2016碳纤维复合材料芯架空导线

碳纤维复合材料芯架空导线目 次前言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1标识 3技术要求 3试验 6试验方法 9标志、包装 13附录A（资料性附录）需方提供的资料 15附录B（资料性附录）碳纤维芯导线的结构及性能 16附录C（规范性附录）导线热膨胀系数试验方法 20附录D（规范性附录）导线过滑轮试验方法 21附录E（资料性附录）碳纤维复合材料芯蠕变试验方法 22附录F（规范性附录）碳纤维芯导线现场抽检方法 24I碳纤维复合材料芯架空导线范围本标准适用于架空输电线路用碳纤维复合材料芯（单根棒状）架空导线。规范性引用文件2310125 人造气氛腐蚀试验盐雾试验16422.3 320141 22077 22315 22567 29324 GB/T29325 架空导线用软铝型线GB/T30551 架空绞线用耐热铝合金线8137.1 18137.4 4术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1碳纤维复合材料芯carbonfibercompositecore以碳纤维为主要增强纤维与玻璃纤维、树脂复合而成的圆形棒状芯材。13.2（）overheadconductorscarbonfibercompositecorereinforced（统称导体用绞线。3.3型线同心绞碳纤维复合材料芯软铝绞线 overheadconductors-formedannealedaluminiumwire,concentriccarbonfibercompositecorereinforced,strandedconductors由多根软铝型线与碳纤维复合材料芯同心绞制而成的架空输电线路用绞线。3.4圆线同心绞碳纤维复合材料芯耐热铝合金绞线overheadconductors-thermalresistantaluminiumalloywire,concentriclay,carbonfibercompositecorereinforced,strandedconductors由多根耐热铝合金圆线与碳纤维复合材料芯同心绞制而成的架空输电线路用绞线。3.5型线同心绞碳纤维复合材料芯耐热铝合金绞线overheadconductors-theformedannealedthermalresistantaluminiumalloywire,concentriclay,carbonfibercompositecorereinforced,strandedconductors由多根耐热铝合金型线与碳纤维复合材料芯同心绞制而成的架空输电线路用绞线。3.6f值valuef垂直于轴线的同一圆截面上测得的最大和最小直径之差。3.7强度等级grade复合芯棒按其抗拉强度分为“1”、“2”两种。3.8温度级别level复合芯棒按长期允许使用温度分为“A”、“B”两种。3.9玻璃化转变温度（Tg）glasstransitiontemperature,Tg发生玻璃化转变的温度范围内的中点处的温度。3.10固化度curingdegree官能团总数的百分比。2标识型线同心绞碳纤维复合材料芯软铝型线绞线产品用型号、规格表示，标示方法如下：JLRX□/F□□—□/□—□/□导线的标称直径/芯棒直径(mm)复合芯标称截面积(mm2)铝导体标称截面积(mm2)复合芯温度级别（A,B）复合芯强度等级（1,2）复合芯JLRX软铝型线绞线(X1梯形线、X2“S/Z”型线)其中：温度级别A、B表示长期允许使用温度分别为120℃、160℃；强度级别1、2表示最小抗拉强度分别为2100MPa、2400MPa。圆线同心绞碳纤维复合材料芯耐热铝合金绞线产品用型号、规格表示，标示方法如下：JNRLH1/F□□—□/□—□/□导线的标称直径/芯棒直径(mm)复合芯标称截面积(mm2)铝合金导体标称截面积(mm2)复合芯温度级别（A,B）复合芯强度等级（1,2）复合芯NRLH1耐热铝合金绞线其中：温度级别A、B表示长期允许使用温度分别为120℃、160℃；强度级别1、2表示最小抗拉强度分别为2100MPa、2400MPa。型线同心绞碳纤维复合材料芯耐热铝合金型线绞线产品用型号、规格表示，标示方法如下：JNRLH1X1/F□□—□/□—□导线的标称直径/芯棒直径(mm)复合芯标称截面积(mm2)铝合金导体标称截面积(mm2)复合芯温度级别（A,B）复合芯强度等级（1,2）复合芯NRLH1X1耐热铝合金型线绞线其中：温度级别A、B表示长期允许使用温度分别为120℃、160℃；强度级别1、2表示最小抗拉强度分别为2100MPa、2400MPa。技术要求31 组成a）b）软铝型线绞制前所用的软铝型线应符合GB/T29325的相关规定。耐热铝合金线耐热铝合金线应符合GB/T30551的相关规定。碳纤维复合材料芯一般要求fTgGB/T29324中相关规定。卷绕碳纤维复合材料芯应在50D直径的筒体上以不大于3r/min的卷绕速度卷绕1圈，芯棒不开裂、不断裂。固化度碳纤维复合材料芯的固化度不应低于85%。玻纤层厚度碳纤维复合材料芯玻纤层厚度最薄处不应小于芯棒直径的5%。复合芯蠕变40。碳纤维复合材料芯接头碳纤维芯导线规格碳纤维芯导线的规格用导体及碳纤维复合材料芯的标称截面表示。AB表面4绞制表1碳纤维芯导线的绞合节径比结构元件绞层节径比导体绞层外层10.0～14.0内层10.0～16.08 接头5.25.3。表2导体单线允许接头数铝绞层数目制造长度允许的接头数2233。9 线密度aGB/T20141a符。。5表3因绞合引起的标准增量铝线层数型线增量a(增加%)圆线增量a(增加%)1.90（18根）2.04（22根）22.02.08（24根）2.16（26根）2.23（30根）2.23（45根）32.52.24（48根）2.33（54根）43.0-注1：这些增量系采用各相应的铝绞层的节径比计算。注2：每层单线的节径比都没有严格的规定，故这些增量是典型的修约值。5.10碳纤维芯导线的额定拉断力型线同心绞碳纤维复合材料芯软铝绞线的额定拉断力计算如公式（1）所示：F=（1）圆线、型线同心绞碳纤维复合材料芯耐热铝合金绞线的额定拉断力计算如公式（2）所示：F=（2）式（1~2）中：FF15.11碳纤维芯导线的直流电阻B试验1 试验分类1型式试验（T）62抽样试验（S）3例行试验（R）例行试验用于碳纤维芯导线出厂检查以保证碳纤维芯导线质量符合本标准的要求。除非供需双方另有协议，应在制造厂内进行。协商试验(C)协商试验用于碳纤维复合材料芯蠕变性能评价以保证符合本标准的要求，供需双方协商进行。2 试验要求1碳纤维芯导线碳纤维芯导线的检验参见表4。表4碳纤维芯导线的检验序号检验项目本标准文号检验规则试验方法1常温拉断力5.10T，S，F7.1.12应力—应变试验—T7.1.23线膨胀系数试验—T7.1.34弧垂-温度—T7.1.45常温蠕变试验—T7.1.56高温蠕变试验—T7.1.67过滑轮试验—T7.1.78振动疲劳试验—T7.1.8920℃时的直流电阻试验5.11T，S7.1.910截面积—T，S7.1.1011外径—T，S7.1.1112线密度5.9T，S7.1.1213载流量试验及计算—T7.1.1314表面5.6T，S，R7.1.1415节径比和绞向—T，S7.1.152碳纤维复合材料芯碳纤维复合材料芯的检验参见表5。7表5碳纤维复合材料芯的检验序号检验项目本标准文号检验规则试验方法1外观5.4.1T，R7.2.12直径公差及f值5.4.1T，S7.2.23抗拉强度5.4.1T，S7.2.34线膨胀系数5.4.1T7.2.45密度5.4.1T，S7.2.56卷绕5.4.2T，S7.2.67扭转5.4.1T，S7.2.78固化度5.4.3T，S7.2.89玻璃化转变温度Tg5.4.1T，S7.2.910高温抗拉强度5.4.1T，S7.2.1011弹性模量5.4.1T7.2.1112耐荧光紫外老化5.4.1T7.2.1213耐腐蚀试验5.4.1T7.2.1314玻纤层厚度5.4.4T，S7.2.1415复合芯蠕变5.4.5C7.2.153金属单线金属单线的检验参见表6。表6金属单线的检验序号检验项目本标准文号检验规则试验方法1抗拉强度5.2、5.3T，S7.3.2.1、7.3.52断后伸长率5.2、5.3T，S7.3.2.2320℃时的电阻率5.2、5.3T，S7.3.3、7.3.64截面积—T，S7.3.43 取样6.26.284 试样长度5.4条1.5m试验方法1 绞线试验方法1常温拉断力5.10±12应力—应变——线膨胀系数试验线膨胀系数试验按照附录C规定的方法执行。弧垂—温度50m相应的导线应力由公式（3）计算：式中：mg——重力加速度；l——档距；f——弧垂；A——导线横截面积。

mgl2fA

（3）根据计算所得的应力与对应温度数据绘制应力—温度曲线。常温蠕变试验9常温蠕变试验方法按照GB/T22077规定的方法执行。高温蠕变过试验温度的±2%GB/T22077规定的方法执行。过滑轮试验过滑轮试验按照附录D规定的方法执行。振动疲劳试验25′～303×107次以上的往复振动，3×1071×107次振动后应检查导线是否已产生疲劳破坏。本试验可对3个样品的1组试样进行试验，每个样品随机地从不同的交货盘上截取。导线直流电阻试样电阻率应按GB/T3048.2规定的方法，在（20±10）℃范围内测量。测量电阻应用公式（4）校正到20℃时的电阻值。R

（4）式中：R20——20℃试样的电阻；RTTT——试验时的温度；

20 120)——试样的电阻温度系数，软铝为0.00416/℃、铝合金为0.0038/℃。20℃时的体积电阻率应按照GB/T3048.2标准规定由20℃试样的电阻计算。碳纤维芯导线截面积1碳纤维芯导线导体部分的截面积应取组成碳纤维芯导线的所有导体截面积之和，导体7.1.10.4、7.1.10.5条测量的直径进行计算。在任一样品中，铝部分截面积偏差不应大于标称值的±2％。7.1.10.4条测得的直径进行计算。0.01mmmm）。软铝型线面积和等效圆单线直径应按规定的质量、长度和密度按称重法进行测量。碳纤维芯导线外径0.01mm（芯导线外径偏差不应大于±1％D。线密度10碳纤维芯导线的线密度（单位长度质量）应使用精度为±0.1％的仪器测量。单位长度碳纤维芯导线的质量偏差不应超过附录B中标称值的±2％。载流量试验及计算载流量试验及计算按照GB50545规定的方法执行。表面目视观察。节径比和绞向节径比和绞向检验按照GB/T1179.5.6.7规定的方法执行。2 7.21外观目视观察。直径测量复合芯棒直径测量应使用精度至少为0.002mm量具。直径应取在同一圆截面上互成直角的位置上的两个读数的平均值，修约到两位小数（单位：mm）。抗拉强度试验70D6mm/min2mm/min5个试件。线膨胀系数按GB/T2572规定的方法对同一试样进行两次试验，第二次试验测试数据作为最终试验结果。密度按GB/T1463规定的方法进行。卷绕试验200D50D3r/min的卷绕速度卷123个试样。扭转试验170D40kg2r/min的扭转速度在导轮上完360°23组试件。固化度11用细锯条或其他合适的工具将试样加工成粉末，注意不可引起树脂过热，整个横截面应均匀取样。将研磨粉碎后试样用0.4mm标准筛过筛，每份试样筛选1g±0.2g，试样在80℃烘箱中干燥8h去除水分，取3份试样为一组。试验步骤及计算方法按照GB/T2576规定的方法进行。TgGB/T22567GB/T22567ATg。2mm×D×60mm5℃/min1Hz。高温抗拉强度试验复合芯棒应在试验温度符合表规定的烘箱内静置400小时，并在试验温度符合表规定的高温试验机试验箱内静置1小时后在高温下按7.2.3测试抗拉强度。每批次至少测试5个试件。表7复合芯棒的高温抗拉强度试验温度等级高温抗拉强度试验温度℃1120±32160±3弹性模量试验70DGB/T223155.5.1条规定的方法测试弹性模量。耐荧光紫外老化GB/T16422.341008小时后，目测表面质量。耐腐蚀（盐雾）试验按GB/T10125规定的方法执行。玻纤层厚度30mm复合芯试样，抛光横截面直至能明显区分碳纤维和玻璃纤维区域，试样置于读数显微10测量值精确到小数点后三位。复合芯蠕变E规定的方法执行。铝单线试验方法表面质量12表面质量用目力观察。抗拉强度抗拉强度按GB/T4909.3的规定检验。断裂伸长率断裂伸长率按GB/T4909.3的规定检验。电阻率电阻率按GB/T3048.2的规定检验。面积及允许偏差1m1mm和质量计算软铝型线截面积，如公式（5）所示：S=M/(L·ρ) （5）式中：S——型线单线面积M——质量（g）；L——长度（m）；ρ——密度（2.703g/cm3）。0.01mm成直角的位置上的两个读数的平均值，修约到两位小数（mm）。铝单线绞后抗拉强度当要求时，铝单线绞后抗拉强度试验应在绞合后的碳纤维芯导线中获取的单线上执行。在合适的拉力试验机上试验，实验时负荷应逐渐地施加，拉伸的速度不应小于25mm/min，也不大于100mm/min。铝单线绞后电阻率GB/T20℃0.027367Ω·mm2/m，NRLH10.028735Ω·mm2/m。碳纤维芯导线现场抽检参照附录F规定的方法执行。标志、包装1 标志13每盘碳纤维芯导线的线盘外侧应标明：制造厂名称；碳纤维芯导线型号及规格；制造长度（m）；毛重及净重（kg）；f）装运、旋转方向或放线标志；g）运输时线盘不能平放的标记；h）制造日期；本标准编号；其它必要的说明。包装在正常的装卸运输和储存中，碳纤维芯导线应适当包装以防损伤。JB/T8137.1JB/T8137.4的规定。短段碳纤维芯导线允许成圈交货，每圈应至少捆扎三处，并妥善包装。14附录A（资料性附录）需方提供的资料在咨询或订货时，需方提供下述要求：碳纤维芯导线型号、规格号、截面积和绞制结构；碳纤维芯导线数量；每盘碳纤维芯导线的长度及其偏差，适用工程的短样长度；包装的种类、尺寸及包装方法；用性（如需要的话）；护板要求（如有的话）；是否要求检验及检验地点；是否要求单线绞制后的抗拉强度和电阻率试验；是否要求进行碳纤维芯导线拉断力试验；j）是否要求碳纤维芯导线应力—应变试验；k）15附录B（资料性附录）推荐的碳纤维芯导线尺寸及性能表B.1给出了复合材料芯软铝型线绞线的推荐规格及性能。表B.1复合材料芯软铝型线绞线标称截面铝/复合芯复合芯棒直径mm导线直径mm绞线结构计算面积mm2线密度kg/km计算拉断力kN20℃直流电阻Ω/km层数铝线根数铝面积复合芯面积总计F1AF1BF2AF2B150/205.0015.3215150.019.6169.6452.849.8755.760.1861185/255.5016.9216185.023.8208.8557.660.5567.680.1509185/306.0017.1216185.028.3213.3566.670.0378.510.1509240/306.0019.2216240.028.3268.3718.273.2081.680.1163240/407.0019.5216240.038.5278.5738.794.64106.190.1163300/306.0021.2216300.028.3328.3883.776.6685.140.0931300/356.5021.4216300.033.2333.2893.586.9696.920.0931300/407.0021.5216300.038.5338.5904.198.10109.60.0931300/508.0021.9216300.050.3350.3927.6122.8137.90.0931400/356.5024.4219400.033.2433.21169.292.72102.70.0698400/407.0024.5219400.038.5438.51179.8103.9115.40.0698400/457.5024.7219400.044.2444.21191.2115.8129.10.0698400/508.0024.9219400.050.3450.31203.4128.6143.70.0698450/457.5026.1221450.044.2494.21329.0118.7131.90.0620450/508.0026.2221450.050.3500.31341.2131.5146.60.0620450/558.5026.4221450.056.7506.71354.2145.1162.10.0620500/407.0027.2336500.038.5538.51455.5109.6121.20.0558500/457.5027.4336500.044.2544.21466.9121.6134.80.0558500/508.0027.5336500.050.3550.31479.1134.4149.40.0558500/558.5027.6336500.056.7556.71492.0148.0165.00.0558500/659.0027.8336500.063.6563.61505.8162.4181.50.0558570/659.0029.5336570.063.6633.61698.8166.4185.50.0492570/709.5029.7336570.070.9640.91713.3181.7203.00.0492630/457.5030.5336630.044.2674.21825.3129.06142.30.0445630/558.5030.7336630.056.7686.71850.4155.45172.50.0445630/659.0030.9336630.063.6693.61864.2169.88189.00.0445710/558.5032.5336710.056.7766.72071.0160.1177.10.0395710/709.5032.8336710.070.9780.92099.3189.7211.00.0395800/659.0034.5336800.063.6863.62332.9179.7198.80.035116表B.1(续)标称截面铝/复合芯复合芯棒直径mm导线直径mm绞线结构计算面积mm2线密度kg/km计算拉断力kN20℃直流电阻Ω/km层数铝线根数铝面积复合芯面积总计F1AF1BF2AF2B800/8010.0034.7336800.078.5878.52362.7211.0234.60.0351800/9511.0035.0336800.095.0895.02395.7245.7274.20.0351注：计算型线绞线的外径时，填充系数取0.92。表B.2给出了复合材料芯耐热铝合金绞线的推荐规格及性能。表B.2复合材料芯耐热铝合金绞线标称截计算面积mm2绞线结构直径mm线密度kg/km计算拉断力kN20℃直流电阻Ω/km面铝/芯铝面积复合芯面积总计铝线根数径mm复合芯棒绞线F1AF1BF2AF2B150/35148.8633.18182.0262.706.5017.30477.476.9784.440.1972185/35187.0333.18220.2243.156.5019.10582.482.5690.030.1568185/40181.3438.48219.8262.987.0018.92577.789.9998.650.1619185/55184.7356.75241.5302.808.5019.70623.9120.0132.80.1590240/50238.8450.27289.1263.428.0021.68760.1117.9129.20.1229240/70241.2770.88312.2303.209.5022.30808.5150.7166.70.1218300/35306.2133.18339.4482.856.5023.60912.6103.1110.60.0959300/50300.0950.27350.4243.998.0023.96928.5126.9138.20.0977300/65299.5463.62363.2263.839.0024.32954.4147.8162.10.0980400/45390.8844.18435.1483.227.5026.821168.6132.9142.80.0752400/65399.7263.62463.3543.079.0027.421232.9165.0179.30.0736400/80398.9478.54477.5264.4210.0027.681258.7187.1204.80.0736500/45497.0144.18541.2453.757.5030.001461.7150.1160.00.0591500/55488.5856.75545.3483.608.5030.101463.7168.5181.30.0601500/80501.8878.54580.4543.4410.0030.641545.3205.0222.70.0586630/55623.4556.75680.2454.208.5033.701836.3188.5201.30.0471表B.3给出了复合材料芯耐热铝合金型线绞线的推荐规格及性能。17表B.3复合材料芯耐热铝合金型线绞线标称截面铝/复合芯复合芯棒直径mm导线直径mm绞线结构计算面积mm2线密度kg/km计算拉断力kN20℃直流电阻Ω/km层数铝线根数铝面积复合芯面积总计F1AF1BF2AF2B150/205.0015.3215150.019.6169.6452.855.2359.640.1954185/205.0016.8216185.019.6204.6549.360.3464.760.1584185/255.5016.9216185.023.8208.8557.666.8372.180.1584185/306.0017.1216185.028.3213.3566.673.9580.310.1584240/255.5019.0216240.023.8263.8709.275.5880.930.1221240/306.0019.2216240.028.3268.3718.282.6989.050.1221240/407.0019.5216240.038.5278.5738.798.77107.430.1221300/306.0021.2216300.028.3328.3883.792.2398.590.0977300/356.5021.4216300.033.2333.2893.599.96107.40.0977300/407.0021.5216300.038.5338.5904.1108.3117.00.0977300/508.0021.9216300.050.3350.3927.6126.9138.20.0977400/356.5024.4219400.033.2433.21169.2115.9123.30.0733400/407.0024.5219400.038.5438.51179.8124.2132.90.0733400/457.5024.7219400.044.2444.21191.2133.2143.10.0733400/508.0024.9219400.050.3450.31203.4142.8154.10.0733450/457.5026.1221450.044.2494.21329.0141.1151.10.0651450/508.0026.2221450.050.3500.31341.2150.7162.00.0651450/558.5026.4221450.056.7506.71354.2160.9173.70.0651500/407.0027.2336500.038.5538.51455.5140.1148.80.0586500/457.5027.4336500.044.2544.21466.9149.1159.00.0586500/508.0027.5336500.050.3550.31479.1158.7170.00.0586500/558.5027.6336500.056.7556.71492.0168.9181.60.0586500/659.0027.8336500.063.6563.61505.8179.7194.00.0586570/659.0029.5336570.063.6633.61698.8190.8205.10.0517570/709.5029.7336570.070.9640.91713.3202.3218.20.0492630/457.5030.5336630.044.2674.21825.3169.8179.70.0445630/558.5030.7336630.056.7686.71850.4189.5202.30.0445630/659.0030.9336630.063.6693.61864.2200.4214.70.0445710/558.5032.5336710.056.7766.72071.0202.3215.00.0395710/709.5032.8336710.070.9780.92099.3224.5240.50.0395800/659.0034.5336800.063.6863.62332.9227.4241.70.035118表B.3（续）标称截面铝/复合芯复合芯棒直径mm导线直径mm绞线结构计算面积mm2线密度kg/km计算拉断力kN20℃直流电阻Ω/km层数铝线根数铝面积复合芯面积总计F1AF1BF2AF2B800/8010.0034.7336800.078.5878.52362.7250.9268.60.0351800/9511.0035.0336800.095.0895.02395.7276.9298.30.0351注：计算型线绞线的外径时，填充系数取0.92。19附录C（规范性附录）导线膨胀系数试验方法1 试件长度（环氧树脂5m1m。试件加热条件试件可放置在保温箱中或通以大电流加热；当导线通过大电流加热时，应保持室温的恒定。3 试验方法1消除导线初伸长（软铝导线除外10～50%RTS3～5次加载及卸载循环。以消除导线初伸长的影响。2拉直导线将试件夹持在专用试验机中，然后施加10%RTS的恒定负荷，将试件拉直。3安装温度及位移测量装置0.01mm导线温度的传感器。4测量导线温度及伸长2010℃，直至试件温度达到导线的长期允许使用温度为止。4 试验结果及计算i 系数计算如公式（C.1i 式中：L——标距长度，（mm）；ti——试件温度（℃）；

1ntiitiL nt2(t)2

（C.1）li——ti温度下标距内相应的伸长（mm）；n——试验点个数。20附录D（规范性附录）1 试件长度（环氧树脂5m。滑轮要求使用单滑轮，滑轮的槽底直径等于或者小于25