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玄武巖纖維在輸電線路中的應(yīng)用
2011-1-19 來源:復(fù)材在線
關(guān)鍵詞:玄武巖纖維 輸電線路

    玄武巖纖維是一種應(yīng)用廣泛的人造無機纖維,其結(jié)構(gòu)與性能類似于玻璃纖維,但在機械強度、耐高溫、耐水汽、耐腐蝕性和絕熱隔音等方面都優(yōu)于玻璃纖維,在空氣和水中不會釋放有毒物質(zhì),陰燃性能和力學(xué)性能好,降解后即成為土壤的母質(zhì),因此玄武巖纖維成為當前應(yīng)用研究的熱點。
   
    電力工業(yè),由其是電網(wǎng)建設(shè)對于材料的必能要求高,新型材料的使用不僅可增強物理堅強度,保證供電可靠性,而且在增加輸電效率、降低輸電損耗、與環(huán)境和諧共生方面也有重要意義。玄武巖纖維作為一種新興的很有發(fā)展前景的綠色材料,在電網(wǎng)建設(shè)中將大有可為。
   
一、 桿塔基礎(chǔ)中的應(yīng)用
   
    鋼筋增強混凝土是輸電線路由其是超特高壓輸電線路塔桿基礎(chǔ)的主要材料。鋼筋長期在水泥中易產(chǎn)生銹蝕造成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的破壞,國外于20世紀90年代開始用玻璃纖維增強筋來替代鋼筋,研究表明玻璃纖維的拉伸強度高于鋼筋,受水泥的侵蝕低于鋼筋,由其是對于直接暴露在易遭受海水、海風影響的沿海地區(qū)的建筑、橋梁、公路、停車場,更能體現(xiàn)出玻璃纖維增強筋的優(yōu)越特性。玄武巖纖維的抗堿性能優(yōu)于玻璃纖維,拉伸強度也更高,可混凝土的制品的使用壽命,因此在水泥基復(fù)合材料中具體廣闊的應(yīng)用前景。

    相對于傳統(tǒng)鋼筋混凝土基礎(chǔ),玄武巖纖維增強塔桿基礎(chǔ)具有以下優(yōu)點:
    1、 抗腐蝕性強,特別適用于沿海、西北等高鹽堿地區(qū)。
    2、 力學(xué)性能強,適用于惡劣的地質(zhì)條件,保證塔桿基礎(chǔ)的不傾覆、不下沉和不上拔。
    3、 更環(huán)保、節(jié)能,避免了二次污染,利于建設(shè)綠色電網(wǎng)。
   
二、 帶電作業(yè)絕緣服
   
    因為玄武巖纖維的絕緣性、阻燃性、耐高溫性、絕熱性好,無有毒氣體排出等性能,故適合于制作10kV及以下電壓等級的電力系統(tǒng)帶電作業(yè)絕緣服?紤]到玄武巖纖維密度大、透氣性差,因此可與其他纖維混紡,從而提高絕緣服的舒適性。另外,用玄武巖纖維做的消防服,不僅具有一般防火服的耐高溫和絕熱性,其優(yōu)異的絕緣性還有利于接近帶電設(shè)備進行滅火。
   
三、 新型復(fù)合芯導(dǎo)線中的應(yīng)用
   
    對于220kV及以下電壓等級的高壓配電線路,制約線路傳輸容量原因主要是熱穩(wěn)極限,即導(dǎo)線的允許溫升。對于傳統(tǒng)的鋼芯鋁鉸線(ACSR),我國規(guī)程規(guī)定最高允許運行溫度為70℃,這是考慮鋼芯鋁鉸線的“再結(jié)晶退火效應(yīng)”和導(dǎo)線熱膨脹弧垂允許而制定的最高極限。ACSS(殷鋼芯鋁合金導(dǎo)線)相對于ACSR(鋼芯鋁鉸線)在傳輸容量上取得了進步,然而含鋯的鋁合金導(dǎo)線電阻率高,電阻率隨溫度非線性遞增,相對于傳統(tǒng)導(dǎo)線損耗增加明顯,且金屬做為線芯,增加了磁滯損耗,殷鋼芯與鋁材易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

    用碳纖維與玄武巖纖維制成線芯,全退火軟鋁作為導(dǎo)體的碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線具有以下特點:
    1、 強度高。普通鋼絲的抗拉強度為1240Mpa,高強鋼絲的抗拉強度為1410Mpa,而碳纖維和玄武巖纖維混合的復(fù)合芯導(dǎo)線的抗拉強度可超過2200Mpa.
    2、 質(zhì)量輕。復(fù)合芯材料的密度大約為鋼的1/4,以檔距500m為計,可減少塔桿垂直負載約750kg,從而節(jié)省塔材,減少投資。
    3、 損耗小。因不存在鋼絲的渦流磁損,減少了輸電線路自身的損耗,故降低了運行成本。

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