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碳纤维被尊称为“材料之王”，

也誉为“黑色黄金”

正是因为它的声名在外，

这个材料被国内各种厂商给玩坏了：

比如：

199元钱一台的碳纤维书桌

99.9一副的碳纤维眼镜

19.9包邮的碳纤维头盔：

但是看到“碳纤维”的制造过程后，

我和我的小伙伴们都惊呆了！！

因此，

网上也有了各种神评论，

这些神评论都以“众所周知”开头：

言归正传，

那么究竟什么是碳纤维材料？

碳纤维，

一种含碳量很高的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。

具有质量轻，强度高，耐高温，和低热膨胀的优点。

这些特点在导线线芯看来完美契合，全是优点。

架空输电线路导线主要需要具备二个性能：

机械性能 和 电气性能！

机械性能称之为“刚”，

电气性能称之为“柔”。

所谓“刚柔并济”，

就是同时具备良好的机械性能和电气性能！

以最常见的钢芯铝绞线为例：

钢绞线机械强度高、导电性能差，

因此主要承担机械荷载，

铝绞线机械性能较低，导电性能好，

因此主要传送电能；

又因为交流电的集肤效应，

电流喜欢集中在导体表面，

所以钢绞线布置在内，

铝绞线布置在外。

我们在选择钢芯时有很多选择：

考察的指标主要有两个：

1、强度高

2、重量轻

这样的直接好处是导线弧垂小，

有利于减小塔高和塔数，

从而降低投资。

而上文提到碳纤维的主要特点即是：

质量轻，强度高。

因此碳纤维作为钢芯材料非常契合，

碳纤维导线的研发与推广应运而生。

碳纤维导线全称为：

碳纤维复合材料芯架空导线，

指由多根软铝单线或耐热铝合金单线

与碳纤维复合材料芯同心绞制而成的架空导线。

▲ 钢芯铝绞线（左）和碳纤维复合芯导线（右）

▲ 碳纤维复合芯导线

碳纤维复合芯导线的主要特点为：

一、重量轻、强度高、弧垂小。

普通镀锌钢丝的密度为7.8kg/dm3，

强度在1240Mpa-1340Mpa之间，

而碳纤维复合芯的密度为2.0kg/dm3，

是镀锌钢丝的1/4，

强度分为两个等级：2100Mpa和2400Mpa。

可见碳纤维复合芯导线的重量轻，强度高。

正是因为碳纤维复合芯导线重量轻、强度高

所以线路弧垂小。

碳纤维复合芯导线具有显著的低弧垂特性，

在高温条件下弧垂不到钢芯铝绞线的1/2，

能有效减少架空线的绝缘空间走廊。

 ▲碳纤维导线与其它导线弧垂对比图

二、耐热导线

碳纤维复合芯导线一般设计成耐热导线，

主要有如下原因：

因为上述原因，

碳纤维导线特别适用于增容改造工程，

利用碳纤维导线弧垂特性好、输送容量大，

导线荷载小等特点，

使得增容改造工程无须新建铁塔，

减少了本体投资。

1、碳纤维线芯作为复合材料耐久性较差，

容易发生脆断，

可靠性不如常规导线，

且断线后后果严重。

▲碳纤维导线断线现场

2、碳纤维复合芯导线在生产、运输、

施工、运行环境等相关环节中容易碳芯受损且不易检测。

会直接影响线路安全运行。

3、碳纤维线芯导线价格较高，

为同规格钢芯铝绞线价格的2-2.5倍。

碳纤维导线线芯是碳纤维复合芯，

因此线芯的接续以及和耐张线夹的连接不同于普通导线，

连接设备和施工工艺相对复杂。

且如上文所述线芯容易受损且危害较大，

因此对施工水平和施工质量要求相对较高，

以耐张线夹为例，

施工工艺和流程大致如下：

1、准备材料

楔接式耐张线夹包括耐张线夹主体铝管、

钢锚、楔形夹、楔形夹座、内衬管、引流管。

▲ 碳纤维复合芯导线耐张线夹

2、画印记

将预连接的导线端部用钢锯锯齐，

在导线端头处量取楔形夹+25mm的导线长度，

并画好印记，

印记处导线侧用胶布将导线缠绕，

防止剥除铝股时散股。

▲用楔形夹量取导线画印记

3、剥线

在印记处将铝股分层锯割，

去除铝股，

不应损伤碳纤维复合芯。

用洁布擦去碳纤维复合芯上的油污，

再用专用细砂纸轻轻打磨碳纤维复合芯表面，

然后用干布将粉末擦净。

检查芯棒表面应完好，

端头无劈裂。

4、穿管

用洁布将导线表面擦净，

擦拭长度不小于主体铝管长度的3倍，

将内衬管、耐张线夹主体铝管依次穿入导线端头。

5、碳纤维复合芯连接方法

a）先将碳纤维复合芯穿入楔形夹座，

再穿入楔形夹，

且碳纤维复合芯露出楔形夹约5mm。

将夹住碳纤维复合芯的楔形夹整体推进楔形夹座内，

并回拉楔形夹座，

使楔形夹与楔形夹座配合紧，

▲碳纤维复合芯穿入楔形夹座、楔形夹

b）将钢锚拧入楔形夹座，

并用扳手拧紧。

检查铝股端部与楔形夹座间应露出碳纤维复合芯20mm；

检查钢锚丝扣与楔形夹座间应有不少于2扣的剩余空扣。

▲安装钢锚

6、铝管的压接

由于铝管的压接与普通导线相同，

故此处不再赘述。