碳纖維引導輸電革命

-碳纖維引導輸電革命
在山東大學千佛山校區一片靜谧碳纖維的 小樹林後，有一個頗顯神秘的山東省碳纖維工程技術研究中心。就是在這裏，誕生了我國具有自主知識産權的高性能碳纖維複合芯導線芯棒，其不僅突破了西方技術 壁壘封鎖，而且已成功實現了産業化，引領了我國輸電領域的新革命。在今年2月份召開的山東省科學技術獎勵大會上，由該中心副主任、山東大學材料科學與工程 學院教授朱波等完成的該成果，獲得了2011年度山東省科技進步一等獎。

　　“碳纖維複合芯導線已經被國家電網公司列入重點推廣技術目錄，如今許多大企業紛紛前來與我們開展合作，生産的碳纖維複合芯導線已在多地挂網運行，碳纖 維複合芯導線由此完全實現了國産化，不僅將大大推動我國電力技術的發展，而且將帶動我國碳纖維行業的快速健康發展。”朱波語氣中難掩興奮和自豪。

　　“小産品”有“大智慧”

　　“你看，就是這個貌似不起眼的産品，卻有著極高的技術含量，在我們研發成功之前，國內用戶都要向美國等發達國家購買。”在山東大學碳纖維工程技術研究 中心實驗室裏，朱波拿起一段鋁絞線纏繞的碳纖維複合芯導線介紹說，該導線中間黑色的芯棒由耐高溫改性樹脂基與高性能碳纖維複合材料制成，與傳統的鋼芯輸電 線路相比，碳纖維複合芯導線具有強度高、重量輕、導電率高、耐高溫、耐腐蝕等技術優勢，既能夠用于提高輸送能力，又可有效提高線路安全運行水平。

　　碳纖維複合芯導線的生産過程主要包括3部分，即碳纖維原絲及碳纖維絲的制備、碳纖維複合芯的生産和碳纖維複合芯鋁絞線的生産。目前，山東大學碳纖維工 程技術研究中心經過技術攻關，已經研制成功一系列適用于碳纖維複合芯導線的生産材料、工具及施工技術，並正迅速進入推廣應用階段。

　　碳纖維複合芯導線芯棒的抗拉強度分別是一般鋼絲和高強鋼絲的2。1倍和1。85倍，更適合大跨度輸電線路的架設。由于碳纖維複合芯材料的比重約爲鋼的 1/5，在相同的外徑下，碳纖維複合芯導線的重量比常規鋼芯鋁絞線輕10%-20%。在高溫下，碳纖維複合芯導線弧垂不到鋼芯鋁絞線的1/10，能有效減 小電力杆塔塔頭高度，提高導線運行的安全性和可靠性。

　　由于碳纖維複合芯導線不存在鋼絲材料引起的磁滯和渦流效應，複合芯的非磁性體結構，解決了傳統導線的渦流損耗，在輸送相同負荷的條件下，具有更低的運 行溫度，因此可以減少輸電損失約6%。因碳纖維導線可以連續在高溫條件下運行，故其載流量可達到常規導線的兩倍左右；而其耐高溫特性也使得冰雪附著力極 差，從而可以有效提高輸電線路的抗冰雪能力，提高並改善電路的安全和可靠性。

　　“使用碳纖維複合芯導線還可以降低線路的改造成本。”朱波說，其高強度、重量輕和低馳度特性可使輸電杆塔高度降低，同時可使鐵塔結構更趨緊湊，節省杆 塔用量20%，實現倍容輸電，在架設高壓走廊時可以大面積節省土地占用。另外，對于舊線路改造只需要更換導線，可以大大縮短施工工期，節省線路綜合造價約 30%。

　　經山東省科技廳鑒定，該碳纖維複合芯導線的主要技術指標已全面超越美國CTC公司，其應用水平已達到國際領先水平，並獲得了5項國家專利。



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