碳纤维复合芯导线应用于特高压大跨越线路的脱冰工况仿真

当远距离输电工程横穿长江黄河时，需在该区域架设特高压大跨越架空输电线路。由于档距较长、不平衡张力较大等原因，该线路在发生脱冰跳跃时存在更大的安全隐患，而应用轻质、强度高的碳纤维复合芯导线有望降低其运行风险。该文利用清华大学自主研发的三自由度非线性仿真平台，基于导线的脱冰工况，对1000k V特高压大跨越应用同型号的碳纤维复合芯导线与钢芯铝合金导线两种情形进行仿真计算。结果表明：应用碳纤维导线可以降低特高压大跨越线路的弧垂，将不平衡张力降为原来的50%左右，降低绝缘子受力，虽然相间距离有所减小，但通过安装合适的抑制措施可以使其满足7 m的安全要求。因此，在特高压大跨越线路中应用碳纤维复合芯导线可以提升线路发生脱冰跳跃时的力学安全性。     

特高压直流工程中碳纤维复合芯导线选型研究

随着特高压交直流电网规模日益扩大,输送容量不断增长,对输电导线的安全性、可靠性和经济性均提出了较高要求。碳纤维导线相比传统导线,具有强度大、弧垂小、输送容量大等特点。根据特高压直流工程的特点,分析研究了碳纤维复合芯导线在特高压直流工程中的可行性,并选取了几种同等截面等级的碳纤维复合芯导线与常规钢芯铝绞线进行电气特性、机械特性、经济性的全面比较,得到综合性能较优的碳纤维复合芯导线型号,为特高压直流工程导线选型提出建议。     

基于碳纤维导线压接特性与金具选型的研究

从复合芯导线生产工艺、结构、玻璃纤维、碳纤维及树脂固化剂的共性和各自物理性、力学性能,结合输电线路运行特征,进行综合性调研、分析和试验,认为碳纤维复合芯导线在输电工程中不宜采用压缩型电力金具,以防将来产生导线断裂事故。碳纤维复合芯导线只能应用楔型电力金具,才能保证碳纤维复合芯导线的运行安全。     

特高压交流线路中铝包覆碳纤维复合芯导线选型研究

特高压交流线路具有运行电压高、输送容量大、线路损耗低的特点,铝包覆碳纤维复合芯导线具有弧垂小、线损低、耐高温、输送容量大、储备容量大、负荷转移强等特点。根据二者优势互补的特性,选取4种型号的铝包覆碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线进行电气特性、机械特性及经济性三个方面比较。通过技术经济分析,得出铝包覆碳纤维复合芯导线在特高压交流线路应用的合理性。     

新型铝包覆碳纤维复合芯导线连接金具应用研究

基于碳纤维复合芯导线连接金具的运行特点和存在问题,采用全新液压式工艺对碳纤维复合芯导线和复合碳芯进行连接,实现铝包覆碳纤维复合芯导线与耐张线夹、接续管等金具的可靠结合,成功解决了碳纤维连接金具造价成本高,施工工艺复杂,易对碳纤维芯造成损伤等问题。通过研制新型碳纤维复合芯导线耐张线夹和接续管,并进行力学性能测试,探讨对铝包覆碳纤维复合芯导线复合芯径向耐压性能和抗剪切力性能的影响。实验结果表明,新型碳纤维复合芯导线连接金具不仅具备传统碳纤维复合芯导线配套金具的优点,同时造价低,施工工艺与普通钢芯铝绞线相同,大幅提高了现场施工的安全性,为特高压输电线路安全运行提供可靠保障。     

输电线路增容导线弧垂特性真型试验研究

随着输电线路新建和改造工程需求的多样化,增容导线将逐步应用于各电压等级的交直流输电线路工程。现有的输电线路设计通常采用经验公式来评估线路的弧垂,且仅在实验室开展过长60 m的小档距试验验证,与工程实际相差较大。为充分掌握典型增容导线的温升-弧垂特性,为输电线路导线选型提供依据,在昆明特高压实验基地搭建了国内首个200 m大档距真型塔试验线路耐张段,对普通铝包钢芯铝绞线和3种具有代表性的增容导线(铝包钢芯耐热铝合金绞线、铝包殷钢芯耐热铝合金绞线、碳纤维复合芯软铝绞线)共4种导线进行了详细的温升-弧垂特性对比试验研究。研究表明,碳纤维复合芯软铝绞线和铝包殷钢芯耐热铝合金绞线具有较优的弧垂特性,均出现明显的温度迁移点,碳纤维复合芯软铝绞线迁移点温度在75℃左右,铝包殷钢芯耐热铝合金绞线迁移点温度在105℃左右。     

特高压输电线路垂直排列八分裂铝包覆碳纤维芯导线电场特性研究

为探讨新型导线在1 000 kV特高压电网中的适用性,针对某型号铝包覆新型碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线,依据垂直排列方式的特高压铁塔结构和八分裂导线的布置方法,建立了两种三相八分裂导线模型,通过有限元方法进行数值模拟计算,对比分析了在特高压输电条件下两类导线的电场特性。结果表明,新型碳纤维复合芯导线电学性能不仅满足相关的行业标准,较传统钢芯铝绞线还具有较好的电场强度特性,为新型碳纤维复合芯导线应用于特高压电网提供了依据。     

碳纤维复合芯导线在500 kV新建线路中应用的技术经济分析

为研究碳纤维复合芯导线在500 kV新建架空输电线路工程中的应用前景,以500 kV典型单回交流线路为案例,针对常规630 mm2铝截面钢芯铝绞线,按照等载流量的原则,选取360~450 mm2铝截面的3种碳纤维复合芯软铝型线,计算对比分析碳纤维复合芯导线的载流量、弧垂特性、覆冰过载能力、负荷特性和摇摆角情况,比较各参选导线方案的初投资,采用年费用法分析参选导线的经济性,通过计算得到碳纤维复合芯导线的临界价格,总结碳纤维复合芯导线经济性方面的优势。     

西碳纤维复合芯导线长953km创国家电网公司之最

截至目前,山西电网10～220 kV输电线路共使用碳纤维复合芯导线42条,953 km,用于输电线路增容、覆冰区等改造,应用规模创国家电网公司系统之最,挂网运行2年来,运行效果良好。为促进碳纤维复合芯导线的大规模推广应用以及技术优势的充分发挥,山西电力公司从2010年开始进行立项研究,在国内外,首次提出预绞丝接续条修补铝股加楔接式接续管修补复合芯的组合式碳纤维复合芯导线     

碳纤维复合芯导线在大跨越输电线路增容改造工程中的应用

碳纤维复合芯和耐热铝合金线绞制作的导线具有重量轻、强度大、弧垂小、载流量大等特点,用于大跨越输电线路增容改造工程,可在保持原杆塔、基础及线路走廊不变情况下,增加线路输送容量,节省投资、方便施工,具有很高的经济效益和社会效益。本文重点介绍了碳纤维复合芯导线在大跨越增容线路改造中的应用。     

输电线路节能增效技术发展

输电线路的节能增效技术是特高压电网和智能电网的技术要求之一。通过对比研究国内外输电技术应用发展,提出为大幅度提高单位输电线路的送电能力和充分利用输电线路走廊,不仅需应用特高压输变电技术、多分裂大截面导线技术及大容量增容导线技术,还应大力推广应用铝合金芯铝绞线、中强度铝合金导线及型线导线等节能导线,以及光纤复合架空地线(OPGW)分段绝缘和光纤线路监测等输电线路节能增效新技术,从而推进输电导线和地线产品的升级换代。     

碳纤维导线在500kV双回输电线路中的应用研究

介绍西柏坡-石西500kV输电线路工程概况和碳纤维复合芯导线的应用方案,分析导线方案的电气性能、机械性能和经济性,认为ACCC导线可以满足该输电线路的使用要求。     

世界上首条全线路应用碳纤维复合导线的特高压工程正式带负荷运行

12月10日,锡盟—山东1000千伏特高压交流输变电工程配套工程——大唐锡林浩特电厂1000千伏送出线路正式并网投运,这是世界上首条全线路应用碳纤维复合导线的特高压工程。大唐锡林胜利电厂1000千伏送出工程起于大唐锡林浩特电厂,止于1000千伏特高压胜利站,线路全长14.6千米,线路全部采用我国自主研制的碳纤维复合芯导线。     

碳纤维复合芯铝导线国产金具的研制与应用

根据碳纤维复合芯导线的特点,采用特殊的楔型夹与楔型座对碳纤维碳芯进行锁紧,实现碳纤维复合芯与耐张线夹、接续管等金具的可靠连接。解决了导线在高温230℃状态下热胀冷缩及长期蠕变过程中金具对导线的握力稳定问题、碳纤维复合芯导线的补修问题。研制了输电线路的耐张线夹、接续管及变电站用耐张线夹、T型线夹,进行了金具的性能试验。试验结果表明研制的金具可为输电线路的安全运行提供可靠保障。     

碳纤维复合芯导线在特高压交流工程中的优势

碳纤维复合芯导线具有重量轻、载流量大、弧垂小、节约杆塔费用以及减小占地面积等一系列优点,但是基于碳纤维复合芯导线具体应用优势的分析尚未形成。结合碳纤维复合芯导线在国家电网特高压交流项目中的推广应用,与对应型号的传统钢芯铝绞线对比,于负荷转移、增容、特殊跨越等应用情形下进行经济性分析,论述碳纤维复合芯导线的应用优势,得出碳纤维复合芯导线的综合性能及经济性优于同等规格的钢芯铝绞线的结论,为工程设计和决策提供实用和可靠的方法和依据。     

铝包覆型碳纤维复合芯导线在高压输电线路中的应用分析

铝包覆型碳纤维复合芯导线具有弧垂小、载流量大、线损低、耐弯折及易压接等优点,在旧线路增容改造、新建线路及新能源送出线路等工程中具有广阔应用前景。分别对220 kV增容线路、500 kV新建线路及220 kV新能源送出线路3种应用场景进行技术经济分析,论证铝包覆型碳纤维复合芯导线在高压输电线路中应用的可行性及优越性。     

大城市输电线路增容工程中新型导线选择应用

通过采用新型导线可使输电线路增容来解决大城市原有输电线路输电能力不足的问题。以近期完成的几个典型线路增容工程为背景,介绍了耐热铝合金导线、碳纤维复合芯铝绞线、铝基陶瓷纤维复合铝绞线的应用情况,对技术性能特点、经济性能作了比较分析．并总结了新型导线的应用经验。     

架空导线碳纤维复合芯棒径向耐压试验及仿真

碳纤维复合芯导线芯棒轴向抗拉能力强,径向抗剪切性能、抗压性能、抗劈裂能力较弱,在线路施工如压接、卡线器夹持过程中导线易出现径向耐压失效现象,在输电线路施工、安全运行等方面存在安全隐患,目前针对芯棒径向耐压应力相关研究较少。对不同直径碳纤维复合芯导线芯棒进行了径向耐压试验,获得不同直径芯棒试件径向耐压试验失效压力。利用ABAQUS软件建立芯棒径向耐压仿真模型,根据芯棒径向耐压试验失效压力数据,在有限元模型中对压块加载竖直径向力,通过有限元软件的数值计算,得到了不同直径芯棒破坏失效应力。研究结果表明碳纤维复合芯导线芯棒径向耐压失效情形是其最外层玻璃纤维层被压扁造成芯棒试件整体劈裂,不同直径碳纤维复合芯导线芯棒径向耐压许用应力随芯棒直径增大而增大。研究结果可为输电线路碳纤维导线用施工机具设计及施工工艺应用提供参考依据。     

碳纤维复合材料芯导线在国内推广应用的技术经济分析

根据国内近年来碳纤维复合材料芯导线的应用情况,提出了碳纤维复合芯导线的推荐线型;通过对220kV改造线路和500kV新建线路模型的计算分析,得出在改造线路和新建线路工程中,应用碳纤维复合芯软铝导线与常规钢芯铝绞线的技术经济比较结果,并进一步对碳纤维复合芯软铝导线价格构成及未来推广应用条件进行了分析。     

上下山工况下碳纤维复合芯导线在悬垂线夹处的受力分析与线夹结构优化

在山区输电线路中,导线有多种应用工况,其中有一种对导线要求苛刻的工况是导线连续向上或向下,即悬垂线夹两侧的导线一边升高一边下降。运用应力分析软件对碳纤维复合芯导线应用在上下山工况下悬垂线夹内部及出口处的导线进行受力分析。通过对悬垂线夹进行结构优化,使得碳纤维复合芯导线在上下山工况下悬垂线夹处应力水平处于合理的范围。