铝包覆碳纤维复合芯导线研究现状与应用

张方正

（国网山东省电力公司，山东 济南 250001）

·新材料应用·

铝包覆碳纤维复合芯导线研究现状与应用

张方正

（国网山东省电力公司，山东 济南 250001）

传统碳纤维复合芯导线（ACCC导线）具有低弧垂、大容量、节能减排等综合经济技术优势，已实现规模化应用。ACCC导线施工过程中容易折损，且无法探测，易造成停电及安全隐患；碳纤维导线需要特种连接金具，工艺复杂、成本高、施工过程繁琐，严重限制了碳纤维复合芯导线的推广使用。与ACCC导线相比，铝包覆碳纤维复合芯导线具有截面积大、保护碳纤维芯、不易折损、连接金具成本低、操作简单和施工方便等特性，有助于构造安全、环保、高效节约型超／特高压等输电网络，代表了未来碳纤维复合芯导线技术的发展趋势。

碳纤维导线；铝包覆；碳纤维复合芯；连接金具

0 引言

20世纪90年代早期，日本首先研制了碳复合材料芯导线（ACFR），采用碳复合材料替代钢芯。但是后来证明在碳复合材料与铝绞线二者之间发生电偶腐蚀（电池效应，雨水充当电解液角色）。因此，该产品未实现商业化应用［1］。美国CTC公司研制的碳纤维复合芯软铝导线，2004年8月首次在安装在试验线段上，2005年1月正式在实际线路上应用。我国是继美国之后第二个在输电线路上使用碳纤维导线的国家。2006年我国远东电缆通过与美国CTC的合作，使用美国CTC公司的碳纤维复合芯棒在远东公司进行软铝型线整体绞合生产碳纤维导线［2-4］。2007年底，在220 kV及以下电压等级的输电线路已经有20多条已建成或是在建项目，2009年碳纤维导线首次使用在500 kV输电线路。

1 输电线路架空导线技术现状

随着技术进步及电力行业发展的需要，世界上许多国家的输电线路上广泛使用各类铝合金导线，主要有全铝合金绞线 （AAAC）、铝合金芯铝绞线（ACAR）、钢芯铝合金绞线（AACSR）等几类［5］。 铝质材料本身的特征决定了ACSR导线有限的传输能力。输电线路的允许传输容量（载流量）取决于铝导体耐受温度和截面积（在交流输电时，由于集肤效应电流密度是集中在铝导体内中，从而铝导体运行温度和截面积决定了ACSR的运行电阻）。热拐点除了跟导线的构成材料特性有关外，亦受到导线的张力和张力历史影响。预应力处理能降低热拐点，如图1所示。值得注意的是温度低于每一个导线类型的热拐点时弧垂增加迅速，因为低于热拐点时，铝导电材料决定导线的热膨胀率。在热拐点以上，导线的热膨胀由承力芯控制。为了弥补铝合金导线的不足，国外研究学者研发了很多改良型钢芯铝绞线。

图1 不同种类的铝导线类型的典型热拐点

1.1 间隙型导线（GAP）

间隙型导线（GAP）是一种可抑制其热拐点、耐高温、低弧垂的特种导线。间隙型导线必须通过拉紧在张力塔间的导线承力芯钢丝来安装［6］。该预应力工序可能需要48 h或更长时间，并且需要特殊的装置和额外的架线工劳动时间，该导线热拐点位于或接近安装温度，此时的导线热弧垂仅仅由钢丝的热膨胀控制（钢丝的热膨胀系数大约是铝的一半）。然而，间隙型导线通常非常昂贵，且安装困难，要求专业的培训及工具、更多的现场施工时间。此外，该导线的承力芯几乎承受所有的载荷，其若断裂会缩回导线铝层内部，使得间隙型导线在现场的修复不可能。必须替换及安装张力塔间的整段间隙型导线，造成电力传输恢复的延迟。

1.2 铟钢芯铝绞线（INVAR）和铝基陶瓷纤维复合芯铝绞线（ACCR）

高温导线如铟钢芯铝绞线（INVAR）［7］及铝基陶瓷纤维复合芯铝绞线（ACCR）［8］，使用能够经受高温操作的铝—锆高温合金材料。这些导线通常有高的热拐点，常常达到甚至超过100℃，远远高于导线日常载流运行温度 （图1）。针对高温操作，INVAR和ACCR导线承力钢丝芯用薄的铝包层进行保护。然而，导线芯铝包层在预拉伸绞合过程中会经受高达190 MPa的张力，易造成振动疲劳损伤。薄铝包层不能有效支撑处于张力的导线芯，并使其紧缩最小化，导线的末端在导线芯中的张力释放前必须进行固定，承力钢丝芯应力释放后，所有的铝线会变得非常松弛。松弛的铝线及导线末端固定装置使得导线在制造及现场架线施工时难于处理。

1.3 钢芯软铝绞线（ACSS）

钢芯软铝绞线（ACSS）［9］的预张力处理偶尔被采用。ACSS导线处于电塔之间，在完成张力塔张力金具夹合工序之前对导线施加显著的张应力（载荷相当于40%的导线拉伸强度）数小时来完成。ACSS的预拉伸处理的确降低了热拐点及改善了热弧垂，然而ACCS拉伸中高的应力要求增加了电塔安全运行的危险性，尤其是线路改造项目中，老旧传输电塔隙保持并充填高温润滑油来协助满足钢芯与铝层在导线安装过程中必需的相对运动。

1.4 纤维增强高分子复合材料芯导线

纤维增强有机高分子基复合材料承力芯及退火铝绞线制作的导线在过去十年中获得广泛认可及应用，这些导线有来自CTC-GLOBAL公司的碳纤维复合芯铝绞线（ACCC）［5］，SOUTHWire 公司的 C7［10］，Nexans公司的 Low Sag［11］，及其他类似类型的导线［12-13］。 这些导线通常用碳纤维复合材料作为承力芯，承力芯与铝之间含有绝缘层以防止电耦合化学反应。目前该类导线基本上都用于旧线路的增容改造。通常这些导线不进行预应力处理，因为老旧电塔或许不能承受抑制导线热拐点所要求的高应力。当复合材料芯中的张力不足时，更易受到损伤。若承力芯受到部分损伤而外观又无法发现，导线断裂可能会被推迟几个月甚至几年，给电网的安全及可靠性带来严重威胁［4］。如果复合材料芯导线制造时能增加有效防止施工失误的结构，其承力芯处于大的预张应力，而其导电材料几乎不承受张应力，该导线会很适合于安全操作与安装，保证电网的安全可靠运行。

1.5 碳纤维复合芯导线

1.5.1 碳纤维导线

从2005年开始，国内多家研究院所开始了碳纤维芯复合导线的研发工作，主要有：远东电缆有限公司、中国电力科学研究院、华北电科院与河北硅谷合作开发、辽宁省电力公司与哈尔滨玻璃钢研究院（简称哈玻院）合作开发、常州鸿泽澜线缆有限公司、航天四院 43 所等［1，4，14］。 远东电缆与美国 CTC 合作生产，但核心部分由美国公司提供，价格较高，成为国内推广使用的障碍。中国电力科学研究院于2008年1月开始碳纤维复合芯导线研究工作，依托国家电网公司科技项目 “碳纤维复合芯扩容导线的研制开发”，项目研究成果总体上达到了国际先进水平［9］。华北电力科学研究院与河北硅谷化工有限公司合作自主开发了碳纤维复合芯导线，采用的是耐热铝合金圆线配合碳纤维复合芯，参照GB／T 1179—2008《圆线同心绞架空导线》标准的导线尺寸将钢芯替换成碳纤维复合芯，而铝绞线单丝参数不变，因此发挥了导线拉伸强度大、低弧垂、重量轻等部分特性，但没有为了提高载流面积而采用梯形软铝结构［1］。辽宁省电力公司与哈尔滨玻璃钢研究院合作开发了碳纤维复合芯导线，复合芯的研制由哈玻院负责，导线由沈阳供电公司电缆厂生产，其使用温度能达到160℃，并已在沈阳 66 kV 文桃线应用［15］。

碳纤维复合芯导线的施工中存在问题。1）长度在5 km内，须频繁转场，大大增加施工难度及费用；在环境恶劣、地形复杂的山地施工，如果没有适合的张力场，甚至面临无法放线的问题。不能连续放线成为碳纤维复合芯导线在长距离线路（包括超高压、特高压线路）上应用的瓶颈。2）由于ACCC弯曲度不能过小，以防止碳纤维复合芯损伤，牵引角度较大的耐张塔、直线塔均使用双滑车，在平衡开线时，用绳子将导线与钢丝绳捆扎，托住导线，防止尾线下垂角度过大。紧线时速度放慢，避免导线受到外部冲击受损。3）在冰冻环境下弧垂大。为保持弧垂避免电塔承受过度的架线张力，在导线第一次遭受冰载荷张应力下降后，有时需要调整导线张力来进一步改善弧垂。若这些导线施工前已具有低的热拐点，且对电塔没有高的预张应力处理要求，这些导线可被安装更高的位置而电塔无需承受更高的预张应力。4）碳纤维复合芯导线还未获得可靠的寿命年限 （估计为40 a）。在复杂的野外气象条件下长期运行，不排除由有机物构成的碳纤维芯是否会出现酸腐蚀、电化学腐蚀、疲劳断裂等不可预见事故的可能。碳纤维复合芯导线的运行维护、导线探伤、导线损坏修复等问题还需要实践积累加以解决。

1.5.2 连接金具

碳纤维复合芯导线是一种节能型增容导线，在电气、机械等诸多性能方面领先于普通钢芯铝绞线，具有非常突出的应用优势。其结构新颖，更有利于提高压接管、耐张线夹与导线的压接强度［2，16，17］。 由于碳纤维复合芯导线依靠承力芯承载，通常要求特别的金具来夹紧固定。耐张金具、中间接续金具与普通导线不同，压接及安装方法较普通导线有所区别，必须确保碳纤维复合芯导线在安装时没有任何损伤。在施工过程中，工艺复杂，施工质量要求高，尤其以金具压接最为突出，除需专用金具，还应特别注意不要损伤导线。导致运行时的备品备件、应急抢修等方面均存在一定的难度。

这些导线使用的金具成本有时高达整个工程造价的50%，对于电网成本控制有不利影响，尤其对费用敏感的工程，比如低压配电网应用。同时，碳纤维复合芯承力芯导线必须使用昂贵及特别的配件，如来自CTC-Global公司的夹头及外壳技术或来自AFL公司的压合接头铝衬套方式［18］。此外，碳纤维复合芯导线必须特别严格遵循架线温度及时间要求，尤其是分岔线路，造成安装过程复杂昂贵。若同相导线的架线施工张力及时间不同，每根导线可能具有不同的热拐点及在安装后同相导线会有不同的弧垂，甚至导致导线运行温度改变时发生短路。同时，ACCC导线需要特种金具（普通金具的5倍价格），施工需专业培训及施工指导 （普通导线的6~8倍价格），进一步规模应用系统方案成本降低势在必行，ACCC导线能解决上述问题，将有效促进该类产品在智能电网建设领域的发展和应用。

由于传统碳纤维芯棒存在抗剪切力差、金具且压接工艺复杂等缺点，造成了多起因施工工艺问题而导致的掉线故障。因此我国电网目前对碳纤维导线的选用持较为慎重的态度，在特高压电网尚无运行业绩。

2 新型铝包覆碳纤维复合芯导线特点及应用

2.1 铝包覆碳纤维复合芯导线特点

随着经济发展，获取线路走廊用地来建造新的电力传输配电网络变得越来越困难，所以采用高温导线相当必要。高温导线既能解决紧急需要时的大容量，同时又提供低线损，高能效。高压输电网和低压配电网都需要能够高温运行具有热拐点抑制的导线，而且导线热拐点抑制无需在电塔间对导线进行预张力处理，避免对输电铁塔的安全造成的影响。

铝包覆碳纤维复合芯导线结构见图2。这种导线通过确保导线中的承力芯处于预张应力而其足够多的导电体不承受张应力或处于压应力状态，在铁塔架线前无导线损伤（包括灯笼现象）来实现铝包覆碳纤维复合芯导线系统的省钱 （导线本身，安装，修复及金具），高输电容量及高能效，高温及冰冻条件下低弧垂，实现温度的变化几乎不影响弧垂的特性［19］。

铝包覆碳纤维复合芯导线不仅保持原有碳纤维导线重量轻、强度高、弧垂低等优点，还可优化碳纤维复合芯的机械性能，大幅提升其耐受剪切力的指标。由于碳纤维复合芯外部采用铝包裹层，其径向耐压性能和抗剪切力性能明显提升。因此新型碳纤维导线为连接金具的改进提供了可靠基础，降低了对连接金具的要求。通过进一步简化金具设计和施工工艺，解决了传统碳纤维导线存在的问题。确保特高压线路的安全运行，将大幅降低特高压线路的综合建设成本，对我国特高压电网建设和能源互联网建设具体重要意义。

图2 新型碳纤维导线结构

2.2 新型碳纤维复合芯导线特性

铝包覆碳纤维复合芯导线中的承力芯线/棒可为单股或多股的钢、铟钢、高强、特高强或超特高强钢、高温钢、非金属纤维增强金属基复合材料，碳纤维增强热塑性或热固性复合材料等其他纤维增强的复合材料。铝包覆碳纤维复合芯导线实施例适用于现有的多种导线类型，比如钢丝铝绞线（ACSR）；复合材料芯导线如ACCR（3M公司），ACCC（CTCGlobal公司），C7 （South Wire 公司），Low Sag （Nexans 公司），多股芯线 （Tokyo Rope公司）；钢丝软铝绞线（ACSS）及铟钢（Invar）导线。

铝包覆碳纤维复合芯导线有类似的其他导线类型的外径，但具有高强度及低电阻。铝包覆碳纤维复合芯导线在4个分布式导线选择中运行温度最低，其具有最高的容量 （几乎为铝合金导线AAAC的两倍）该层可用不同于导电层中的其他导电材料，例如，内层用铜，铜合金（包括铜微合金），导电层余下的部分用铝或铝合金；与承力芯的接触层用铝合金，退火铝或退火铝合金，而导电层其余部分用铝，铜，或其他类似的组合，如表1所示。

表1 同等导线面积的架空导线比较

铝包覆碳纤维复合芯导线进一步使复合材料导线能够安全施工及经久耐用，承力芯的外层包覆大大提高了承力芯的有效直径，减少了承力芯极度尖角的可能，避免了对包覆层内的承力芯过多的轴向压应力的发生。承力芯保留的大预张应力，特别是用纤维增强的单向复合材料承力芯，独特地有效抵消了由导线弯曲或尖角产生的承力芯轴向压应力，最小化或甚至消除了在这样的复合材料芯导线中的纤维屈曲损伤。包覆的承力芯导线可直接用传统的夹头固定，及常规的低成本工具施工。承力芯包覆密封表面极大提高了导线的耐腐性能，因为污染物质不能轻易进入导线，导线内的复合材料芯被有效屏蔽，阻止了氧或水气的进入及紫外线或臭氧的破坏影响（与现有的复合芯铝绞导线构造不同）。

基于导线热拐点的抑制，导线运行温度高于其热拐点时导电介质如铝不受张力 （或处于压力），导线具有优越的自阻尼性能，可承受高的架设张力，比如25%~40%RTS（相比目前较典型的10%~20%RTS架设张力）。这不仅减少了线路导线舞动的倾向（导线舞动对电力线路是非常有害的，由于不同地区有不同的原因，其非常难以解决），而且可获得最佳的导线离地高度，从而减少电塔的高度或增加电塔间的跨度来降低工程成本。紧凑的构造使绝大部分导电铝（如完全退火的）达到最大致密包装，与目前最佳的导线如ACCC相比，本导线可获得更高的充填率，使其具最高的输电容量及最小线损的更好能效。

2.3 碳纤维复合芯导线连接金具

传统碳纤维复合芯导线配套金具优点［17，19］：采用非导磁耐热铝合金、高强度不锈钢等材料为主要材料精制而成，传输电力容量最大增加1倍，能连续高温运行，最高工作温度可达180℃，具有结构新颖、设计科学、不产生电晕和降低无线电的干扰、导流性好、握力极高、节能环保、抵抗环境恶化和抗自然灾害能力强。适用于各种电压等级输变配电新建、改造等工程。

传统碳纤维复合芯导线配套金具缺点：造价成本高，是普通液压式金具的4~6倍；施工工艺复杂，施工作业人员要求严格；由于施工工艺特殊性，容易对碳纤维复合芯造成损伤，现场压接时施工作业人员劳动强度高，需要专业技术人员现场指导。

选择新型碳纤维复合芯导线配套金具时，主要从金具材质、压接长度、压力、保压时间4点对新型弹匣内复合芯导线配套金具论证。根据普通钢芯铝绞线使用的液压式连接金具的原理，铝材、Q235钢材、不锈钢三种材质从理论上均可满足压接需求。但是不锈钢材质刚性太强，压接不能够保证芯棒压接的安全，对芯棒造成损伤太大，故不在考虑之列。配套金具耐张线夹如图3所示。

图3 耐张线夹

从理论计算中表明可以使用普通钢芯铝绞线相同的液压式金具。主要需要考虑的为碳纤维复合芯导线在压接过程中不受到外力的损伤，影响碳纤维复合芯的抗拉强度。

较新类型的导线所用金具往往是昂贵的，因它需要考虑使用特殊昂贵的金具来无损伤地锁紧芯线［11，20］。铝包覆碳纤维复合芯导线中的承力芯已自然地被一层导电材料保护，其允许与传统的金具压接工艺相匹配，夹具直接压接于承力芯来实现机械载荷传递。相对于多元承力芯如C7中的复合材料承力芯，Tokyo Rope及ACCR类型导线，铝包覆碳纤维复合芯导线来避免多根承力芯之间的接触点过分承力而损伤是有利的。

2.4 应用分析

2.4.1 电网增容改造

输电线路增容改造通常的电压范围在110~500 kV，现有的电塔尽可能利用以减少工程成本及断电时间。线路改造可带电进行，改造过程中不需要断电。线路改造的主要重点是在现有的架空间距约束条件下及尽可能利用现有的基础设施来使输电线路容量最大化。铝包覆碳纤维复合芯导线对该应用是最适合的，包括最高致密度导线（几乎100%同心层，比典型的致密绞合导线93%填充率的还要高（CTCGlobal公司的ACCC导线），在正常操作条件下提供可能的最高容量（最低的电阻损耗）。在导线操作于高温的紧急载流运行情况下，铝包覆碳纤维复合芯导线特别适用，因其承力芯免于氧侵入及热老化，允许导线在其整个温度范围内长期运行。铝包覆碳纤维复合芯导线的同心包覆导线不存在传统导线在灯笼变形后的承力芯暴露于紫外线，潮湿，臭氧等环境下的负面影响。承力芯上的金属包覆层亦有效保护承力芯免于遭受来自这些环境因素的有害影响［10-11］。

铝包覆碳纤维复合芯导线中的铝不受张应力或处于压应力使其蠕变在导线中完全去除，架线后导线步入最终的弧垂状态（无蠕变效应，假设没有严重的冰载条件进一步降低热拐点）。这允许导线在电塔载荷极限内安装获得最大的架空间距 （最大化输电容量及应付极端冰载）。其亦显著简化了安装工艺及有效解决高温导线尤其是分岔导线中（美国PTTP电网［21］）的弧垂变化问题。可预测的低弧垂有助于电网有效管理其电力传输资产。

2.4.2 新建输配电网及线路

新建项目通常对材料及劳力成本（如导线成本，夹具成本及电塔成本）更敏感。一些新建项目针对长距离传输及特高压，必须控制电晕效应，最小化导线电阻及线损。

电力配电线路不涉及电晕效应，因其操作电压低于110 kV。导线可以是裸露或绝缘的。配电导线中电流密度通常是较高的（传输导线的2~4倍），线损及能效在配电网是非常重要的。导线、金具及安装的成本在配电线路中更重要。配电线路中通常有容量限制。对于60 Hz的交流线路，铝导线的集肤效应深度为16.9 mm，铜导线为8.5 mm。铝包覆碳纤维复合芯导线的包覆承力芯导线非常适用于配电线路网络中，充填率接近100%，最小化了电阻及线损而最大化了线路容量。由于承力芯预应力处理的结果，导线热拐点大幅降低，碳纤维复合材料承力芯几乎无热弧垂，甚至铝包覆碳纤维复合芯导线相关的钢芯承力芯导线的热弧垂亦是非常易控制的。致密配电导线相对较小的半径有助于导线卷绕到导线卷盘上，同时它又足够大，使导线中的承力芯免受误操作尤其是尖角的损伤。

2.4.3 特殊区域（超长跨度、重冰冻及重腐蚀地区）应用

跨江跨河及大跨度工程应用或严重冰冻地区需要高强高模量的致密导线。若该电力传输线路受到热弧垂的约束，则要求部分或整个热拐点的抑制。若传输线路弧垂架空距离受到冰载荷或导线重量驱使，铝包覆碳纤维复合芯导线则要求使用高强轻质的纤维增强复合材料承力芯，借助一部分或多数铝合金（例如铝锆合金，6201-T81）或铜及铜合金承载来降低弧垂，不承受预应力处理。对铝包覆碳纤维复合芯导线充分预应力处理使其接近设计冰载荷以便导线在高张力作用下具有最大架空距离。同时对电塔没有过度的机械张力载荷。承力芯预张力处理能够伸长至少0.1%，最好至少0.25%。微风振动在长跨度的应用中通常是危险的，使用导线的热拐点被大幅下降（如拐点降低超过30℃），降低拐点温度至微风振动最常在冬季发生的典型温度以下，把导电线的自阻尼最大化。

铝包覆碳纤维复合芯导线尤其适用于腐蚀和侵蚀地区。线表面完全封闭，没有通道供污染物，粗糙的砂子或颗粒进入导线内部。传统导线导电绞线间的间隙是容易的通道，导致电线内部腐蚀。对于金属性质的承力芯，包覆的导电材料完全将其与外界屏蔽使其免受腐蚀的影响。当铝包覆碳纤维复合芯导线应用对导线热拐点不敏感时，但要求与低成本金具匹配，且易于安装及修复，导线生产过程中的预应力处理步骤虽然不绝对需要但仍为可选及首选的，因为冰载荷或导线重量驱使的电路段导线应用通常选用铝合金，这会导致大幅抬高导线热拐点。适当降低热拐点使其低于日常的工作温度有助于应付微风振动及控制热弧垂以便处理的紧急情况时高输电容量要求。拐点没有过量的降低（即极度重冰事件发生的温度以上）以便遭受极度重冰袭击时，铝包覆碳纤维复合芯导线有铝合金部分承载来应付及控制载冰弧垂。

2.4.4 经济效益分析

为了降低成本，抵抗误操作及高容量（常温及高温下），铝包覆碳纤维复合芯导线 （表1中的新-铝New-Al）具有最佳高能效。铝包覆碳纤维复合芯导线有类似的其他导线类型的外径。但具有高强度及低电阻。铝包覆碳纤维复合芯导线在4个分布式导线选择中运行温度最低，其具有最高的容量（几乎为铝合金导线AAAC的两倍）及最低的线损。

表2 同等导线面积的架空导线比较

以美国为例［22］，假设批发电价为100 美元／MWh，铝包覆碳纤维复合芯导线与同等大小的碳纤维导线ACCC相比效率提高10%以上，与同等大小的铝合金导线AAAC相比效率提高25%以上。每年铝包覆碳纤维复合芯导线与同等大小的碳纤维导线ACCC相比每米节省大约1.85美元，与同等大小的铝合金导线AAAC相比由于线损降低每米多损耗6.8美元。对于重冰地区（如30 mm的冰），或导线有较长的跨度距离（如200 m），铝包覆碳纤维复合芯导线（铝锆合金）弧垂亦是最佳的。

3 结语

铝包覆碳纤维复合芯导线是新型的碳纤维复合芯导线，不仅有传统碳纤维导线（ACCC）的优点：重量轻，强度大，热弧垂小，低线路损耗，载流量大，良好的自阻尼特性，低风阻。而且可降低对连接金具的要求，具备更好的特性：耐腐蚀性能，安装安全和简昜，优越的热拐点抑制特性。因此可广泛适用于新、旧线路的增容改造和超/特高压线路，大幅降低特高压线路的综合建设成本，对我国特高压电网建设和能源互联网建设具有重要意义。

［1］何州文，陈新，王秋玲，等.国内碳纤维复合芯导线的研究和应用综述［J］.电力建设，2010，31（4）：90-93.

［2］谷俊秀，碳纤维复合芯铝导线国产金具的研制与应用［J］.电力建设，2009，30（12）：89-92，96.

［3］黄豪土.一种高导电耐热铝导线及其生产工艺：200910264966.5［P］.2009-12-16.

［4］黄礼平，张颖璐，李金福.碳纤维复合芯导线输送能力的试验和运行分析［J］.电力建设，2008，29（12）：44-47.

［5］刘斌，郑秋，党朋，等.铝合金在架空导线领域的应用及发展［J］.电线电缆，2012（4）：10-15.

［6］ISHIHARA H，WATANABE M，CHIYAJOU K，et al.Development of new type low sag conductor increased in capacity［J］.Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan B A Publication of Power&Energy Society，2008，122（12）：1 458-1 464.

［7］FIERS P，POHLMANN H.Method for laying overhead lines for high voltage overhead lines：EP2367247［P］.2011.

［8］ANDEDSON TL，DEVE HE，MCCULLOUGH C，et al.Fiber reinforced aluminum matrix composite：EP0833952A1［P］.1998.

［9］HIEL C，KORZENIOWSKI G.Aluminum conductor composite core reinforced cable and method of manufacture：US7211319 ［P］.2007.

［10］BARBEAU S，GUERY D，MARTIN M，et al.High voltage electric transmission cable：WO 2010089500A1［P］.2010.

［11］CTC Global.Engineering transmission lines with high capacity low sag ACCC conductors［R］.2011.

［12］HANDEL M.Conductor cable for electrical lines：EP 1821318A3［P］.2008.

［13］YOSHIMURA H，HIGHAM TJ，JARBOE HT，et al.Method of manufacturing a high strength aluminum-clad steel strand core wire for ACSR power transmission cable：US 7228627 B1［P］.2005.

［14］尤传永.架空输电线路新型重合材料合成导线的开发研究［J］.电力建设，2004，25（11）：1-6.

［15］黄伟中，叶鸿声.耐热铝合金导线在500 kV交流输电线路中的应用：国家电网公司电网建设新技术论坛论文集［C］.北京：中国电力出版社，2005.

［16］黄福勇，巢亚锋，王成，等.±800 kV复奉线连接金具温升异常原因分析及处理措施［J］.高压电器，2017，53（5）：175－180.

［17］吴国宏谷俊秀.高温低弧垂导线配套金具的试验研究［J］.电力建设，2005，26（4）：32-34.

［18］ADAMS H.Method of forming steel supported aluminum overhead conductors：US 3813772A［P］.1970.

［19］黄建平.降低热拐点的高能效导线及其制造方法：20553429.3［P］.2015-07-27.

［20］陈亚奎.±800 kV复奉线铝管式跳线接头滑移缺陷处理措施研究［J］．宿州学院学报，2013，28（6）：76-78．

［21］BRYANT D.A collet-type splice and dead end for use with an aluminum conductor composite core reinforced cable：US 7019217［P］.2003.

［22］HIEL C，KORZIENOWSKI G.Aluminum conductor composite core reinforced cable and method of manufacture:US 7368162 B2［P］.2002.

Research Status and Application of Aluminum-coated Carbon Fiber Composite Core Conductor

ZHANG Fangzheng
（State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250001，China）

The traditional carbon fiber aluminum conduct composite core wire （ACCC wire） has some comprehensive economic and technological advantages，such as low sag，large capacity and energy saving.These advantages gain acceptance of the global power grid，and the ACCC wire achieves large-scale applications.The ACCC wire is easily damaged during construction，and cannot be detected，which will be resulting in power failure and security risks.The application of carbon fiber composite core conductor is severely limited because of the special connection hardware，which needs complex process，high cost and cumbersome construction process.Compared with ACCC wire，aluminum coated carbon fiber composite core wire has advantages of large cross-sectional area，protection of carbon fiber core，not easy to breakage，low cost of connecting fittings，simple operation and convenient construction.It is helpful to construct safe，environmentally friendly and efficient ultra／high voltage transmission networks，and represents the future of the development trend of the carbon fiber composite core wire technology.

carbon fiber conductor；aluminium cladding；carbon fiber reinforced composite core；link fittings

TM211

A

1007－9904（2017）11－0058－07

2017-09-15

张方正（1960），男，高级工程师，主要研究方向为电气工程。