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复合材料在电力方面的应用 ——胜利新大发展相关电力产业的可行性分析 武汉理工大学材料学院 复合材料专业第四组 黄雪莹 王卓羿 易志杰 彭宝坤 彭昊阳 2016年8月目录 1. 前言 1 2. 复合材料在电力方面的应用概述 2 3. 碳纤维复合材料芯在电力导线上的应用 3 3.1 国内外市场概述 4 3.2 厂家信息、专利与产品型号介绍 6 3.3 行业标准简介 15 4. 复合材料在输电线路杆塔上的应用 19 4.1国内外市场概述 20 4.2厂家信息、专利与产品型号介绍 22 4.3行业标准简介 30 5. 复合材料在烟气脱硫装置中的应用 33 5.1国内外市场概述 34 5.2厂家信息、专利与产品型号介绍 37 5.3行业标准简介 42 6. 胜利新大发展相关电力产业的可行性分析 44 6.1可行性分析 44 6.2面临的挑战 47 7. 总结与展望 50 7.1碳纤维复合芯导线的发展机遇 50 7.2复合材料杆塔的发展机遇 52 7.3玻璃钢烟气脱硫装置的发展机遇 52 8. 附录 53 9. 参考文献 55 1. 前言 随着现代工业对供电可靠性、电能质量要求的日益提高，电力负荷需求的逐步增加，无疑对电力行业提出了更加严峻的考验。电力工程的建设正面临着土地资源日益紧张、有色金属资源的稀缺、电力传输的快速扩容及环境保护等问题，对电力工程的可靠性、安全性、经济性、高效性和环境友好性等提出了更高的要求。复合材料优异的可设计性，具有高强、绝缘、防腐、无磁等多重特性，决定了复合材料是电力工程领域的关键材料之一。 目前主要应用有：电力导线的碳纤维复合材料芯、输电线路的复合材料杆塔和玻璃钢复合材料在烟气脱硫装置中的应用等。本文就电力行业中应用复合材料的情况进行介绍，对目前电力用复合材料的主要技术问题及需要大力研究的关键技术进行概括，并对胜利新大集团发展相关电力产业予以可行性分析。 因囿于当前的知识水平，本文在公司发展相关电力产业的可行性分析上或多有欠缺，在此还望评审们多多包涵，并予以真知灼见。最后，第四组全体成员在此要感谢胜利新大对我校专业实习的接收和关照，感谢第四组负责人刘晓强学长的指导和不吝赐教，感谢带队老师王勇的耐心答疑和与日来的悉心关怀。 2. 复合材料在电力方面的应用概述 纤维增强复合材料（fiber reinforced polymers，FRP）由树脂基体，增强纤维和辅助材料组成，其主要成型工艺包括手糊成型、模压成型、缠绕成型和拉挤成型等，在电网中应用时，多数采用拉挤成型工艺制备。FRP材料具有比强度高、比模量大、线膨胀系数小、耐腐蚀、耐久性能好、材料性能具有可设计性等特点，被广泛应用于国防、航空、电力、建筑、汽车等各行业。近年来，国家电网公司对供电可靠性，电力传输的环境友好性等要求日益提高，FRP材料的优异性能成为解决以上问题的关键选择。 目前，利用FRP在电力方面的应用主要有，电力导线的碳纤维复合材料芯，输电线路的复合材料杆塔，玻璃钢复合材料在烟气脱硫装置中的应用，电厂输灰管，输变电设备的绝缘零部件与线路复合绝缘子，电厂淡水输送管线，电厂循环水管，电网污水管网，电厂的石膏浆液输送管，电厂排放玻璃钢烟囱，玻璃钢除雾器，玻璃钢电缆保护器，风力发电玻璃钢叶片，高强度电缆支架，热固性电缆沟盖板，玻璃钢电缆保护管，复合材料低压输电杆，复合材料输电格构塔，纤维增强混凝土(FRC)杆 碳纤维复合芯导线(ACCC)是一种全新概念的架空输电线路用导线，用碳纤维复合芯替代传统的钢芯铝绞线中的钢芯，以碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的单根芯棒。复合材料在输电导线中是创新性的应用，可节约走廊20-40%，扩容线路可减少新建线路一半的土地占用面积；节能降耗，全年220Kv线路每公里减少电力损耗将达20万元左右；导线输送能力提高约30-50%。 长期以来，因钢芯铝绞线载流量小，输送容量小，造成的停电、断电故障时有发生，成为电力工业发展的一大“瓶颈”。随着材料技术的不断进步，人们尝试用复合材料代替金属材料制作导线的芯材，因此开发了碳纤维复合芯导线。该种导线具有耐高温、输送容量大、能耗低、寿命长等特点，因此碳纤维复合芯导线已经得到了极大的推广和应用。 3.1 国内外市场概述 碳纤维复合芯导线就国外来看，2003年，欧美国家共有19条线路（均为单回路）使用该种导线，美国16条线路，法国2条线路，西班牙1条线路。2012年印度、波兰、巴西等国家也积极开发碳纤维复合芯导线技术，印度作为最有潜力的市场正在推动复合芯导线输电线路应用。美国CTC公司和水银电缆公司已在17个国家40余条线路中开展了碳纤维复合芯导线应用，涵盖了新建和改造线路，总长度约为2000公里（导线总量约为9000公里），电压等级覆盖了13.6-550kV。 而从国内来看，2010年9