碳纖維導線施工典型缺陷及運行注意事項

碳纖維導線全名字叫做碳纖維復合型芯鋁絞合(ACCC)，該導線從上個世紀逐漸應用迄今僅有較短的十多年，有一定的運用工作經驗。碳纖維導線具備硬度高，重量較輕，彈性模具高，熱膨脹系數小，弧垂小，線損率小，電纜載流量大(容許溫度高)，抗腐蝕，使用期限長等的特性。尤其適用于濱?？h、礦山開采地域浸蝕硬度大、污濁抗壓強度高、導線易扇舞的應用自然環境。

該導線的發展趨勢環境是原來輸配電線路運輸工作能力已無法達到負載的持續增長，拆換為橫截面比較大、電纜載流量大的導線或新創建專線運輸刻不容緩。拆卸老舊的線路、更新改造塔桿再搭建新導線的傳統的方式成本增加，施工期長，或原來線路安全通道下征收土地艱難，造成新架線路將沒法應用原來線路安全通道，給電力網整體規劃和基本建設產生巨大艱難，一定水平的增強了工程預算并增加了開發周期;線路搭建全過程中的長期斷電，也巨大干擾了電力網的配電穩定性和機器設備可以用指數。為化解以上分歧，找尋一種既能運用原來線路安全通道又能較高程度上降低塔桿更新改造，與此同時還能大幅度提高線路運輸工作能力的建筑施工方式變成一發展方向，在這里情形下擁有碳纖維導線。

碳纖維導線有他的很多優勢，但也是有他的存在的不足，如絕大多數碳纖維導線碳纖維芯單芯(據統計，現在在發展趨勢碳纖維芯絞線)，工程施工中容易損傷，因在鋁絞內部，不適合發覺，損傷后對日后的運行會遺留下一點的安全風險。今日筆者就搜集的一些易發生的問題的實例與大伙兒做下共享，主要是工程施工環節的，并就運行中的一些常見問題做簡易表明。

★缺點種類1：表層毛邊

狀況詳細介紹：

某500kV空架電力線路擴容更新改造，將原鋼芯鋁絞線拆換碳纖維導線。在裝修施工時，碳纖維導線導線交貨后，開展新房開盤工程驗收發覺導線表層起毛邊。如下圖：

▲ 毛刺

根本原因：

廠家生產生產過程中加工工藝存有缺陷，導致導線表層發生毛邊。

導致不良影響：

線路投用后會導致電暈放電和靜電感應狀況。

提議：

物資供應交貨后應逐盤開展工程驗收。

★缺點種類2：斷股

狀況詳細介紹：

某500kV空架電力線路擴容更新改造，將原鋼芯鋁絞線拆換碳纖維導線。在架線工程施工時，發覺導線有斷股，該斷股處未發現工程施工承受力印痕。如下圖：

▲斷股

根本原因：

廠家生產生產過程中加工工藝存有缺陷，造成在出廠時導線就發生斷股。

導致不良影響：

線路投用后會造成散股及其拋股的狀況。

提議：

物資供應交貨后應逐盤開展工程驗收，三跨段應關鍵工程驗收。

★缺點種類3：“小燈籠”、起包

狀況詳細介紹：

某220kV輸配電線路擴容改建工程，將原1× LGJ-400/35 型鋼芯鋁絞線導線拆換為1×JRLX/T-400型碳纖維導線。在架線工程施工流程中發生導線“小燈籠”、起包狀況。如下圖：

▲“小燈籠”、起包

根本原因：

碳纖維導線是由里層碳纖維芯和表層鋁錢絞合而成，碳纖維導線在展放或縮緊的歷程中，因為張力的作用，碳纖維導線表層的鋁錢會產生“應力松弛伸展”(鋁錢各股中間會出現間隙，承受力使導線各線股中間靠的變緊，間隙縮小，盡管導線長短為變，但整支導線伸展了)，里層碳纖維芯軸因為抗壓強度高，形變量小。表層鋁錢與里層碳纖維芯軸會產生相對性的移動，當滑移接到阻攔時或一側耐張線夾鉚壓進行后，會造成碳纖維導線表面鋁股發生“小燈籠”(起包)。

導致不良影響：

(1)碳纖維導線鋁錢發生“小燈籠”(起包)，針對運行中的線路，一般無法修補，鋁錢疏松后也造成碳纖維芯長期性裸露在空氣中，假如運行艱苦環境，對碳纖維芯不好;

(2)鋁錢發生“小燈籠”(起包)，因為運行全過程中支撐力的轉變，會使表層各層鋁錢承受力不勻稱，造成鋁錢斷股。

提議：

(1)每個導線生產廠家的在生產過程中的性能指標不一樣，會造成制成品導線的絞合緊松水平不一樣，在工作前要開展生產廠家安全技術交底，嚴格執行生產廠家的安全作業規定展放縮緊導線;

(2)在緊線掛線的作業流程中應采用專用型預絞式耐張專用工具，降低拉頭和卡線器的應用，防止出現應力的狀況;

(3)大耐張段工程施工流程中，在緊線畫印前，在達到耐張段線長的情形下，應將緊線側導線余線開拆斷再緊線，使“應力松弛伸展”的鋁錢盡量在分斷處走掉。

★缺點種類4：斷線

狀況詳細介紹：

某220kV輸配電線路擴容更新改造，將原 2 × LGJ-300/25 型鋼芯鋁絞線導線拆換為240/30 雙瓦解碳纖維復合型芯鋁絞合導線。在架線工程施工流程中產生斷線，均為選用上空過線的導線在掛線后從耐張線夾的鉚壓區域內(支管周邊)破裂。如下圖：

▲斷線

根本原因：

通過有關實驗、解剖學斷線耐張線夾等方法核實斷線緣故，從實驗結果剖析，關鍵存有碳纖維導線的碳芯切向交流耐壓試驗不過關問題。國家行業標準GB/T 29324-2012、國家電網規范Q/GDW 1851-2012均規定切向抗壓規范為“提取長短不小于100mm的復合型芯軸，以1mm/min至21mm/min載入速率穩定載入至毀壞，復合型芯軸應承擔不小于30kN的工作壓力，其端部應不裂開和蛻皮”)，但實驗的碳纖維導線不符合此項規定，該型號規格導線的經銷商本身生產制造的碳纖維芯沒法做到規范規定，現階段國家標準中有關炭棒的切向交流耐壓試驗規定，中國絕大部分的廠商僅有Φ7.5及以上的規格型號炭棒能達到，對Φ6的炭棒開展切向交流耐壓試驗難以做到試樣為100mm不小于30kN的規定。綜合性有關實驗結果和調研狀況，剖析斷線緣故關鍵聚集在鉚壓全過程中很有可能存有過電壓和別的鉚壓加工工藝問題，及其導線質量問題。

導致不良影響：

斷線

提議：

碳纖維導線在工程施工流程中應嚴格遵守《碳纖維復合型芯空架導線施工技術及工程驗收技術規范(實施)》中的相應要求。

★缺點種類5：兩側劃傷

缺點敘述：

某500kV輸配電線路擴容更新改造，將原 LGJ-400/35 鋼芯鋁絞線導線拆換為JLRX/F2A-460/40-26碳纖維導線，線路竣工驗收全過程中發覺導線損壞、裂縫。如下圖：

▲兩側劃傷

根本原因：

導線在運送、展放全過程中被銳利物碰擦后造成碳纖維表層軟鋁劃傷、蹭傷。

導致不良影響：

危害外型品質，還會繼續造成電暈放電，比較嚴重時導線會燒灼，乃至造成斷線安全事故。

提議：

物資供應交貨后應逐盤開展工程驗收、導線展放后應逐檔開展工程驗收。

★缺點種類6：散股

缺點敘述：

某500kV輸配電線路擴容更新改造，將原 LGJ-400/35 鋼芯鋁絞線導線拆換為JLRX/F2A-460/40-26碳纖維導線，線路竣工驗收全過程中發覺導線跑股。如下圖：

▲散股

根本原因：

導線在展放全過程中通過滾輪時易展放視角過小或滾輪型號規格不配對造成壓線時遭受壓擠而松股;導線展放進行后，配件安裝時提線太緊擰曲導線造成松股。

導致不良影響：

危害外型品質，還會繼續造成電暈放電，比較嚴重時導線會燒灼，乃至造成斷線安全事故。與此同時也會危害導線抗壓強度。

提議：

物資供應交貨后應逐盤開展工程驗收、導線展放后應逐檔開展工程驗收。

★缺點種類7：損壞

缺點敘述：

某500kV輸配電線路擴容更新改造，將原 LGJ-400/35 鋼芯鋁絞線導線拆換為JLRX/F2A-460/40-26 碳纖維導線，線路竣工驗收全過程中發覺在預絞絲尾部有圓形損壞印痕。如下圖：

▲損壞

根本原因：

一是導線預絞絲捆扎時較終幾支不容易到位，選用螺絲起子等專用工具起撬時刮傷，二是預絞絲捆扎后發覺部位不對再度拆卸預絞絲時工程施工維護不及時損害導線。

導致不良影響：

危害外型品質，還會繼續造成電暈放電，比較嚴重時導線會燒灼，乃至造成斷線安全事故。與此同時也會危害導線抗壓強度。

提議：

應關鍵加強對預絞絲周邊導線的工程驗收工作中。

★歸納

■ 根據以上3個工程項目7類缺點歸納，發覺了下列兩層面問題：

　　1.碳纖維產品質量問題，因為生產廠家未嚴格執行相對應技術規范標準生產加工，造成商品一部分主要參數不過關，給工程施工全過程乃至運行中提供了不能預計的安全隱患。

2.施工技術欠佳問題，一部分施工方依然選用的是傳統式導線的作業方式，造成碳纖維導線起包、斷股乃至斷線。

以上2個問題給運行之中了一定的安全風險，尤其是質量問題，根據現階段的實例看來，主要是炭棒不符合標準規定，殊不知炭棒是承力一部分，不過關的炭棒必然導致導線物理性能降低，就算施工技術優良，運行全過程中碰到欠佳工作狀況，也非常容易產生斷線安全事故。

■ 做為運行企業，在碳纖維的應用層面必須留意下列幾層面事宜：

1.因為碳纖維導線盡管發展趨勢十多年，但在項目中應用很少，運行工作經驗缺乏，關鍵追趕、大跨越不建議選用碳纖維導線，可挑選同樣載流工作能力的鋁合金型材芯高導電率鋁絞線。

2.嚴格初設核查，尤其是擴容新項目，務必要有詳盡的導線投標計劃方案，謹慎采用碳纖維導線。對明確應用碳纖維導線的工程項目，掌握設計方案企業所供應的碳纖維導線的精準定位溫度及其較大容許溫度，掌握相匹配的導線弧垂特點，及其導線射頻連接器采用方法等。

3、因為關鍵追趕一旦發生問題，危害很大，為了更好地關鍵追趕所屬耐張段可以可以信賴運行，關鍵追趕正常情況下不可應用碳纖維導線，可選用同樣載流工作能力的鋁合金型材芯高導電率鋁絞線。

4.嚴格遵守《碳纖維復合型芯空架導線施工技術及工程驗收技術規范(實施)》，把握施工方的鉚壓加工工藝，抽樣檢查鉚壓品質，500kV線路搞好逐檔布線，220kV線路采用無人*行器沿途照相等方法，搞好中間商及完工階段工程驗收，把好驗收關。

5、對施工方在工程施工流程中與碳纖維導線有硬觸碰的地區，例如卡線器卡在導線上的部位等，明確提出印痕紀錄規定，防止出現問題后產生踢皮球。

6.針對已投用的碳纖維線路，維修全過程中盡量減少應用qq飛小組出線，避免出現鋁股形變，與此同時適度備一些適用碳纖維導線斷股的高溫預絞式修補條。

7、探尋可以檢驗芯軸損壞的好用方式，因芯軸現階段為單芯，從損壞逐漸到斷線，暫未合理的監測方式，因此，探尋合理的檢驗方式，把握炭棒損壞發展趨勢的規律性，刻不容緩。

8、提倡碳纖維導線運行全使用壽命周期時間核心理念，從運行之際，把握運行狀況，評定運行情況，推論剩下運行時間，也是極其重要的一個問題，由于碳纖維導線一旦進到性命后期，對運行企業來講就等同于炸彈，因此，提議從全使用壽命時間的視角考慮到，把握碳纖維導線的較好運行時間，為后面拆換給予強勁適用，防止出現重要常見故障后再次拆換。

碳纖維導線做為新式導線，針對擴容更新改造具備很好的實際效果，預估未來經濟內，年久線路在開展擴容更新改造將大批應用，但因為現階段缺乏運行工作經驗，針對該類商品，運行企業一般持傳統心態，由于斷線等問題會給運行企業產生較大的安全性工作壓力。