碳纤维复合芯导线(简称ACCC)为近几年研发的新型导线,拥有载流能力大,弧垂变化小等优点,线路运行标准都是依照恶劣环境工况下计算的静态值,而实际运行条件则为线路输送载流量提供了良好环境。随着电网电压等级的不断提升,对线路大负荷条件下载流能力的要求也越来越高,但对大负荷条件下的载流能力和热特性的研究仍不是很充分,缺少试验基础。以此为基准,以碳纤维复合芯导线为研究对象,选用型号为JLRX1/F1B-240/30与JLRX1/F1B-315/40两种尺寸不同型号的导线进行大负荷条件下碳纤维复合芯导线的载流能力及热特性研究。论文首先建立了大负荷条件下碳纤维导线载流能力非线性数学模型,根据温度场热平衡原理,基于富氏定律与欧姆定律,引入了环境温度、风速、时间三种因素,并推导出环境温度、风速、时间与合成温度场的数学关系,对自然工况下和强迫对流工况下的数学公式应用龙格-库塔法进行求解。其次,为了验证载流能力数学模型计算结果的正确性,运用ANSYS软件进行相对应的模拟仿真,对自然对流和强迫对流工况下分别进行仿真,一是考虑不同环境温度,导线载流能力不变的工况下导线表面温度变化情况;二是考虑导线载流能力改变,环境温度不变的工况下导线温度变化;三是考虑有无风速条件下,导线载流能力与温度变化关系。同时与截面积基本一致的ASCR(Aluminum conductors steel reinforced cable)进行对比,结果表明:通过计算结果与模拟仿真结果拟合成载流量数值与温度的关系曲线,能够反映出计算结果与真实值之间的关系;通过数据对比分析,发现碳纤维复合芯导线的载流能力优于ACSR,同时同等载流量下碳纤维导线的表面温度更低,更符合线路增容要求。最后,针对两种型号的ACCC(Aluminum conductor composite core conductor),进行大负荷条件下的载流能力及热特性试验。为了验证载流能力数学模型的计算结果,进行了大负荷条件下载流试验。通过控制环境温度,载流量数值的大小以及风速的大小,验证计算与仿真数值结果的准确性,结果表明:计算误差在允许范畴内,符合规范要求。另外,ACCC常运行于高温高荷载情况下,需要对连接金具进行热特性分析,首先对楔形线夹进行握力试验,常温下进行三组试验,试验结束后发现碳纤维复合芯断裂后,检查芯棒与楔型夹之间并无滑动现象;随后进行铝管温升试验,在铝管引流板螺孔包围区域加热,采用温度传感器观测铝管对应的楔型夹座部位的温度,结果发现铝管在高温下断裂,芯棒并未断裂,碳纤维复合芯与线夹的握着力在高温下降低。