电力导线的碳纤维复合材料芯发展状况

20世纪90年代，日本学者研究用碳纤维复合材料芯代替钢芯，开发出了即碳纤维复合芯铝绞线。碳纤维复合芯是由碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的单根或多根芯棒。碳纤维复合芯导线（ACCC）是一种全新概念的架空输电线路用导线，用碳纤维复合芯替代传统的钢芯铝绞线中的钢芯制成，是复合材料在输电导线中的创新性应用，可节约走廊20-40%，扩容线路可减少新建线路一半的土地占用面积；节能降耗，全年220Kv线路每公里减少电力损耗将达20万元左右；导线输送能力提高约30-50%。2003年, 美国的CTC(composite Technology company)公司推出了ACCC(Aluminum conductor composite core)复合材料合成芯导线，美国最早成功推行复合芯导线输电线路，欧美国家共有19条线路（均为单回路）使用该种导线，美国16条线路；法国2条线路；西班牙1条线路；日本碳纤维复合芯导线主要由日本制纲株式会社生产，导线在日本东北电力公司宫城支店的66kV输电线路上进行了试用。目前，印度、波兰、巴西等国家也积极开发碳纤维复合芯导线技术，印度作为最有潜力的市场正在推动复合芯导线输电线路应用。我国的江苏远东电缆有限公司于2005年引进美国CTC公司复合芯产品，合作生产ACCC导线，购买美国CTC公司复合芯制造的导线已在我国多个地区挂网运行100多条。2008年，河北硅谷化工公司的碳纤维复合芯导线项目在邯郸市永年县开工建设。

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2010年9月，中国电力科学院承担的国家电网公司科技项目“碳纤维复合芯扩容导线的开发”顺利通过验收，并已在50多条线路挂网试运行。迄今为止，除非洲国家以外，其他几大洲都有碳纤维复合芯导线的成功应用。目前，全球碳纤维复合芯应用里程超过10000公里，其中中国超过5000公里。现阶段碳纤维复合芯导线应用主要以线路增容改造为主，在新建线路中未大规模推广，其主要存在安全可靠性、经济实用性、运行稳定性的问题。如何进一步降低碳纤维复合导线的造价、ACCC生产、施工及运行中安全可靠性评定的方法有待进一步研究。目前国家电网公司已经制定了十二五期间ACCC的推广应用计划；立项开展ACCC的国产化应用技术、低成本技术、老化与安全寿命评估、无损检测和线路在线检测等应用技术研究；中国电科院和上缆所已编制碳纤维复合材料导线的相关标准，生产厂家已建成158条CF芯专用拉挤生产线，进一步加大了产业研发力度，正在逐步降低产品价格。