碳纤维复合芯导线是一种采用环氧树脂浸润碳纤维、玻璃纤维后，固化形成碳纤维复合芯并在其外层绞合梯形铝线的架空裸导线。
与传统钢芯铝绞线相比，碳纤维复合导线具有重量轻、弛垂小、强度大、低线损、耐高温、耐腐蚀、与环境亲和等优点，弛度特性良好，实现了电力传输的节能、环保与安全。
碳纤维复合芯导线载流量大，增容和裕容特性优异。碳纤维复合芯导线通过以下方法实现增容：它采用软铝替代硬铝，导电率从61%IACS增到63%IACS；与钢芯铝绞线相比，碳纤维复合芯导线可在160℃下运行，因此可提高运行温度，实现高温增容；与传统圆线结构相比，碳纤维复合芯导线外层采用型线结构，相同外径下，导线铝截面填充率可以增加10%-30%；在单位长度等重量的情况下，碳纤维复合芯导线的铝截面比钢芯铝绞线增加10%-30%。
对已建线路改造工程，在不更换原有杆塔的情况下，采用碳纤维复合芯导线，可以成倍提高线路输送容量。对新建线路，尤其是输送容量不稳定或需求不明朗的新建线路，采用碳纤维复合芯导线能提供强大的裕容能力，满足未来区域输送容量的增长要求，并可适应输送容量的大落差波动，增强线路对输送容量变化的应变能力。
碳纤维复合芯导线重量轻、强度高、安全性好。普通镀锌钢丝的密度为7.8kg/dm3，强度在1240Mpa-1340Mpa之间，而碳纤维复合芯的密度为2.0kg/dm3，是镀锌钢丝的1/4，强度分为两个等级：2100Mpa和2400Mpa。可见碳纤维复合芯导线的重量轻，强度高，安全性更好。
碳纤维复合芯导线初始弧垂及弧垂变化小，综合经济性较好。碳纤维复合芯导线拉重比大，线膨胀系数小，线路架设的初始弧垂小，运行过程中弧垂变化少，因此可降低杆塔高度，节约杆塔数量，减少塔基占地面积，从而节约土地资源，降低输电线路综合建造成本。
碳纤维复合芯导线传输损失小，节约能源。在相同外径、相同传输容量下，碳纤维复合芯导线的线损更低，可以节约能源，降低线路运行成本。
碳纤维复合芯导线有较好的防覆冰和耐覆冰特性，环境适应性好。碳纤维复合芯导线可以输送更大的负荷，运行线温可更高，且外径光滑，因此具有很好的防冰性能。同时，由于强度高，碳纤维复合芯导线具有更好的耐覆冰性能，可以在北方寒冷环境中使用。
碳纤维复合芯导线耐环境老化性能好，寿命长。碳纤维耐腐蚀，碳纤维复合芯导线对酸雨等环境具有极强的抵抗力，也避免了传统导线在通电时铝线与镀锌钢线之间的电化学腐蚀现象，具有优异的介电性能，使用寿命长。
国外生产与应用现状
为解决现有输电线路导线弧垂过大，对地净距离不足的问题，20世纪90年代，日本开发出新型碳纤维芯铝绞线，以替代传统的钢芯铝绞线。
这种复合材料芯线主要由碳纤维和热硬化性树脂构成。用12000根直径为7μm的聚丙烯晴碳纤维，涂上未硬化的热硬化性树脂绞在一起，再缠上有机纤维形成一根股线，然后，用7根股线绞成合成绞线。再经过最后的热处理使树脂完全硬化，形成复合材料芯线。
美国CTC(CompositeTechonologyComporation)公司成功开发了新型复合材料合成芯导线。其系列ACCC(复合芯铝绞线)导线芯是由碳纤维为中心层，和玻璃纤维包覆制成的单根芯棒，将碳纤维与玻璃纤维进行预拉伸后，环氧树脂浸渍，然后在高温模子中固化成型。芯线外层与邻外层为梯形截面铝线股。导线经常规型试验，证明其具有良好的机械特性和电气特性。
ACCC导线与常规的钢芯铝绞线相比，在外径相同时，复合芯铝绞线外层允许缠绕超过28%的导电铝线。成品重量与常规的钢芯铝绞线相似，它能够利用现有线路铁塔而不需改造。碳纤维复合芯铝绞线ACCC能够传输相同外径钢芯铝绞线两倍的电流，而且在容量增加一倍的同时，显著地提高了电网的安全性和可靠性。
国内生产应用现状与市场前景
随着国民经济的持续高速发展、工业化与城镇化步伐不断加快，我国对用电量的需求急剧增加，原有输电线路面临着成倍扩容的需求。此外，西电东送、南北互供，以及各类特高压联网等工程也需要建设大容量的新电网。若采用多分裂、大截面的传统钢芯铝绞导线增加输电容量，则因导线荷载加重，需要大大增加铁塔占地、塔材和基础投资。另外，在杆塔荷载大的中国重覆冰地区、沿海高风速地区和容量不稳定的风电输送等工程，传统导线的经济性较差。
为节约材料和土地资源，减少运输途中电耗，自2005年以来，中国电力科学研究院、上海电缆研究所、远东复合技术有限公司、中复碳芯电缆科技有限公司等近20家单位开展了碳纤维复合芯导线的产品研究、制造和工程应用研究，并成功研发出碳纤维复合芯导线。目前，国内有碳纤维复合芯导线生产企业14家，年产能超过10万公里。其中，自主研发的产品已达到国外同类型产品的技术性能水平，玻璃化转变温度、拉伸强度等超过国外同类型产品。
在标准制定方面，上海电缆研究所牵头国内十余家单位，共同完成了碳纤维复合芯的国家标准《纤维增强树脂基复合材料芯棒》（GB/T29234-2012），以及导线的国家标准《复合材料芯架空导线》（送审稿）。中国电力科学研究院牵头完成了国家电网公司企业标准《碳纤维复合材料芯架空导线》（Q/GDW1851-2012）、《碳纤维复合芯铝绞线施工工艺及验收导则》（GDW388-2009），为碳纤维复合芯导线的推广奠定了技术基础。
2006年7月，首条ACCC碳纤维复合芯导线在福建龙岩电业局“园田塘—曹溪220kV”高压输电线路挂网运行，该线路全长5.2公里，改造后输送容量提高一倍。该工程利用原线路铁塔及大部分金具、瓷瓶等原设备，施工比常规导线工程改造缩短三个多月的工期，大大缩短了旧线路改造的停电时间。此后逐步在辽宁、深圳、陕西、北京等全国多个省区输电线路工程中试用。
2008年，嘉兴“220kV汾湖—嘉善”同塔双回路增容改造线路总长度11.5公里，技改工程采用ACCC/TW-413替换LGJ-400/35导线后，输送容量比原来扩大了一倍，但重量却减轻了大约20%。
2008年，天津电网在景卫220kV、总长度11.26公里线路使用碳纤维复合芯导线，总投资低于新建同容量常规线路投资约30%，减少新建线路一半占地面积，节约了可观的土地资源。其试运行两年来，安全稳定，效益明显。
截至2014年初，全国已有超过300多条碳纤维复合芯导线输电线路运行，基本上属于增容改造或扩建线路，电压等级覆盖35kV到500kV。其中，在220kV电力线路上，最长已经运行了近5年的时间，在500kV万顺Ⅲ线上已经运行了1年多时间，整体运行状态良好，相关参数符合规范要求。总体看，近5年工程应用方面取得了明显进步，发展势头良好。
我国已成为世界上使用碳纤维复合芯导线最多的国家，单线总长度超过2万公里，其中，国产碳纤维复合芯导线单线长度超过1万公里，在施工和运行等方面积累了一定经验。
我国电力工业每年将以13%的速度发展，电线电缆市场需求巨大。若按10%的需求以碳纤维复合芯导线替换，每年需求量将超过200万km，潜在的应用市场相当可观。
