淺析碳纖維復合芯導線電線電纜的發展

于文川+董珊珊

【摘要】 隨著科學技術和電線電纜行業的快速發展，碳纖維復合芯導線顯著的優勢，使其成為輸電導線的最佳選擇。本論文主要介紹碳纖維復合芯導線的發展現狀和存在的問題，并對其發展前景進行了展望。

【關鍵詞】 電線電纜 碳纖維復合芯導線 發展現狀 發展展望

一、引言

隨著社會的快速發展，電網中輸電線路輸送能力不足，已經不能承受傳輸容量快速擴容的需求。由于過重的負荷造成的斷電、停電故障，甚至引起火災的情況頻頻發生，電力工業進入了“技術瓶頸”階段。

為了解決這個電力傳輸問題，各國不斷探索新型的輸電導線代替傳統的輸電導線。碳纖維復合芯導線與傳統的輸電導線相比，能夠突顯電力傳輸的節能、環保與安全等方面的優勢[1]。

二、 國內外碳纖維復合芯導線的發展現狀

2.1 國外發展現狀

目前，國際上美國和日本的碳纖維復合芯技術比較成熟。20世紀90年代，日本研發出新型的碳纖維芯導線，并成功在線路上試用。2003年，美國CTC公司研發出碳纖維復合芯導線，2004年首次投入商業運營。目前，日本和美國對碳纖維復合芯導線的研究比較成熟，擁有頂尖的技術。但由于美國和日本實行技術壟斷，導致向第三國家輸出的電纜導線產品的價格十分昂貴。

2.2國內發展現狀

遠東控股集團有限公司在2005年與美國CTC公司簽署了關于碳纖維復合芯導線研發的戰略合作協議，首次將碳纖維復合芯技術引進國內，為國內電線電纜行業的發展做出了巨大的貢獻。2009年，河北硅谷與華北電力科學研究院共同研究出碳纖維復合芯導線，并首次在國內500 kV電壓等級電路中掛網試運行；遼寧電力公司于哈爾濱玻璃鋼研究院共同合作研發的碳纖維復合芯成功應用在66 kV 文桃線上[2]。

隨著電纜行業的不斷發展，越來越多的企業對碳纖維復合芯導線進行研究，并對技術不斷地改進，取得了較為理想的成果。因此，碳纖維復合芯導線應用在輸電線路的改造工程、輸電線路的新建工程等[3]。與此同時，碳纖維復合芯導線能夠減輕自然災害對輸電線路的破壞。

三、碳纖維復合芯導線電線電纜存在的問題

我國對碳纖維復合芯導線的研究相比國外較晚，專業技術相對薄弱。國內該產品進口量較大，價格偏高。隨著電纜行業的發展，國內碳纖維復合芯導線行業技術逐步發展，但仍不能夠滿足國內電網的需求。

3.1技術問題

目前，國內電線電纜行業“三缺兩多”的情況非常嚴峻。“三缺”即缺少資金、人才、技術；“兩多”即產能過剩、設備過剩。美國和日本開發碳纖維復合芯的技術壟斷，而國內的碳纖維復合芯技術還在不斷的探索中，雖然有幾家大型企業批量生產，并在國內掛網運行，但還有需要改進的方面。中國電纜行業技術的不斷改進，不僅需要公司技術研究人員的不懈努力，同時也需要加強企業與科研研究單位的戰略合作。

根據河北省產品質量監督檢驗院（國家特種電纜產品質量監督檢驗中心）每年對電纜產品檢測的情況，可以看出，目前，碳纖維復合芯導線技術仍未普及至一些中小型電線電纜公司，這也是其無法在全國內廣泛使用的原因之一。

3.2 施工中的問題

碳纖維復合芯導線電線電纜的安裝使用過程對施工人員的要求較高，這是因為碳纖維復合芯和外層的鋁絞線之間的膨脹系數相差較大，導致其在施工過程中容易與鋁層之間發生滑移現象[4]。

碳纖維復合芯導線電線電纜不僅要求技術要先進，而且對施工員工的素質要求極高，因此建議加強廠家對生產技術進行審查，以及對電線電纜的產品型式試驗加大抽檢力度，加強質量檢測。

四、碳纖維復合芯導線電線電纜的發展前景

目前，碳纖維復合芯導線的出世可以看作為架空輸電導線的一場革命，成為了替代傳統輸電導線的最佳選擇，具備質量輕、弧垂小、模量高、耐高溫、膨脹系數小等優點，成功實現了電力傳輸的環保、安全與節能等優勢[5]。由于傳統的輸電導線輸電能力不足，在線路改造過程中投資較高，因此發展新型的輸電導線已經成為一種必然趨勢。

國內企業及科研機構應該不斷改進碳纖維復合芯導線技術，擁有相關的知識產權專利，進而可將技術授權企業，使其碳纖維復合芯電線電纜應用于全國范圍內。在未來的發展階段，碳纖維復合芯導線將會成為國家電網電力輸電導線的主力。

參 考 文 獻

[1] 張國光. 碳纖維復合芯導線在電力傳輸線路上的應用[J]. 河南電力，2007，4：56-57，64

[2] 何州文，陳新，王秋玲，張卓. 國內碳纖維復合芯的研究和應用綜述[J]. 電力建設，2010，31（4）：90-93

[3]朱愛鈞，尤志巍，張錦秀. 碳纖維復合導線在上海電網應用前景初探[J]. 華東電力，2007，35（10）：93-95

[4] 李俠. 碳纖維復合導線在架空線路工程中的研究和應用[J]. 科技創新導報，2014，4：124

[5] 尤傳永. 增容導線在架空輸電線路上的應用研究[J]. 電力設備，2006，7（10）：1-2