推广对我国节能降耗、改善环境、推动新兴产业发展还有着非常重要的意义，具有广泛的应用前景。据测算，利用该技术制备碳纤维复合芯导线后，全国可以在同等输电能力下节省导电铝材近一半，大量降低有色金属消耗。同时，每1万千米导线需要消耗碳纤维约800吨，可以带动我国碳纤维行业的快速健康发展。

　　正是看到碳纤维复合芯导线的巨大市场前景，国内众多企业纷纷与山东大学碳纤维工程技术研究中心展开合作。其中，山东鲁发碳纤维复合材料公司在济南市天桥区建设的碳纤维复合芯导线芯棒项目，年生产能力达2万千米；河北硅谷化工公司年产1.5万千米的碳纤维芯棒项目，年产值超过1.3亿元；此外，青岛汉缆公司、河南科信电缆公司、内蒙古浩源碳纤维公司的相关项目正在实现产业化。

　　目前，碳纤维导线已在北京、河北、河南、江苏、新疆、内蒙古、山西等多个省份挂网运行。（洪博 ）