在供配電市場使用復(fù)合材料已不是新概念，但近年的材料和產(chǎn)品開發(fā)提升了復(fù)合材料的性能，使其日益受到電力部門的歡迎。
1 復(fù)合材料輸電桿
玻璃纖維增強塑料(簡稱玻璃鋼)電線桿最先于1954年由美國Garwood工業(yè)公司制出。1960年，夏威夷電力公司在夏威夷島沿岸一圈安裝了玻璃鋼電線桿。盡管遭受颶風(fēng)和極端環(huán)境條件，這些電線桿至今仍在服役。在20世紀90年代初期，蒙大拿州一個電廠安裝了75根玻璃鋼電線桿。自那以后，整個北美洲的很多電公司安裝了多種用途的復(fù)合材料輸電桿材。這些桿材主要是用拉擠和纖維纏繞工藝制造的。
作為具有高介電強度的天然絕緣體，玻璃鋼復(fù)合材料引起了電力輸送設(shè)備的巨大進步。很多地方的電力部門都與復(fù)合材料供應(yīng)商合作，致力在輸電桿、桿塔、配電桿、線擔(dān)等用途中利用玻璃鋼的優(yōu)點。拉擠成型或纏繞成型的玻璃鋼桿和線桿尤其被電力公司用來代替偏僻地區(qū)或極度潮濕地區(qū)已經(jīng)老化的木桿，現(xiàn)已逐漸贏得了用戶的信任。
一個突出的例子是加拿大RS技術(shù)公司的玻璃纖維增強聚氨酯電線桿，現(xiàn)在已被好幾家電力公司指定安裝。據(jù)報該公司RStandard組合套接式聚氨酯復(fù)合材料電線桿的使用壽命比傳統(tǒng)材料電線桿長得多，維護要求低得多。該公司的聚氨酯復(fù)合材料天線通訊單極天線也具有同樣優(yōu)點。這些產(chǎn)品都是用E玻璃纖維增強聚氨酯樹脂，采用纏繞工藝成型的，并在其外層用脂族樹脂來提供長期耐紫外線性能。
另一實例是美國拉擠玻璃鋼專業(yè)廠商Bedford增強塑料公司制造的玻璃鋼電線桿。該桿經(jīng)過幾年研發(fā)，于2008年初投入市場。這種電線桿是用歐文斯科寧公司供應(yīng)的E玻璃纖維和亞什蘭公司供應(yīng)的聚酯樹脂拉擠成型的。桿的顏色為炭灰色，長度為10.7~16.7m，質(zhì)量約為木桿的三分之二(12m長的玻璃鋼桿質(zhì)量為136kg，而木桿質(zhì)量220kg)。Bedford公司在樹脂中加入一種防紫外線添加劑，在桿的表面進行消光處理。這些材料不導(dǎo)電，可以接受一般木桿使用的五金件。據(jù)稱這種電線桿使用壽命為80年(木桿為25~30年)，最終還可回收利用。一家位于芝加哥的用戶Duratel公司稱它正在幾個大城市安裝這種玻璃鋼電線桿。
復(fù)合材料桿與其他材料的比較：
電力公司使用的傳統(tǒng)輸電或配電桿材料是木材、鋼材或混凝土。它們各有優(yōu)點，但木材一直是主要選擇。雖然木桿的整個壽命期間，電力公司要花費大量的時間不斷的檢查和更換破損的木桿?；炷翖U的主要缺點是其重量提高了運輸和安裝成本。苛酷的環(huán)境(如海邊)也會引起混凝土中筋材的腐蝕。鋼是北美洲制造輸電桿和桿塔最常用的材料，但象混凝土一樣，鋼要腐蝕，必須施加涂料來保證長期使用。木材、混凝土和鋼的涂層和維護費用大大增加了它們的使用成本 復(fù)合材料的輕重量對線路工大有好處。線路工可以更容易更安全地把電線桿架設(shè)在受限的、擁擠的場所。復(fù)合材料桿比木材、鋼和混凝土桿更易操作，因而可減少工傷。此外，不需用重型設(shè)備就可以把復(fù)合材料桿運到遠處，可把多根復(fù)合材料桿疊放在卡車上運輸。發(fā)生車禍時，當車輛把復(fù)合材料桿撞斷后，電線和鄰近的電線桿更有可能承擔(dān)斷桿的重量而不致也被拉斷。遭遇風(fēng)暴等惡劣天氣的情況也是如此。
目前在北美洲使用復(fù)合材料桿的缺點是其初始成本一般比傳統(tǒng)材料更高，但綜合考慮運輸和安裝費用、維護工作量和長期使用壽命后，復(fù)合材料桿就更有吸引力，而且現(xiàn)在輸電用的大型復(fù)合材料桿的初始成本已能與其它材料相競爭。
2 復(fù)合材料加強電纜
架空輸電和配電線路最常用的導(dǎo)線是鋼芯鋁絞線，即鋼加強鋁導(dǎo)線。這種導(dǎo)線只適用于80度的使用溫度，而且鋼芯分擔(dān)了一部分電流，故而輸電容量有限。為此，有關(guān)廠商研發(fā)了復(fù)合材料芯來代替鋼芯。這種芯材用連續(xù)纖維拉擠成型，在其上面纏繞鋁絞線，即形成復(fù)合材料加強鋁導(dǎo)線(簡稱CRAC)。這種導(dǎo)線具有如下優(yōu)點：
(1)重量更輕，強度更高，可增加導(dǎo)線中鋁金屬面積，從而增加載流量，使輸電效率提高一倍。
(2)低重量/高強度可減少初始垂度。
(3)高溫下可保持高強度，可限制熱量引發(fā)的下垂，因而使用溫度可達180度。
(4)在苛刻環(huán)境下無腐蝕，從而減少維護工作，延長電纜使用壽命。
(5)由于重量輕，可以在原有塔架上安裝更多的電纜，從而提高輸電能力而不用斥資安裝新的塔架。
復(fù)合材料加強鋁導(dǎo)線可用于電網(wǎng)現(xiàn)代化改造項目。據(jù)一個開發(fā)商估計，僅在中國這種改造資目的資金就超過100億美元，今后10年內(nèi)在北美洲按現(xiàn)今水平對電力基礎(chǔ)設(shè)施進行維護也將需要560億美元的投資。由于CRAC電纜的優(yōu)點，預(yù)計它們對電力線的升級是一種極有吸引力的選擇。
美國Mercury電纜與能源公司(簡稱MC＆E)研制了一種復(fù)合材料加強高壓導(dǎo)線(簡稱HVCRC)。該產(chǎn)品于2008年底得到中國上海電纜研究所的認證。在此研究所進行的測試包括室溫拉伸強度、高溫拉伸強度、直流電阻、安培容量(載流量)、下垂張力、腐蝕性、吸水性和風(fēng)吹振動等。據(jù)相關(guān)人士說，MC＆E公司的HVCRC導(dǎo)線顯示了在所有經(jīng)過測試的導(dǎo)線中最高的性能水平。今年4月初，MC＆E公司又宣布收到上海電纜研究所的通知，無錫公款能電纜有限公司已完成在HVCRC復(fù)合材料芯棒上絞線的認證，以后無錫華能將開始執(zhí)行客戶的電纜訂單，預(yù)計2009年交貨量將超過1000km。
復(fù)合材料加強鋁導(dǎo)線的另一家開發(fā)商是美國復(fù)合材料技術(shù)公司(簡稱CTC)，它擁有專利的導(dǎo)線名為ACCC，現(xiàn)由其子公司CTC電纜公司生產(chǎn)這種導(dǎo)線的復(fù)合材料芯棒。據(jù)近日消息，CTC接到巴林Midal電纜公司的一筆新訂單。該訂單包括ACCC芯棒和相關(guān)五金件。這些貨品將用于一個345kV的新線路建設(shè)項目。據(jù)稱該項目之所以選擇CTC電纜公司的ACCC導(dǎo)線，是因為它能夠提供性能最好、重量最輕的增容產(chǎn)品，這種導(dǎo)線具有優(yōu)異的抗高溫下垂性和無可匹敵的輸電效率。至今該公司的ACCC導(dǎo)線已在130多年安裝使用，長度達8047km。
1 復(fù)合材料輸電桿
玻璃纖維增強塑料(簡稱玻璃鋼)電線桿最先于1954年由美國Garwood工業(yè)公司制出。1960年，夏威夷電力公司在夏威夷島沿岸一圈安裝了玻璃鋼電線桿。盡管遭受颶風(fēng)和極端環(huán)境條件，這些電線桿至今仍在服役。在20世紀90年代初期，蒙大拿州一個電廠安裝了75根玻璃鋼電線桿。自那以后，整個北美洲的很多電公司安裝了多種用途的復(fù)合材料輸電桿材。這些桿材主要是用拉擠和纖維纏繞工藝制造的。
作為具有高介電強度的天然絕緣體，玻璃鋼復(fù)合材料引起了電力輸送設(shè)備的巨大進步。很多地方的電力部門都與復(fù)合材料供應(yīng)商合作，致力在輸電桿、桿塔、配電桿、線擔(dān)等用途中利用玻璃鋼的優(yōu)點。拉擠成型或纏繞成型的玻璃鋼桿和線桿尤其被電力公司用來代替偏僻地區(qū)或極度潮濕地區(qū)已經(jīng)老化的木桿，現(xiàn)已逐漸贏得了用戶的信任。
一個突出的例子是加拿大RS技術(shù)公司的玻璃纖維增強聚氨酯電線桿，現(xiàn)在已被好幾家電力公司指定安裝。據(jù)報該公司RStandard組合套接式聚氨酯復(fù)合材料電線桿的使用壽命比傳統(tǒng)材料電線桿長得多，維護要求低得多。該公司的聚氨酯復(fù)合材料天線通訊單極天線也具有同樣優(yōu)點。這些產(chǎn)品都是用E玻璃纖維增強聚氨酯樹脂，采用纏繞工藝成型的，并在其外層用脂族樹脂來提供長期耐紫外線性能。
另一實例是美國拉擠玻璃鋼專業(yè)廠商Bedford增強塑料公司制造的玻璃鋼電線桿。該桿經(jīng)過幾年研發(fā)，于2008年初投入市場。這種電線桿是用歐文斯科寧公司供應(yīng)的E玻璃纖維和亞什蘭公司供應(yīng)的聚酯樹脂拉擠成型的。桿的顏色為炭灰色，長度為10.7~16.7m，質(zhì)量約為木桿的三分之二(12m長的玻璃鋼桿質(zhì)量為136kg，而木桿質(zhì)量220kg)。Bedford公司在樹脂中加入一種防紫外線添加劑，在桿的表面進行消光處理。這些材料不導(dǎo)電，可以接受一般木桿使用的五金件。據(jù)稱這種電線桿使用壽命為80年(木桿為25~30年)，最終還可回收利用。一家位于芝加哥的用戶Duratel公司稱它正在幾個大城市安裝這種玻璃鋼電線桿。
復(fù)合材料桿與其他材料的比較：
電力公司使用的傳統(tǒng)輸電或配電桿材料是木材、鋼材或混凝土。它們各有優(yōu)點，但木材一直是主要選擇。雖然木桿的整個壽命期間，電力公司要花費大量的時間不斷的檢查和更換破損的木桿?；炷翖U的主要缺點是其重量提高了運輸和安裝成本。苛酷的環(huán)境(如海邊)也會引起混凝土中筋材的腐蝕。鋼是北美洲制造輸電桿和桿塔最常用的材料，但象混凝土一樣，鋼要腐蝕，必須施加涂料來保證長期使用。木材、混凝土和鋼的涂層和維護費用大大增加了它們的使用成本 復(fù)合材料的輕重量對線路工大有好處。線路工可以更容易更安全地把電線桿架設(shè)在受限的、擁擠的場所。復(fù)合材料桿比木材、鋼和混凝土桿更易操作，因而可減少工傷。此外，不需用重型設(shè)備就可以把復(fù)合材料桿運到遠處，可把多根復(fù)合材料桿疊放在卡車上運輸。發(fā)生車禍時，當車輛把復(fù)合材料桿撞斷后，電線和鄰近的電線桿更有可能承擔(dān)斷桿的重量而不致也被拉斷。遭遇風(fēng)暴等惡劣天氣的情況也是如此。
目前在北美洲使用復(fù)合材料桿的缺點是其初始成本一般比傳統(tǒng)材料更高，但綜合考慮運輸和安裝費用、維護工作量和長期使用壽命后，復(fù)合材料桿就更有吸引力，而且現(xiàn)在輸電用的大型復(fù)合材料桿的初始成本已能與其它材料相競爭。
2 復(fù)合材料加強電纜
架空輸電和配電線路最常用的導(dǎo)線是鋼芯鋁絞線，即鋼加強鋁導(dǎo)線。這種導(dǎo)線只適用于80度的使用溫度，而且鋼芯分擔(dān)了一部分電流，故而輸電容量有限。為此，有關(guān)廠商研發(fā)了復(fù)合材料芯來代替鋼芯。這種芯材用連續(xù)纖維拉擠成型，在其上面纏繞鋁絞線，即形成復(fù)合材料加強鋁導(dǎo)線(簡稱CRAC)。這種導(dǎo)線具有如下優(yōu)點：
(1)重量更輕，強度更高，可增加導(dǎo)線中鋁金屬面積，從而增加載流量，使輸電效率提高一倍。
(2)低重量/高強度可減少初始垂度。
(3)高溫下可保持高強度，可限制熱量引發(fā)的下垂，因而使用溫度可達180度。
(4)在苛刻環(huán)境下無腐蝕，從而減少維護工作，延長電纜使用壽命。
(5)由于重量輕，可以在原有塔架上安裝更多的電纜，從而提高輸電能力而不用斥資安裝新的塔架。
復(fù)合材料加強鋁導(dǎo)線可用于電網(wǎng)現(xiàn)代化改造項目。據(jù)一個開發(fā)商估計，僅在中國這種改造資目的資金就超過100億美元，今后10年內(nèi)在北美洲按現(xiàn)今水平對電力基礎(chǔ)設(shè)施進行維護也將需要560億美元的投資。由于CRAC電纜的優(yōu)點，預(yù)計它們對電力線的升級是一種極有吸引力的選擇。
美國Mercury電纜與能源公司(簡稱MC＆E)研制了一種復(fù)合材料加強高壓導(dǎo)線(簡稱HVCRC)。該產(chǎn)品于2008年底得到中國上海電纜研究所的認證。在此研究所進行的測試包括室溫拉伸強度、高溫拉伸強度、直流電阻、安培容量(載流量)、下垂張力、腐蝕性、吸水性和風(fēng)吹振動等。據(jù)相關(guān)人士說，MC＆E公司的HVCRC導(dǎo)線顯示了在所有經(jīng)過測試的導(dǎo)線中最高的性能水平。今年4月初，MC＆E公司又宣布收到上海電纜研究所的通知，無錫公款能電纜有限公司已完成在HVCRC復(fù)合材料芯棒上絞線的認證，以后無錫華能將開始執(zhí)行客戶的電纜訂單，預(yù)計2009年交貨量將超過1000km。
復(fù)合材料加強鋁導(dǎo)線的另一家開發(fā)商是美國復(fù)合材料技術(shù)公司(簡稱CTC)，它擁有專利的導(dǎo)線名為ACCC，現(xiàn)由其子公司CTC電纜公司生產(chǎn)這種導(dǎo)線的復(fù)合材料芯棒。據(jù)近日消息，CTC接到巴林Midal電纜公司的一筆新訂單。該訂單包括ACCC芯棒和相關(guān)五金件。這些貨品將用于一個345kV的新線路建設(shè)項目。據(jù)稱該項目之所以選擇CTC電纜公司的ACCC導(dǎo)線，是因為它能夠提供性能最好、重量最輕的增容產(chǎn)品，這種導(dǎo)線具有優(yōu)異的抗高溫下垂性和無可匹敵的輸電效率。至今該公司的ACCC導(dǎo)線已在130多年安裝使用，長度達8047km。
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