電力導線的碳纖維復合材料芯發展狀況

20世紀90年代，日本學者研究用碳纖維復合材料芯代替鋼芯，開發出了即碳纖維復合芯鋁絞線。碳纖維復合芯是由碳纖維為中心層和玻璃纖維包覆制成的單根或多根芯棒。碳纖維復合芯導線（ACCC）是一種全新概念的架空輸電線路用導線，用碳纖維復合芯替代傳統的鋼芯鋁絞線中的鋼芯制成，是復合材料在輸電導線中的創新性應用，可節約走廊20-40%，擴容線路可減少新建線路一半的土地占用面積；節能降耗，全年220Kv線路每公里減少電力損耗將達20萬元左右；導線輸送能力提高約30-50%。2003年, 美國的CTC(composite Technology company)公司推出了ACCC(Aluminum conductor composite core)復合材料合成芯導線，美國最早成功推行復合芯導線輸電線路，歐美國家共有19條線路（均為單回路）使用該種導線，美國16條線路；法國2條線路；西班牙1條線路；日本碳纖維復合芯導線主要由日本制綱株式會社生產，導線在日本東北電力公司宮城支店的66kV輸電線路上進行了試用。目前，印度、波蘭、巴西等國家也積極開發碳纖維復合芯導線技術，印度作為最有潛力的市場正在推動復合芯導線輸電線路應用。我國的江蘇遠東電纜有限公司于2005年引進美國CTC公司復合芯產品，合作生產ACCC導線，購買美國CTC公司復合芯制造的導線已在我國多個地區掛網運行100多條。2008年，河北硅谷化工公司的碳纖維復合芯導線項目在邯鄲市永年縣開工建設。

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2010年9月，中國電力科學院承擔的國家電網公司科技項目“碳纖維復合芯擴容導線的開發”順利通過驗收，并已在50多條線路掛網試運行。迄今為止，除非洲國家以外，其他幾大洲都有碳纖維復合芯導線的成功應用。目前，全球碳纖維復合芯應用里程超過10000公里，其中中國超過5000公里。現階段碳纖維復合芯導線應用主要以線路增容改造為主，在新建線路中未大規模推廣，其主要存在安全可靠性、經濟實用性、運行穩定性的問題。如何進一步降低碳纖維復合導線的造價、ACCC生產、施工及運行中安全可靠性評定的方法有待進一步研究。目前國家電網公司已經制定了十二五期間ACCC的推廣應用計劃；立項開展ACCC的國產化應用技術、低成本技術、老化與安全壽命評估、無損檢測和線路在線檢測等應用技術研究；中國電科院和上纜所已編制碳纖維復合材料導線的相關標準，生產廠家已建成158條CF芯專用拉擠生產線，進一步加大了產業研發力度，正在逐步降低產品價格。