1、碳纤维导线的结构
碳纤维复合导线(ACCC-Aluminum Comductor Composite Core)是最早由美国、日本等国家开发的一种新型导线,主要用于航天设备及空间站。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,其外层与邻外层铝线股为梯形截面,是一种性能优越的新型导线,
碳纤维导线分为碳纤维棒芯铝绞线和耐热碳纤维棒芯铝合金绞线;其结构和常规钢芯铝绞线相同。
2、技术特点
强度高
一般钢丝抗拉强度1240MPa,高强度钢丝抗拉强度1410MPa,而碳纤维导线抗拉强度2399MPa,分别是前两者的1.9和1.7倍。抗拉强度的明显提高可增加杆、塔之间的跨距,降低工程成本。
碳纤维导和钢芯铝绞线相比较有显著的低弛度特性:
导 线 |
弛度/mm |
张力/KN |
||||
26.1℃ |
183℃ |
变化量 |
26.1℃ |
183℃ |
变化量 |
|
403mm2ACSR |
236 |
1422 |
1186 |
3566 |
622 |
-2944 |
517mm2ACCC/TW |
198 |
312 |
114 |
3745 |
2471 |
-1274 |
3、相关测试记录举例
例:测量档号: #5 ~ #6。
(1)冬季试验:测量档距 289 米;环境气温:上午阴5℃,下午阴10℃。
3-1 冬季试验现场监测记录
时 间 |
电流值(A) |
导线温度(℃) |
弧垂值(m) |
10:10 10:20 10:30 10:45 10:55 11:05 11:15 13:00 13:10 13:30 14:10 14:45 15:10 15:15 15:30 16:00 |
0 274.2 452.4 505.7 778.1 732.4 711.4 744.7 738.9 737.7 722.5 718.4 468.2 296.5 213.9 0 |
5.0 6.1 7.9 14.9 32.5 30.8 35.6 46.7 46.9 48.7 44.1 40.4 21.6 17.5 12.1 9.2 |
4.06 4.28 4.44 5.17 6.55 6.49 6.62 6.84 6.85 6.86 6.82 6.80 6.02 5.75 4.62 4.16 |
(2)夏季试验:测量档距 289 米;环境气温:上午阴28℃,下午晴32℃。
3-2 夏季试验现场监测记录
时 间 |
电流值(A) |
导线温度(℃) |
弧垂值(m) |
9:30 10:00 10:30 10:50 11:00 11:15 11:30 13:00 13:30 13:50 14:20 14:45 15:05 15:30网 16:00 |
543.8 560.8 755.9 740.7 708.4 685.6 646.3 743.0 765.8 781.7 788.1 795.7 421.3 591.2 282.4 |
32.0 32.2 49.8 49.3 51.8 51.1 47.4 49.4 51.4 56.0 56.4 56.8 38.6 42.4 30.5 |
6.59 6.62 6.88 6.85 6.92 6.87 6.75 6.87 6.88 6.96 6.97 6.98 6.63 6.70 6.55 |
经复核线路断面,温度变化下现有的各种交叉跨越设施均满足安全限距的要求。
4、碳纤维复合芯导线单丝性能表
单丝性能 |
符号 |
碳纤维合成芯导线
|
|
|
|
铝线 |
碳纤维芯 |
直 径 |
mm |
4.16 |
5.97 |
强 度 |
N |
805 |
70000 |
导 电 率 |
%IACS |
63 |
0 |
延 伸 率 |
% |
20~30 |
|
线密度 |
kg/dm3 |
2.703 |
1.935 |
线膨胀系数 |
10-6/℃ |
23 (0--200℃) |
1.6 (15--200℃) |
5、 碳纤维合成芯导线参数表
序号 |
参 数 |
符 号网 |
导线 |
1 |
规格 |
|
Linnet 431kcmil |
2 |
标称截面 |
mm2 |
218 |
3 |
铝线数量 |
|
16 |
|
碳纤维芯数量 |
|
1 |
4 |
计算截面 |
mm2 |
246.4 |
|
铝线 |
mm2 |
218.4 |
|
碳纤维芯 |
mm2 |
28 |
5 |
碳纤维芯直径 |
mm |
5.97 |
|
整根导线直径 |
mm |
18.29 |
6 |
导线质量 |
kg/km |
655 |
|
芯质量 |
kg/km |
52 |
备网 |
铝质量 |
kg/km |
603 |
7 |
额定强度 |
kN |
72.46 |
8 |
弹性模量 |
MPa |
66300 (拐点温度以下) 12932 (拐点温度以上) |
9 |
线膨胀系数 |
10-6 × 1/℃ |
13 (拐点温度以下) 1.65 (拐点温度以上) |
10 |
塑性及蠕变伸长 |
×10-4 |
5.12(25%RTS) |
11 |
最小弯曲半径 |
mm |
549 |
碳纤维复合芯热老化试验值表
试验温度(℃) |
试验时间 |
拉断力(kN) |
与计算拉断力百分比 |
160 |
400 h |
72.2 |
100% |
180 |
400 h |
67.7 |
93% |
200 |
50 h |
69.2 |
96% |
200 |
200 h |
68.7 |
95% |
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