输变电工程新材料的应用研究与展望

输变电工程新材料的应用研究与展望

输变电工程新材料的应用研究

与展望

杨建平

中国电力科学研究院

2008年10月30日

输变电工程新材料的应用研究与展望

前言

材料学科是基础研究学科，材料学科是基础研究学科，在国家的科技布局中占有举足轻重的地位，科技布局中占有举足轻重的地位，对各行各业有明显的支撑作用。各行各业有明显的支撑作用。 在输变电工程中新材料的应用主要依靠需求拉动和技术驱动。靠需求拉动和技术驱动。

输变电工程新材料的应用研究与展望

需求拉动：需求拉动：

●资源节约型、资源节约型、环境友好型社会建设的总体要求●以特高压、以特高压、多回路、多回路、大容量等为特征，大容量等为特征，输变电工程朝着大型化方向发展

●人民生活与电力供应的关系越来越密切，人民生活与电力供应的关系越来越密切，保证输电线路的安全稳定运行的要求越来越高

●输电线路走廊资源日趋紧张，输电线路走廊资源日趋紧张，在资源节约的基础上，础上，提高线路输送能力有迫切需求

●抵御冰灾、抵御冰灾、震灾、震灾、风灾等自然灾害和外力破坏的能力亟待提高

输变电工程新材料的应用研究与展望

技术驱动：技术驱动：

●中国的开放程度越来越高，中国的开放程度越来越高，使我们有可能更快捷的获得国际上最先进的技术与产品，获得国际上最先进的技术与产品，引进、引进、消化吸收再创新的空间广阔。创新的空间广阔。

●国家电网公司高度重视技术创新工作，国家电网公司高度重视技术创新工作，搭建了良好的自主创新与集成创新平台，的自主创新与集成创新平台，在此基础上，在此基础上，新材料应用研究已经取得了显著的进展

●相关材料制备技术与工艺技术已具备了推动新型结构材料与新型功能性材料更大范围应用的基础条件本文重点介绍新型材料在输变电领域的研究现状与应用前景

输变电工程新材料的应用研究与展望

一、新型结构材料

结构材料——以强度为主要功能的材料，以强度为主要功能的材料，强调材料以力学性能（调材料以力学性能（如强度、如强度、刚度、刚度、塑性、塑性、抗疲劳等）疲劳等）为主的服役性能，为主的服役性能，如输电杆塔及其附件材料、件材料、架空导线及金具用材料、架空导线及金具用材料、以及承载的绝缘材料等。绝缘材料等。

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（一）杆塔用高强钢（杆塔用高强钢（略）

（二）复合材料输电杆塔

●尺寸相对小,节省输电线路走廊用地，节省输电线路走廊用地，且使杆塔底座的电磁场更低

●本身具有绝缘性能，本身具有绝缘性能，减少甚至不使用绝缘子

●比木质杆、比木质杆、混凝土杆和钢管杆塔质量轻，混凝土杆和钢管杆塔质量轻，可以大幅降低运输成本和施工人工成本

●构件可加工成任何颜色，构件可加工成任何颜色，改善输电线路视觉效果使用年限长，使用年限长，抗腐蚀性能好

●易于修复。易于修复。在恶劣天气条件下现场修复

输变电工程新材料的应用研究与展望

●美国Ebert Composites 公司、公司、Strongwell公司、公司、Shakespear公司和Newmark公司等制品厂家都开发了复合材料杆塔

●美国土木工程师学会已制定了复合材料输电杆塔的应用标准

●国内已有企业开始这方面的研发工作

应用复合材料杆塔，应用复合材料杆塔，要重点解决以下几个方面的问题：

1、刚度——由于复合材料弹性模量比钢材低得多，量比钢材低得多，在弯曲荷载作用下变形较大。过大的变形将影响输电线的电气安全距离。

输变电工程新材料的应用研究与展望

2、节点连接——节点连接是复合材料应用于塔架结构的关键问题，应研究开发有效的节点连接技术。技术。

3、冷、热稳定性——输电杆塔运行的环境一般比较恶劣，恶劣，尤其在高热与高寒地区，树脂材料的冷、热稳定性非常重要

4、老化——复合材料输电杆塔老化破坏可能引起输电线路的停电事故。复合杆塔的树脂基体受紫外线影响容易老化，这是制约复合杆塔应用的重要因素。因此，树脂配方的防老化研究以及老化防护技术的研究应该作为重要的关键技术指标

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5、制造技术——当前的复合材料构件主要靠拉挤成型技术和缠绕技术实现，研究好的具备抗老化功能树脂配方和多样化的成型技术是推广应用复合材料杆塔的关键技术

6、环境——复合材料杆塔尽管是一种性能优越的产品，但复合材料的生产和报废处理面临一定程度的环境污染问题，因此，通常将复合材料杆塔，复合材料杆塔，视为盐渍土地区、沿海地区、山区、高寒高湿和人为破坏严重地区等特殊地区传统输电杆塔的替代产品

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（三）杆塔用高强螺栓和高强地脚螺栓

●当前输电铁塔用螺栓只用到8.8级，随着杆塔结构的加大，的加大，迫切需要采用更高强度等级的螺栓。

●当前地脚螺栓使用的35#、45#等优 …… 此处隐藏：1398字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……