基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测

为解决大容量、大跨越输电用碳纤维导线由于隐蔽性缺陷无法检出而导致频繁断线的问题,提出了一种基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测方法。该方法通过搭建导线运行环境并模拟导线运行工况,采用基于分布式光纤布里渊散射的时域反射技术,检测碳纤维导线的温度和应变分布情况,并结合光时域反射技术,检测碳纤维导线中光纤的损耗情况。经过综合对比分析,获取可表征多股碳纤维缺陷隐蔽性缺陷的光纤温度、应变、损耗等信号特征量,并构建神经网络模型,将各信号特征量作为模型输入,通过模型训练确定模型内各权系数,使其能够有效地检测多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷。实验结果表明,该方法可有效获取各类光纤信号特征量,并且能够准确地检测各类导线隐蔽性缺陷,具有重要的实际应用价值。

光纤多股集束型碳纤维复合芯导线耐张线夹的研制

针对光纤多股集束型碳纤维复合芯导线的结构特点,采用液压式压接方法开发了配套金具耐张线夹,研究了影响耐张线夹握力和光纤光传输性能的因素。在结构设计上,该耐张线夹的钢锚有光纤通道,芯棒衬管采用多孔结构设计,具有受力均匀,握力大、兼顾光纤保护的突出优势。试验表明压接长度、液压压力、结构尺寸和搭接长度对耐张金具的握力和光纤光传输性能有重要影响,通过优化结构和压接参数,该配套金具可以与导线有效连接,具有较高的握力,且保证芯棒内植光纤的光传输性,这对于光纤多股集束型碳纤维复合芯导线的推广应用具有重要的意义。

蜂窝型束管式光缆的光纤余长设计

就蜂窝型束管式光缆的光纤余长设计进行理论计算，并对光缆特性进行了测试。理论与实测结果表明，合理的光纤余长设计对保证光缆具有良好的传输性能、机械性能和耐环境性能起着重要的作用。

绞合型碳纤维复合芯导线的弧垂特性研究

绞合型碳纤维复合芯导线作为一种新型架空输电导线,在输电线路增容改造工程中具有良好的应用前景,但由于运行时间较短,缺乏深入研究,尚不能准确评估其特性,目前在弧垂特性方面的研究也不够全面、系统,限制了绞合型碳纤维导线的进一步推广应用。该文在充分考虑绞合型碳纤维导线“拐点温度”特性的基础上,搭建了一套适用于绞合型碳纤维导线的弧垂计算模型,并选取钢芯铝绞线和多种其他类型增容导线与之进行对比。研究结果表明,绞合型碳纤维导线的拐点温度在60~110℃之间;相较其他类型导线,在输电线路运行温度范围内绞合型碳纤维导线的弧垂最小、张力最大、弧垂变化量最小;在各自的长期允许运行温度下,绞合型碳纤维导线和钢芯铝绞线的弧垂差随档距的增加而增大,在2000m档距时,弧垂差可达50m左右,说明在大跨越线路工程中绞合型碳纤维导线能够充分发挥其高温低弧垂特性;在覆冰地区,相比钢芯铝绞线,绞合型碳纤维导线的对地安全性更高,并且覆冰越严重其低弧垂优势更为显著,适合在重覆冰地区应用。

架空导线用碳纤维复合芯棒拉伸破坏形式分析

为确保架空导线用碳纤维复合芯棒在电网中的安全稳定运行,提高其性能检验技术,借助三维绘图和有限元等软件对碳纤维复合芯棒的拉伸断裂破坏形式进行了仿真分析。结果表明,模拟与试验结果相近,碳纤维复合芯棒拉伸时破坏首先发生在碳纤维层,然后是玻璃纤维层,破坏的主要形式为分层崩裂。研究结果可为碳纤维复合芯棒制造工艺、试验方法、工程应用等提供技术理论支撑依据。

纤维股芯三角股绳与属性问题的探讨

针对我国钢丝绳标准中三角股绳纤维股芯与钢丝股芯并存现象,研究英国布顿公司、加拿大钢绳公司、日本TESAC公司、德国Casar公司的三角股绳结构和BS/P6—87、API规范95—1995、ANSI/API 9A—2004、RR-W-410E—2002、RR-W-410F—2007、AS3569—89等国外钢丝绳标准,结果显示国外三角股绳股芯均为钢丝芯。从股芯材质变化不应改变三角股绳捻法、股芯材质变化不应改变三角股绳制造方法、挤压圆股法生产的三角股结构不稳定、纤维股芯生产三角股绳方法不符合传统三角股绳制造理论、圆股挤压法生产三角股绳在世界范围并未获得广泛认可、圆股挤压法生产的三角股绳不是性能优异三角股绳等6个方面进行分析和论述,认为纤维股芯三角股绳不是真正意义三角股绳,应称之为另类三角股绳。

绞合型碳纤维复合芯导线在新建线路中的应用研究

与目前普及应用的棒型碳纤维复合芯导线相比,绞合型碳纤维复合芯导线具有柔软性能良好、安全稳定性高、连接金具简单和架线施工方便的系列优点,是未来碳纤维复合芯导线的发展趋势。为研究该导线在500 kV新建架空输电线路工程中的应用前景,以两典型500 kV双回交流线路模型为例,分别从节材和节能的角度相应选取碳纤维复合芯导线,与推荐的铝包钢芯铝绞线方案进行综合技术经济比较,总结绞合型碳纤维复合芯导线经济性方面的优劣势,以指导实际工程应用。

低风压绞合型碳纤维复合芯导线在沿海台风地区的应用分析

为解决沿海台风地区架空输电线路的增容和抗风要求,对钢芯铝绞线与低风压绞合型碳纤维复合芯导线的风阻系数、电气性能、机械性能和经济性进行了分析比较,明确沿海台风地区的导线最佳选型规则。对比结果表明:在台风条件下,低风压绞合型碳纤维复合芯导线的风阻系数显著低于普通结构钢芯铝绞线,抗风性能优异;电气性能和机械性能的数据对比表明,满足对地距离的同时,采用低风压绞合型碳纤维复合芯导线可提高一倍以上输送容量。在沿海台风地区采用等直径的低风压绞合型碳纤维复合芯导线能够减少输电线路中导线的分裂根数,减少杆塔等基建费用,抗风性能优异,提高输送容量1倍以上且节能效果良好,经济效益显著。

绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线在线路增容工程中的应用

[目的]为解决某220 kV线路增容问题,在工程设计阶段,对常规导线和多种耐热导线进行综合比选。[方法]分析了要求输送容量下各型导线的最高运行温度;对比了机械荷载和导线弧垂变化对杆塔基础的影响;计算了不同导线的电能损耗;分析对比了施工运维和建设难度;从一次性投资和年费用上进行经济分析。[结果]结果显示:在满足输送容量和导线允许温度的情况下,常规导线方案需全线拆除并新建杆塔和基础;各型耐热导线弧垂和荷载均满足原线路设计条件;常规导线和绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线的年费用较低,运维相对便利。[结论]绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线综合性能较优,适用于利用已有线路杆塔实现线路增容的场合,尤其是在城区或近郊等新建杆塔较为困难的地方。