绞合型碳纤维复合芯导线性能及应用研究

发布时间：2020-10-14 12:28

　　 绞合型碳纤维导线是一种新型增容导线,其在保证增加载流量的同时还具有低弧垂、结构稳定和便于施工等优点。但我国对于这种新型导线的研究和应用较少,缺少必要的性能参数,特别是其中最为重要的张力弧垂以及载流量特性尚无适用的计算模型。这不仅对该导线的推广应用十分不利,还影响了已使用该导线电网公司的运行安全。有鉴于此,本文以某电缆厂提供的绞合型碳纤维导线为基础和数据来源,首先结合现有的资料,类比于常规钢芯铝绞线的相关性能的计算方法,建立起一套适用于绞合型碳纤维导线的张力、弧垂和载流量的计算模型,推导出其对应参数的计算公式。然后与实验室环境下该导线的特性试验参数进行对比,一方面验证计算模型的精度及合理性,另一方面则证明该导线的低弧垂和倍容特性。同时将该导线分别与常规钢芯铝绞线和其他5种增容导线就其张力弧垂和载流量特性进行了对比分析,以相关试验数据作为支撑,直观的论证了该导线在这两方面的特性优势。最后基于上述计算模型,利用C#及Visual Basic6.0编制完成了一种可用于工程实际的计算软件。其内置有大量绞合型碳纤维导线型号参数,可以快速得到该导线急需的载流量和张力弧垂相关特性参数,为该导线的架线施工提供技术支持,更为其在国内的推广应用提供了参考。
【学位单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ342.742;TM75
【部分图文】：

式会社合作研发绞合碳纤维导线。第二年成功试制出该导线，并且在海南成功挂??网。但是与日本ＡＣＦＲ导线不同，国内研发的绞合碳纤维导线外层绞线使用的??是退火后的６３％ＩＡＣＳ软铝型线，导电性能更优。其结构如图１－２所示：??３??

２．１增容导线现状??２．１．１增容导线分类??如今电力系统中使用最多的仍然是钢芯铝绞线，该导线绞制截面由图２－１可??知。而增容导线与其不同，为了达到增加载流量的效果，通常需要保持导线机械??性能的同时采用某种措施来提高导线的工作温度％１。??＿?Ｉ??图２－１传统导线截而结构??增容导线按其原理的不同通常可以分成材料型和结构型：材料型增容导线结??构和传统导线类似，只是为了达到增容的目的更换了外层基体和加强芯的材料，??其导电基体一般采用耐热（超耐热）铝合金或软铝绞线；加强芯则选择高强钢、??殷钢或有机复合材料（如碳纤维、铝基陶瓷纤维等）。结构型主要包括间隙型导??线，其改进了导线的结构，在钢芯和铝制导体之间充填耐热油脂，从而实现张力??转移，充分发挥钢芯的力学特性｜３７］。常见的增容导线包括：间隙性增容导线、??倍容量导线、铝基陶瓷复合芯导线以及碳纤维复合芯导线。??２．１．２增容原理??增容特性？．普通钢芯导线的长期运行温度一般为７０°Ｃ，而增容导线则通过??８??

（１）间隙型增容导线的技术特性??１９７１年，间隙型增容导线由日本一家公司首次研发成功Ｗ１。其总体结构与??常规导线有所差异，选择了一种较为特别的间隙模式，具体方式如下图２－２所示。??其内部采用特高强度镀锌钢（或特高强度铝包钢外层载流部分则使用耐热（或??超耐热）的铝制合金材料，同时为了确保其中间隙的存在，无论外层采用型线与??否，其内部股线必须设计为梯形截面：而其内部则充满耐高温润滑油，有效的避??免了内部芯线和外层绞线间的摩擦，该润滑油不会在２１０°Ｃ下滴流（实际滴点达??至ｌｊ?２５０°Ｃ或更高）可起到防止钢芯销蚀的作用［３９４Ｇ】。??？酎热铝合金／超酎热铝合金＼?乂…省??一间隙（填充耐热澈請独立移动］??，?Ｆ＂７＂！?—１??图２－２间隙导线结构??间隙型增容导线的外层绞线是将某些稀有金属添加到铝绞线中，例如钇或??锆，使其了可以承受更高的运行温度温度，从而在相同的运行温度下承担更高的??载流量。同时，高纯度电解铝的使用不仅可以提高电线的结晶温度，还可以确保??６０％以上的电导率１４１］。通常
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本文编号：2840660