复合电缆芯的研制与性能测试

《复合电缆芯的研制与性能测试》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：蔓圣通趣Et期：关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩

2、印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：靴导师签名：论文作者签名：曼臣娄勉导师签名：日期：丝幽山东大学硕士学位论文1．绪论1．1引言我国是个缺电的国家，发电业发展滞后，近年来，随着国民经济持续快速增长，国内(尤其是华东、华北和南方等经济发达地区)用电负荷急剧攀升，供电形势日趋严峻，输电业的弊端也凸现出来，输电线路已不堪承受传输容量快速扩容的需求，由于超负荷造成的停电、断电故障频频发生，电力传输成为电力工业发展的”瓶颈”，电网建设已滞后于经济的发展，加速电网建设的呼声也越来越高。这种情况在美国

3、同样存在，1980年，电力输送容量相比电力需求仅有轻微增长，然而到了1990年，电力需求已经超过了电力输送容量【l】。毫无疑问，增加新的．输电线路就能输送更多的电能，而建设新的输电线路不仅投资巨大，建设周期长，而且在用地紧张的经济发达地区开辟新的线路走廊难度很大，该方法一般只能用于十分必要的线路建设。在老线路上增加导线的截面积(同时增大了直径和重量)可增大输送电能，但需要改造铁塔以提高塔头的高度和强度，甚至更换铁塔。虽然可以增加线路的输送容量和利用原有线路路径(即不增加用地)，但仍需较大的投资，一般须经严格计算后，在其他方法难以解决时才使

4、用。因此，如何提高现有架空输电线路的单位走廊的输送容量，已成为确保电网安全、经济、可靠运行的一个迫在眉睫的突出问题。架空输电导线作为输送电力的载体，在输电线路中占有极为重要的地位。长期以来，电力部门输电线路使用的架空导线主要是钢芯铝绞线(Aluminumconductorsteelreinforced，ACSR)，这种导线以镀锌钢绞线为芯部，主要起承力作用，在其外边绞上导线起导电作用12-41。这种输电线路受到输送容量热稳定限额的限制：当通过架空线传输的电流增大时，架空线温度升高，钢芯被加热时伸长开始加剧，承载能力下降，并开始产生弧垂，过

5、热时(>loo℃)这种弧垂会使得电缆下垂至低于设计安全水平，可能会引发安全事故。在2003年8月14日，美国东部及加拿大电力中断，就是由于输电线弧垂碰到树的顶部而导致线路短路，断路开关立即切断这条线路，但电流被分配到其他线路上从而导致了过载【5】，而钢芯本身的重量也会引起弧垂，弧垂问题极大地影响了电网供电能力；又由于使用的是钢芯，腐蚀问题也不可避免。山东大学硕士学位论文不改变原输电线路路径，也几乎不必改造增强铁塔，只需要更换新型导线，这种新型导线与原线路所使用的导线有着相同或十分相近的力学性能，在更换新的导线后，线路就能输送更多的电能，达

6、到线路增容的目的。无疑这是最具吸引力的，为此各国的科技工作者不断地努力寻求理想的架空输电线路用导线，以取代传统的各种导线，如为提高防腐性能开发的铝包钢芯铝绞线；为提高强度开发的钢芯铝合金绞线、全铝合金绞线、铝包钢芯铝合金绞线等；为提高导线耐热性能和输送容量开发的各种耐热铝合金导线；为降低导线弛度开发的用殷钢芯代替普通钢芯的低弛度导线等【6．9】；并研制出了一种自承式铝绞线(AluminumConductorsteelsupported，ACSS)，与ACSR相比较有如下优点：ACSS可以在200℃的高温下连续运行而不会产生伤害；在相同载流

7、量、相同张力的情况下，ACSS产生的弧垂小，抗风蚀能力强【10,11】。但上述导线并未从根本上解决弧垂问题，弧垂仍然是限制传输线路容量增加的主要因素，而导线的芯的问题更是其中的重中之重。因此20世纪90年代以来，人们尝试用有机复合材料代替金属材料来制作导线的芯材，并已开发出几种复合材料合成芯导线。这些新型导线充分发挥了有机复合材料的特长，与钢芯导线相比，新型复合芯导线重量更轻，强度更大，热膨胀系数更小，弹性系数更高，导电性能更好，且耐腐蚀、线损低。1．2关于复合材料1．2．1材料的发展与人类社会的进步材料是人类社会进步的物质基础和先导，是

8、人类进步的里程碑。综观人类发展和材料发展的历史，可以清楚地看到，每一种重要材料的发现和利用都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产力和人类生活带来巨大的变化。1．2．2复合