碳纤维，被誉为二十一世纪最有生命力的新型材料，是含碳量90%以上的高强度纤维材料。碳纤维复合芯导线是一种全新结构的节能型增容导线，与常规导线相比，具有重量轻、强度大、耐热性能好、热膨胀系数小、高温弧垂小、导电率高、线损低、载流量大、耐腐蚀性能好、不易覆冰等一系列优点，综合解决了架空输电领域存在的各项技术瓶颈，代表了未来架空导线的技术发展趋势，有助于构造安全、环保、高效节约型输电网络，可广泛用于老线路和电站母线增容改造、新线路建设，并可用于大跨越、大落差、重冰区、高污染等特殊气候和地理场合的线路。应用在新建线路中，可提高线路的单位输送容量，确保电网的坚强性，长远经济性更好。应用在电网输电线路的改造和增容项目中，能够利用现有杆塔等设施，既成倍地大幅度提高传输容量，同时又可以节省通道资源，减少土地占用面积，节约投资，而且线路停电时间短、停电损失小。应用在大跨越线路中，可以大幅降低跨越塔的高度，从而有效减少杆塔和基础的材料用量，达到降低工程造价的目的。应用在重覆冰区线路中，可以提高抗冰能力，提升线路的安全性。综合来看，这是一种“环境友好型输电线路用导线”，从保护环境、节能减排、改善人类生态环境方面来说，具有划时代的现实意义。
市场前景
（1）国际市场情况
新型的碳纤维复合材料芯导线是一种全新概念的输电线路用导线，它的研究成功，是架空输电导线的一场革命。在已经取得新型碳纤维复合材料芯导线中，日本的碳纤维芯铝绞线、美国的碳纤维和玻璃纤维混合芯铝绞线较为典型。
日本是开发架空线路特种导线品种较多的国家。20世纪90年代，日本学者研究用碳纤维芯代替钢芯，开发了一种新型复合材料合成导线，即碳纤维芯铝绞线（ACFR）。这种新型导线与常规钢芯导线相比，具有相同的外径和强度，原有的绝缘子和金具仍可使用，施工机具也可使用，它能在铁塔不变的情况下更换导线即可，大大降低了成本。这是一种重量轻、线膨胀系数小、具有良好弧度特性的划时代的新型导线。
美国CTC（Composite Technology Corporation）公司是研发碳纤维芯铝绞线较为成功的一家，2003年CTC公司又推出ACCC（Aluminum Con-ductor Composite Core）的碳纤维复合材料芯导线，它的芯线使用碳纤维和玻璃纤维混合制成的单根芯棒，外层与邻外层是铝线，为梯形截面，这种导线已经完成常规的型式试验，并与2004年8月在德克萨斯州的一条3KM线路中挂网，在2005年2月验收合格。据CTC公司报道，该公司在2005年出售了3500公里长的ACCC产品，2008年中期统计，市场对该产品的需求量每年超过60亿美元。预测2014年和2018年新型电缆对碳纤维复合材料的需求将分别达到1.2万吨和1.5万吨。
（2）国内市场情况
我国是个缺电的国家，输电线路已不堪承受传输容量快速扩容的需求，由于过负荷造成的停电、断电故障频频发生，电力传输成为电力工业发展的“瓶颈”，针对电网中部分输电线路输送能力不足，部分老旧线路技术改造困难的情况下，我国为有效利用目前电网的输电线路，开始考虑应用新型碳纤维复合芯导线（ACCC），以提高电网的输送能力。
ACCC碳纤维复合导线是目前全世界电力输变电系统理想的取代传统的钢芯铝铰导线、铝包钢导线、铝合金导线及进口殷刚导线的新产品，在国内的开发是继04年美国商业应用以后，第二个开发应用该技术的国家。通过ACCC碳纤维复合导线的应用，实现了电力传输的节能、环保与安全。
十二五期间国家电网、南方电网、蒙西电网每年需求架空导线约100万公里，在规划的线路中主要包括：高压电网新建、超高压电网新建、特高压电网新建、现有老城网改造、现有电网扩容、农网改造、煤网改造等。预计满足现有电网需求的碳纤维复合芯导线用量将达到每年40-50万公里，以“十二五”末完成每年用量达到20万公里，可每年节约40-50万吨铝，节约土地数万亩，降低输电损耗、节约电力数亿度，可有效带动国产碳纤维行业的发展。
技术分析
（1）技术来源
本项目主要采用美国技术生产ACCC碳纤维复合芯导线，也可采用山东大学、华北电科院，中钢吉炭已与山东大学签订了技术合作协议。
（2）技术及工艺分析
碳纤维复合芯铝绞电缆的制造技术主要采用连续拉挤法。核心技术是芯棒的制造，关键材料是高温韧性环氧树脂。所用碳纤维的拉伸强度高和断裂伸长大，采用T700S为芯棒提供韧性和耐冲击性能；玻璃纤维采用耐碱的E型（E-GF），E-GF为绝缘体，为芯棒提供绝缘体。所用环氧树脂为高温型的韧性树脂，其固化温度高达260℃（500℉），具有特殊的耐热结构，同时需要增韧改性，使所制芯棒具有韧性。
拉挤成型工艺关键技术：碳纤维复合电缆芯的制备工艺采用拉挤成型。复合材料拉挤制品具有许多优点，如力学性能好、耐腐蚀、尺寸稳定、热导率低、绝缘性能好、耐老化等，是目前复合材料生产中自动化程度较高的连续成型工艺。拉挤成型重要的工艺参数包括温度、压力、拉挤速度、牵引力和树脂固化反应等。拉挤成型的工作流程是在牵引机的拉力下，连续的碳纤维在树脂基体中浸渍，预成型后通过加热的模具，热量传递至液态的树脂／碳纤维复合体系，交联反应开始发生，树脂从复合材料的周边向中心固化。树脂固化后体积收缩，使得复合材料与模具分开，经过脱模、后固化、冷却等流程，最终由收线机进行收卷。
工艺流程描述：将碳纤维筒放在整理架上，单向（0。）集束，包覆玻璃纤维，浸渍环氧树脂胶液，通过钢制模口，以控制直径，然后通过固化炉，固化成型。
（3）原料分析
碳纤维复合芯材导线主要生产原料：由于碳纤维复合材料电缆芯要求更高的力学性能，因此只有T700及以上品级的碳纤维能够满足其要求。本项目所需的T700品级碳纤维将通过外购的方式满足供应，台塑公司的TC12K36系列、日本东邦公司的UT500系列、三菱公司HT系列的TRH50及TR50S和东丽公司T700系列等12K碳纤维均能够满足使用要求；中钢江城1500吨碳纤维生产线建成之后，生产的碳纤维将达到T700品级，可为该项目本地配套原材料。50000公里碳纤维复合芯材需碳纤维2600吨，需树脂1200吨。
（来源：节选自互联网）
