高导电率耐热铝合金导体材料研发及导线研制技术报告
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浅谈全铝合金导线、耐热铝合金导线、倍容量导线等新型随着电源容量、用电需求的迅速增长以及资源能源的日益紧张和环境保护的限制不断加大,需要新建线路或改造已有线路,进一步提高电网的输电能力,尤其在经济发达地区,这个问题就更加突出。
低损耗、环保型、节约型、大容量的新型材料输电技术随着科学技术、材料技术、制造水平以及工艺水平的不断提高,将发挥越来越重要的作用。
一、新型导线技术:1.全铝合金导线目前在西欧、北欧、北美、日本、南亚等国家,铝合金导线作为架空输电线路已广泛应用,但我国目前应用量还不到1%。
全铝合金导线与目前普通采用的钢芯铝绞线(ACSR)相比,具有弧垂特性高、耐腐蚀、表面耐损伤、伸长率大、线损小以及抗蠕变性能好等优点。
2.耐热铝合金导线上世纪60年代日本研制了耐热铝合金导线,其连续运行温度及短时允许温度比常规ACSR要提高60℃,分别为150℃和180℃,从而大大提高了输电能力。
耐热铝合金是由EC 级铝、少量锆和其他元素组成,具有较高的重结晶温度,所以耐热铝合金连续工作温度可达150℃,载流量可提高1.4~1.6倍。
同时加锆对改善导线的耐软化性和耐蠕变性有显著的效果。
为减少电腐蚀,钢芯采用铝包钢。
3.倍容量导线倍容量导线也叫超耐热铝合金导线。
该导线除具有耐热铝合金导线的优点外,最大的特点为导线允许温度可达230℃,载流量提高约2倍;导线钢芯采用铝包INV AR线,显著地限制了导线弧垂。
倍容量导线的线径、质量、张力、弧垂等特性与常用的ACSR基本相同,所以线路改造时,原有杆塔、基础可完全利用。
4.新型复合材料合成芯导线随着材料技术的不断进步,20世纪末人们尝试用有机复合材料代替金属材料制作导线的芯材,开发出了新型复合材料合成芯导线。
这种导线充分发挥了有机复合材料的特点,与目前各种架空导线相比,具有重量轻、强度高、热稳定性好、驰度低、载流量大、耐腐蚀的特点,从节能、节地、节材、环保、提高输电能力等方面看,具有很好的应用前景,特别适用于老线路的改造。
耐热铝合金导线的发展和应用摘要:介绍了耐热铝合金导线的特点,生产工艺及应用情况,同时指出了研发新型耐热铝合金导线需注意的技术问题。
关键词:耐热铝合金高强度高导电率0 引言应用研究表明[1,2],采用耐热铝合金导线的新建线路既可以大幅增加线路的输送容量,同时较普通导线线路可以节省5%~8%的投资。
由于耐热铝合金导线在超高压线路和大跨越线路上运行效果良好,因此其已经被广泛采用。
使用较为广泛的耐热铝合金导线按导电率分主要有58%、60%、55%iacs等几档[3]。
1 耐热铝合金生产工艺目前,耐热铝合金导线的生产主要采用连铸连轧技术。
生产工艺如下:①选料:材料的al含量应该大于99.5%。
②添加合金元素:zr元素可以细化晶粒,提高合金的抗蠕变性能[4]和力学性能等[5,6],但会降低导电率;ti元素可细化晶粒;fe、mg、si等元素可提高合金强度。
③浇注工艺:为去除杂质,铝液在进入浇包前需进行过滤[7]。
浇注时需调整冷却方式和铸造速度以获得均匀的组织,防治缩孔、开裂、冷隔等铸造缺陷[8]。
④均匀化处理:为使导线获得高强度、强耐热性和高电导率[9],zr需以zral3弥散质点均匀的分布在晶粒内部。
⑤轧制:通过轧制使金属的形状、尺寸和性能发生改变[10]。
⑥拉制:轧制铝合金线材经过模具,使其长度增大、截面积减小的拉伸加工过程[11]。
⑦人工时效处理:时效处理可以提高合金的强度和导电率[12],同时析出适量的第二相,可以有效地增加蠕变裂纹扩展抗力[13]。
⑧绞制:通过盘式或笼式绞线机将多根耐热铝合金单线与钢芯(钢绞线)绞制成钢芯耐热铝合金导线。
2 生产耐热铝合金导线的技术问题2.1 添加zr对导电率的影响。
添加zr会降低合金的导电率,因此为了提高导电率,应采用适当的热工艺使使zr以al3zr析出质点的形式存在,减少α(al)固溶体。
2.2 导线的蠕变。
蠕变是通过晶内切变、位错运动和迁动实现的。
在导线的生产工艺中,采用热处理工艺除了可以提高其强度、导电率、耐热性外,还可以提高其抗蠕变性能。
nrlhgj耐热铝合金导线参数耐热铝合金导线是一种具有较高耐热性能的导线材料,能够在高温环境下稳定工作。
本文将从导线的导电性能、耐热性能、导线尺寸和应用领域四个方面对耐热铝合金导线的参数进行详细介绍。
一、导电性能耐热铝合金导线具有良好的导电性能,其电阻率低,能够保证电流的顺利传输。
导线的电阻率与导线材料的电阻率有关,耐热铝合金导线由于采用了优质的铝合金材料制造,因此具有较低的电阻率,能够有效减少能量损耗。
二、耐热性能耐热铝合金导线具有较好的耐热性能,能够在高温环境下长时间稳定工作。
导线的耐热性能主要与导线材料的熔点和导线结构有关。
耐热铝合金导线采用了高熔点的铝合金材料,使其能够在高温环境下保持稳定,不会出现熔化或变形的情况。
三、导线尺寸耐热铝合金导线的尺寸通常由导线的截面积和导线的外径来表示。
导线的截面积决定了导线的导电能力,通常用平方毫米(mm²)来表示;导线的外径则决定了导线的柔软性和耐热性能,通常用毫米(mm)来表示。
根据不同的应用需求,可以选择不同规格的耐热铝合金导线。
四、应用领域由于耐热铝合金导线具有良好的耐热性能和导电性能,因此广泛应用于各个领域。
在电力系统中,耐热铝合金导线可用于输电线路、变电站等场所,能够稳定传输电能;在航空航天领域,耐热铝合金导线可用于飞机、火箭等航天器的电气连接,能够在高温环境下保证工作的可靠性;在工业生产中,耐热铝合金导线可用于高温炉窑、熔炼设备等场所,能够承受高温环境的考验。
耐热铝合金导线具有优异的导电性能和耐热性能,能够在高温环境下稳定工作。
其导线尺寸和应用领域的选择需根据具体需求进行,以满足不同场合的使用要求。
随着科技的不断进步,耐热铝合金导线的性能将不断提升,为各个领域的应用提供更好的解决方案。
高导电率JL1/G2A-1250/100导线的研制摘要:通过对灵州-绍兴±800千伏特高压直流输电线路工程用钢芯铝绞线JL1/G2A-1250/100的研制生产,从原材料选用到生产工艺的控制,公司所研制的JL1/G2A-1250/100导线完全满足工程技术要求。
关键词:高导电率;JL1/G2A-1250/100钢芯铝绞线;研制1引言钢芯铝绞线是单层或多层铝股线绞合在镀锌钢芯线外的加强型导线。
主要用于电力和输电线路行业。
钢芯铝绞线具有结构简单、架设与维护方便、线路造价低、传输容量大、又利于跨越江河和山谷等特殊地理条件敷设、具有良好的导电性能和足够的机械强度、抗拉强度、杆塔距离可放大等特点。
因此广泛应用于各种电压等级的输配电线路中。
根据“十二五”电力发展规划,架空线路向大容量、超高压发展,采用多分裂导线和导线的大截面化、合金化的发展。
在特高压直流工程中应用大截面导线可有效提高输送容量、降低输电线路损耗,提高全寿命周期经济社会效益。
JL1/G2A-1250/100高导电率钢芯铝绞线是目前国内输电线路工程应用的最大截面导线,节能效果更加显著,对环境影响更小,损耗更低。
国家电网公司准备在灵州-绍兴±800千伏特高压直流输电线路工程中采用JL1/G3A-1250/70、JL1/G2A-1250/100等大截面钢芯铝绞线。
我公司为积极配合国家电网公司的工程计划,非常重视大截面导线研发工作, JL1/G2A-1250/100高导电率钢芯铝绞线如研发成功,将在特高压直流输电工程中得到广泛的推广应用。
公司结合特高压直流工程实际,积极推广应用大截面导线,为促进“资源节约型、环境友好型”社会建设和经济社会发展做出新贡献。
2关键技术及要求该类导线主要用在跨度比较大的线路上,因导线的自身重量重以及复杂的自然环境等因素的影响,必须提高导线的抗拉强度,才能达到最佳的拉力重量比的组合效果。
因此,此根导线必须选用高强度的钢绞线。
耐热铝合金导线性能参数
1耐热导线的种类和主要性能参数
1.1耐热导线的分类
早在20世纪60年代日本便开始研制并采用耐热导线。
它采用铝锆合金作为导电部分,提高导线的允许运行温度从而提高输送容量。
因为铝锆合金可以有效地抵抗高温退火的影响,能够在高达230℃的温度保持它的强度。
铝锆合金根据耐热性能分为普通型铝合金(TAL),超耐热型铝合金(ZTAL)和特耐热型铝合金(XTAL)。
采用不同型号的耐热铝合金可以制造出不同耐热性能的导线。
由于导线运行温度的提高,弧垂也将随温度增大。
为了适应线路架设中的弧垂要求,殷钢心耐热铝合金绞线(TACIR)被开发了出来。
殷钢是由铁和镍等元素组成的合金。
殷钢膨胀系数只有普通钢材的1/3(低于100℃为2.8,高于100℃为3.6,相同条件下普通钢材则为11.5)。
用殷钢作为导线钢心如:殷钢心耐热铝合金导线(TACIR)可以在150℃下运行,而殷钢心超耐热铝合金导线(ZTACIR)和殷钢心特耐热铝合金导线(XTACIR)可以在210℃和230℃下运行,可以在满足低弧垂的要求下,更好的利用铝合金的耐高温性能,从而提高输送容量。
1.2耐热导线的载流性能
若把普通钢心铝铰线(ACSR)的载流量当作1,则普通耐热导线(TAL)的载流量是钢心铝铰线的1.6倍,ZTACIR的载流量是ACSR的2.0倍,XTACIR 是ACSR的2.1倍。
1、新型耐高温导线的设计要求耐高温导线可在各类变压器、互感器、传感器中用于传输模拟信号、电脉冲、控制电流等,以封闭电磁场传输方式工作的耐高温同轴电缆在高温场合可以用于传输高频信号或一般场合传输较大功率的高频信号。
随着科技的不断发展,对耐高温导线使用温度的要求越来越高,导线尺寸也越来越小。
表1为一种新型耐高温导线的主要电性能和机械性能要求。
2、新型耐高温导线的选材和结构从表1可以看出,该导线的电性能、机械性能、耐高温性能的要求很高,要求导线材料在耐高温的同时必须具有较强的机械性能,如机械加工时工艺可行性和低温弯曲性,其主要的难点是500℃高温时绝缘电阻要达到50 MΩ(500 V),因而在导线的选材和制造工艺等方面都必须谨慎。
在设计新型耐高温导线时我们必须要:a.合理选择耐高温导线的结构,使其满足导线使用温度、绝缘电阻和机械性能的要求。
结构尺寸确定的原则是在限定的耐高温导线总外径下尽可能地放大芯线的绝缘外径,以减小高温导线的直流电阻。
b.强化工艺过程控制,采取特殊而有效的工艺措施,确保耐高温导线的电气性能和连续制造长度。
2. 1 导体材料耐高温导线的导体基料一般是以铜为主,其表面可以镀上耐高温的金属镀层。
在高温状态下铜导体的表面随着温度的升高和时间的增长,加速老化的过程变得越来越严重,老化过程最终使导体的传输能力逐渐降低,而这是人们所不希望的。
在选择新型耐高温导线的导体材料时,不仅要考虑其必须传输较大的电流,而且还应考虑到大电流会使导线发热。
为了避免和延迟这个过程,可以在铜导体的表面镀上分子结构比较稳定的金属,如银或镍。
为确保该新型耐高温导线在高温状态下的导电性,我们采用了直径为0.75 mm软态铜线进行镀镍,镀镍后的导线用孔径为0.70 mm的拉丝模过模,以保证芯体直径在(O.7O士0.02)mm之间。
根据相关试验,镀镍铜线的镀镍层厚度必须大于 3 p.m,且过模后的导线最好不再进行弯曲。
2. 2 绝缘材料由于高硅氧玻璃纤维纱(玻璃丝)具有良好的绝缘性和优良的耐高温特性,因而是耐高温导线首选的绝缘材料之一。
高导电率JL1/G2A-1250/100导线的研制摘要:通过对灵州-绍兴±800千伏特高压直流输电线路工程用钢芯铝绞线JL1/G2A-1250/100的研制生产,从原材料选用到生产工艺的控制,公司所研制的JL1/G2A-1250/100导线完全满足工程技术要求。
关键词:高导电率;JL1/G2A-1250/100钢芯铝绞线;研制1引言钢芯铝绞线是单层或多层铝股线绞合在镀锌钢芯线外的加强型导线。
主要用于电力和输电线路行业。
钢芯铝绞线具有结构简单、架设与维护方便、线路造价低、传输容量大、又利于跨越江河和山谷等特殊地理条件敷设、具有良好的导电性能和足够的机械强度、抗拉强度、杆塔距离可放大等特点。
因此广泛应用于各种电压等级的输配电线路中。
根据“十二五”电力发展规划,架空线路向大容量、超高压发展,采用多分裂导线和导线的大截面化、合金化的发展。
在特高压直流工程中应用大截面导线可有效提高输送容量、降低输电线路损耗,提高全寿命周期经济社会效益。
JL1/G2A-1250/100高导电率钢芯铝绞线是目前国内输电线路工程应用的最大截面导线,节能效果更加显著,对环境影响更小,损耗更低。
国家电网公司准备在灵州-绍兴±800千伏特高压直流输电线路工程中采用JL1/G3A-1250/70、JL1/G2A-1250/100等大截面钢芯铝绞线。
我公司为积极配合国家电网公司的工程计划,非常重视大截面导线研发工作, JL1/G2A-1250/100高导电率钢芯铝绞线如研发成功,将在特高压直流输电工程中得到广泛的推广应用。
公司结合特高压直流工程实际,积极推广应用大截面导线,为促进“资源节约型、环境友好型”社会建设和经济社会发展做出新贡献。
2关键技术及要求该类导线主要用在跨度比较大的线路上,因导线的自身重量重以及复杂的自然环境等因素的影响,必须提高导线的抗拉强度,才能达到最佳的拉力重量比的组合效果。
因此,此根导线必须选用高强度的钢绞线。
架空线路用高导电率耐热铝合金导线的研制祝志祥;韩钰;陈新;陈保安;刘东雨;韩爱芝【摘要】针对目前国产耐热铝合金导线较常规钢芯铝绞线的导电率低、输电线损较高阻碍其大范围应用的技术问题,介绍研制新型耐热铝合金导线的思路.以价格相对低廉的常规工业纯铝锭(99.7%A1)为原料,利用微合金化作用进行铝合金成分及微观组织结构的控制,并通过Zr元素含量的优化调整,在实验室采用小试线方式制备出高导电率、低成本的耐热铝合金单丝样品.目前.该技术已通过线缆生产车间连铸连轧生产线的试验验证,为后续高导电率耐热铝合金导线的生产及示范应用奠定了良好基础.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2014(047)006【总页数】4页(P66-69)【关键词】耐热铝合金导线;增容;输电线路;导电率【作者】祝志祥;韩钰;陈新;陈保安;刘东雨;韩爱芝【作者单位】国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所,北京102211;国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所,北京102211;国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所,北京102211;国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所,北京102211;华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京 102206;国网河南省电力公司,河南周口 466000【正文语种】中文【中图分类】TM244.20 引言耐热铝合金导线具有低弧垂、增容等特性,可在尽量不更换杆塔的前提下进行线路改造,运行温度可提升至120℃以上,载流量提高40%以上[1-5],尤其适合新建大容量输电线路及居民密集区老旧线路的增容改造。
与国外相比,国产耐热铝合金导线采用的耐热铝合金材料,其20℃的导电率≤60%IACS(International Annealing Copper Standard,国际退火铜标准),输电线损较高,且制造时大多采用99.85%A l的高纯铝锭为原料进行生产,生产使用成本较高,一定程度上制约了其大规模发展及应用。
导体铝合金8a07耐热检验报告导体铝合金8A07是一种耐热性能较好的合金材料,在航空航天、军工等领域具有广泛的应用。
本文将对导体铝合金8A07的耐热性能进行测试和分析,并给出相应的检验报告。
一、实验目的本次实验的目的是研究导体铝合金8A07的耐热性能,通过实验数据来评估其在高温环境下的稳定性和可靠性。
二、实验装置和方法本次实验采用热重分析仪对导体铝合金8A07进行耐热性能测试。
具体实验步骤如下:1. 将导体铝合金8A07样品切割成适当大小的试样。
2. 将试样放置在热重分析仪的样品舱中。
3. 设置实验参数:升温速率、起始温度、终止温度等。
4. 开始实验,记录试样的质量随温度变化的曲线。
5. 分析实验数据,得出导体铝合金8A07在不同温度下的质量损失情况。
三、实验结果与分析根据实验数据,可以看出导体铝合金8A07在高温环境下的耐热性能表现良好。
在升温过程中,试样的质量基本保持稳定,没有出现明显的质量损失。
在高温区域,试样的质量损失较小,表明导体铝合金8A07具有较高的耐高温性能。
四、实验结论通过对导体铝合金8A07的耐热性能测试和分析,可以得出以下结论:1. 导体铝合金8A07在高温环境下表现出良好的稳定性和可靠性。
2. 导体铝合金8A07的质量损失较小,具有较高的耐高温性能。
3. 导体铝合金8A07适用于航空航天、军工等领域,可以在高温环境下稳定运行。
五、改进建议根据实验结果,可以进一步改进导体铝合金8A07的耐热性能,提高其在高温环境下的稳定性和可靠性。
具体改进建议如下:1. 优化合金配方,增加耐高温元素的含量,提高合金的耐热性能。
2. 优化材料加工工艺,提高材料的致密性和抗氧化性能。
3. 进一步研究合金的晶粒结构和相变行为,优化材料的热处理工艺。
六、参考文献[1] XXX. 导体铝合金8A07耐热性能研究[J]. 材料科学与工程学报, 20XX, XX(X): XX-XX.[2] XXX. 导体铝合金8A07在高温环境下的稳定性分析[J]. 航空材料学报, 20XX, XX(X): XX-XX.七、致谢在本次实验中,我们得到了XXX老师的指导和帮助,在此表示衷心的感谢。