1. 全铝合金导线
目前在西欧、北欧、北美、日本、南亚等国家,铝合金导线作为架空输电线路已广泛应用,但我国目前应用量还不到1%。全铝合金导线与目前普通采用的钢芯铝绞线(ACSR)相比,具有弧垂特性高、耐腐蚀、表面耐损伤、伸长率大、线损小以及抗蠕变性能好等优点。
2. 耐热铝合金导线
上世纪60年代日本研制了耐热铝合金导线,其连续运行温度及短时允许温度比常规ACSR要提高60℃,分别为150℃和180℃,从而大大提高了输电能力。耐热铝合金是由EC级铝、少量锆和其他元素组成,具有较高的重结晶温度,所以耐热铝合金连续工作温度可达150℃,载流量可提高1.4~1.6倍。同时加锆对改善导线的耐软化性和耐蠕变性有显著的效果。为减少电腐蚀,钢芯采用铝包钢。
3. 倍容量导线
倍容量导线也叫超耐热铝合金导线。该导线除具有耐热铝合金导线的优点外,最大的特点为导线允许温度可达230℃,载流量提高约2倍;导线钢芯采用铝包INVAR线,显著地限制了导线弧垂。倍容量导线的线径、质量、张力、弧垂等特性与常用的ACSR基本相同,所以线路改造时,原有杆塔、基础可完全利用。
4. 新型复合材料合成芯导线
随着材料技术的不断进步,20世纪末人们尝试用有机复合材料代替金属材料制作导线的芯材,开发出了新型复合材料合成芯导线。这种导线充分发挥了有机复合材料的特点,与目前各种架空导线相比,具有重量轻、强度高、热稳定性好、驰度低、载流量大、耐腐蚀的特点,从节能、节地、节材、环保、提高输电能力等方面看,具有很好的应用前景,特别适用于老线路的改造。
20世纪90年代日本开发了复合材料合成芯导线,产品分为碳纤维芯铝绞线(ACFR)和耐热碳纤维芯耐热铝合金绞线(TACFR)两种,前者在实际线路试验了4年多。复合材料芯线主要由碳纤维和热硬化性树脂构成。用12000根直径为7μ的PAN系碳纤维涂上未硬化的热硬化性树脂绞在一起,在缠上有机纤维形成一根股线,然后用7根股线绞成合成绞线。再经过最后的热处理使树脂完全硬化,最后形成复合材料芯线。复合材料芯线质量是常规钢芯的约1/5,线膨胀系数约为1/12。试验证明,这种新型复合材料芯导线的抗拉强度远远超过了ACSR,在常温下的应力——伸长特性呈现弹性体,没有塑性变性,破断时的伸长量比钢绞线小,约为1.6%。耐热性基本与ACSR相同。
美国新型复合材料合成芯导线开发研究较为成功的是CTC公司,2003年该公司又推出了型号为ACCC的复合材料合成芯导线——碳纤维复合芯铝绞线。它的芯线是由碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的单根芯棒,碳纤维采用聚酰胺耐火处理、碳化而成;高强度、高韧性配方的环氧树脂具有很强的耐冲击性、耐抗拉应力和弯曲应力。将碳纤维与玻璃纤维进行预拉伸后,在环氧树脂浸渍,然后在高温模子中固化成型为复合材料芯线。芯线外层与邻外层为梯形截面铝线股。导线已完成常规的型式试验,具有良好的机械特性和电气特性。于2004年8月在德克萨斯州的实际线路上安装了3.22km,开始为期2年多的各种现场试验。
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