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铝合金在电力传输领域的应用摘要：随着我国电力事业不断发展，电力系统不论是规模还是覆盖率，均得到了长足的发展。
输电线路规模扩张，相应增加了对输电线材料的需求，就现阶段电力输送系统而言，铝合金导线承担着重要的输电作用，在输电性能、综合经济效益等方面表现优异，应用极为广泛。
笔者从铝合金材质在电力传输领域的发展入手，就其实际应用，阐述几点看法。
关键词：铝合金；电力传输；实际应用；电缆自电力能源开始应用以来，人们便开始对输电材质的研究，希望寻找到输电损耗小、价格适宜的输电材料。
铝材凭借自身优良的导电性能及相对经济的价格，在电力事业发展初期，即受到输电领域的广泛关注。
随着现代材料制造业的发展，人们发现在铝中掺加一定量的Fe、Cu、Zr等元素制成铝合金，其伸长率、抗拉强度等均会得到较为明显的提升，并且可以降低其电阻率。
因此，针对铝合金材质在电力输送领域的实际应用进行分析，具有其相应的现实意义。
一、铝合金输电电缆的发展概述铝与铜一样是良性金属导体，但与铜相比其密度更小，仅为2.7g/cm3左右，价格更加低廉，并且加工方便，是较为传统的输电电缆制作原材料之一，在电缆制造领域拥有较为广泛的应用。
在铝制电缆制造应用初期，人们习惯用纯铝材质制作电缆，但纯铝材质缺点明显，如熔点低、机械强度差、柔韧性差等，在实际使用过程中，遇到较大电流时，纯铝导线易产生大量热，并且经过一段时间的使用后，还会出现“蠕变”问题，此外，纯铝导线脆化、折断问题同样严重，限制了纯铝导线的实际输电性能。
基于纯铝导线在实际应用中出现的种种问题，由美、日两国科研人员率先尝试，通过在纯铝导线中掺入约为0.1%的Zr元素，以解决纯铝导线的输电软化问题，即耐热铝合金电缆，其中以TACSR（耐热铝合金钢芯绞线）最具代表县，TACSR与常规ACSR绞线相比，连续运行温度可达到150℃、短时允许温度可达180℃，平均提升了60.0℃左右。
我国关于铝制导体的研究可大致分为两个阶段。
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。
随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,铝合金的焊接性研究也随之深入。
铝合金导线就是在铝合金的基础上衍生的一种副产品,中强度的铝合金导线是230~265MPa 的抗拉强度,完全能够胜任输电线路的发展要求。
1中强度全铝合金导线的应用优点1)减少投资。
这种导线的拉重比较大,并且在弧垂特性上优于其他导线。
因此在应用于输电线路的过程中,能够在输电杆塔的挡距上适当的增加,由此来降低线路在铺设时的投资力度。
2)使用寿命长。
中强度全铝合金导线具有较强的延伸率,并且在拉伸之后仍旧能够在高温下正常工作,损失的强度在可承受的范围之内。
由于这种导线属于中强度导线,因此在抗过载能力上高于低强度导线,在抗疲劳上也具有较大优势。
3)垂直荷载较小。
对比钢芯铝绞线,这种导线在相同的直径与相当的水平荷载条件下,所承受的垂直荷载要比钢芯铝绞线少10%左右,因此在施工上也较为简单。
4)工作效率较高。
全铝合金导线是由同一种材料制造而成的,因此在应用于输电线路的时候只需要一个接续管就能够保障其正常使用。
这种材料在屈服强度方面是铝线的1~2倍,要是进行压缩型的接续,对传统应用中产生的灯笼现象或是导线的鼓包现象也能够有所缓解。
对于耐强跳线而言,能够在一定程度上降低压接的工作量,让工作效率显著提高。
5)收磨损几率较小。
全铝合金导线的硬度比较高,目前已经能够达到85HB 的布氏硬度,是铝线材料的2倍。
这种材料要轻于钢芯铝绞线,在对输电线路建造的过程中,放线环节可以降低表面受到的摩擦,让线路的寿命延长。
导线表面的高质量能够在输电线路运行的过程中降低运行时候产生的无线电干扰程度以及电晕损失。
6)电能损失小。
将全铝合金导线应用于输电线路时,虽然其直流电阻率要略高于硬铝线,程度大约在4.3%左右[1]。
但是在通电之后,由于全铝合金导线在直径上与钢芯铝绞线是相同的,导电截面上要高于钢芯铝绞线,因此在20℃情况下,直流电阻要比钢芯铝绞线要略低一些。
科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision 科技视界0引言近年来,随着铜线价格的迅速上涨,电工用铝和铝合金在电缆工业中得以广泛地应用。
更形成了“以铝节铜”的新型电缆工业发展观念。
本文从以铝节铜的重要性出发,对电工用铝和铝合金在电缆工业中的应用现状进行分析,从而对其未来的在电缆工业中的应用前景做了具体研究。
1“以铝节铜”的重要性近年来,随着电力产业的飞速发展,我国电缆工业对铜的需求量大幅度上升。
据统计仅2011年一年,我国铜的销量就已经达到485万吨,约占世界总销量的三分之一,但由于我国的铜矿藏量严重缺乏且分布不均,因此大部分的金属铜都需要依靠进口,为我国的进口贸易带来了较大的压力。
另一方面,随着世界范围内的用铜量增加,而金属铜的矿藏量有限,所以导致了铜的价格飞涨,进而严重压缩了线缆产品的利润空间。
因此必须寻找一种导电性能与铜相差无几且比较经济的材料来代替铜,铜和铝都属于良性导体,且铝的导电性能仅次于铜,因此将电工用铝和铝合金应用于电缆工业是确保我国线缆产业利益最大化的有效方法。
以铝节铜设计到了众多范畴,比如对铝矿的开采、以废杂铜生产杆制线,达到铜的生产再循环目的和用光纤代替铜等[1]。
2电工用铝和铝合金导体的应用现状现阶段,我国的电缆工业总产值已经达到了9010亿元人民币,已成为机械生产领域中仅次于汽车制造业的第二产业。
随着铜的价格飞涨,为电工用铝和铝合金带来了较大的市场空间,下文就电工用铝和铝合金导体的应用现状进行了具体分析[2]。
2.1架空输、配电导线由于我国大多数的铝资源中含硅量较多,不利于电工铝的生产,因此我国通过采用“稀土优化综合处理技术”对铝矿中的铝进行处理,从而为电工铝和铝合金的生产打下了良好的基础。
但是目前我国架空输、配电导线中,铜的应用量为76%、而电工用铝和铝合金的应用量为24%,可见电工用铝和铝合金并未在我国的架空输、配电导线中得以广泛的应用,其原因主要有两点,其一是由于我国的铝矿藏量相对较少,且要将含硅量较多的铝矿进行处理需要较高的费用,另一方面则是因为我国现有的架空输配电导线大多数都是已经建成的、具有一定年限的并可以继续使用的,如果将其进行拆迁换用电工铝导线不仅会消耗巨大的财力,也会给人们的生活添加众多的不便[3]。
中强度全铝合金导线在超高压输电线路上的应用超高压输电线路的建设已成为我国电力行业的新发展方向。
在电力行业中，信号传输和能量传输是不可或缺的两个组成部分。
由于信号传输线路不需要太大的能量输出，铜导线可以满足要求。
但是能量传输线路却需要具备更高的传输效率，同时还要具备耐腐蚀、抗风化等多种特性。
因此，我们需要寻找一种更具有优势的新型导线。
中强度全铝合金导线（ACSR）应运而生。
中强度全铝合金导线是一种由铝和铝合金材料制成的电器导线。
相比铜质导线，ACSR 导线具有重量轻、导电性能优异、电阻率低、抗氧化、抗腐蚀、抗紫外线等优势。
而就其电导性能来说，与铜导线要劣一些，但其安装成本和运行费用就低了许多。
这使得ACSR 导线成为许多超高压输电线路建设的首选配备。
ACSR 导线能够承受较高的张力，并且不会损坏，这也使得ACSR 导线成为了大型输电线路的必备品之一。
超高压输电线路需要更高的导线张力，同时还需要承受恶劣的环境条件。
在这种情况下，ACSR 导线是一种理想的选择。
ACSR 导线的优势还包括其轻质化，重量远远低于铜导线，这有助于在输电塔上降低劳动强度，节省人力物力。
此外，在大型的输电线路工程中，ACSR导线更好地适应了风荷载和冰荷载的需求。
ACSR 导线可以广泛应用于航空、船舶和军事电子设备等领域，在 RTS （空中信道）中也有广泛的应用。
航空电缆接头（如液压油系统）中的ACSR 导线通常由鹅卵石、石英或可能含有某些稀有金属的死金属材料支撑。
这种材料合金有很高的热导率和耐高温性质，能够满足极端环境下的应用需求。
总之，中强度全铝合金导线在超高压输电线路上的应用将大幅度改善电力传输效率。
ACSR 导线可以承受更高的负载和强风，同时还可以承受更恶劣的自然环境和气候。
此外，ACSR 导线成本低廉，可在大规模电力传输项目中享受长期便宜的运行费用。
通过大规模的引入和使用，ACSR 导线将有可能满足超高压输电领域中的电力需求，并促进更快、更可靠、更安全的能源传输。
耐热铝合金导线在输电线路中应用与发展发布时间：2021-05-06T16:42:49.120Z 来源：《当代电力文化》2021年第3期作者：张阳[导读] 在同等规格条件下耐热铝合金导线比普通钢芯铝合金绞线输送更多的电能张阳杭州电力招标咨询有限公司浙江杭州 310003【摘要】在同等规格条件下耐热铝合金导线比普通钢芯铝合金绞线输送更多的电能，承受更高的温度，并能节约基建投资，经济效益明显，广泛应用于远距离超高压、变电站建设、旧网改造等等方面，节能降损效果显著。
【关键词】耐热铝合金导线；性能特点；经济效益；随着经济的快速发展及人们生活水平的提高，对电力的需求也出现急剧增长，输电线路开始向大容量方向发展，这就要求增大导线的输电容量。
1983年以前，我国铝导体的导电性能波动较大，铝导体电阻率的国家标准为59.5% IACS。
进入2010年以来，在特高压、远距离、大容量输电工程建设以及电网建设注重输电线路“节能降损”的战略促进下，我国的电工铝线制造技术及能力获得新发展，特别是大截面900/40(75)、1000/45(80)及1250/70(100)钢芯铝绞线，要求铝单线抗拉强度σ≥172MPa（其强度极差不大于25MPa）、导电率≥61.5%IACS以及节能型导线的铝单线导电率≥62.0、62.5及63.0%IACS的要求，通过降低电工铝导体的电阻率，降低线损，带来巨大的节能效果。
耐热铝合金作为一种性能良好的特种导线，在我国城网增容改造、变电站建设以及一般线路上具有良好优势。
1. 耐热导线的耐热机理通常铜、铝等金属导体材料在通电后由于电阻作用导致材料温度升高，降低了其机械性能，从而影响导线的输电能力。
因此，为提高铜铝导电材料的耐热性能，国外从上世纪40年代开始研究，寻求一种能提高其耐热性能的材料。
研究表明，在铝中添加少量锆制成铝合金，可提高其耐热性，而对导电率的影响可控制在最小的范围内。
为什么在铝材中添加金属锆能提高铝材的耐热性能，这主要由于添加金属锆以后铝材的再结晶温度得到了提高。
电工用铝和铝合金在电缆工业中的应用与前景铝和铝合金在电缆工业中有广泛的应用和潜在的前景。
以下是其主要应用和前景的详细分析：1.电力传输：铝是一种轻便而又具有良好导电性能的金属。
在电力输送方面，铝被广泛应用于输电线路和电缆中，作为导线材料使用。
与传统的铜导线相比，铝导线在相同截面积下，重量轻约1/3，成本低约1/2、因此，在长距离输电方面，铝导线更为经济高效。
随着世界范围内对清洁能源的需求增加，电力供应网络的建设和改造也在加速进行，铝导线的需求量有望继续增加。
2.电缆护套：铝及其合金由于良好的耐腐蚀性和低密度特性，也被广泛用于电缆护套的制造。
电缆护套起到保护电缆绝缘及导体的作用，能有效防止外界湿气、化学物质等对电缆的侵蚀。
铝护套能够在各种繁重和恶劣的环境条件下提供良好的耐久性和抗腐蚀性能。
3.电缆屏蔽：铝及其合金的良好导电性能使其成为电缆屏蔽的理想材料。
电缆屏蔽主要用于减少电磁干扰和对外界干扰的抵抗能力，提高电缆传输信号的稳定性和可靠性。
铝屏蔽层能够良好地屏蔽外界干扰，使信号接收端得到准确可靠的信号传输。
4.电缆连接器：铝及其合金在电缆连接器的制造中也有广泛的应用。
电缆连接器是电缆系统中起连接和分配电力或信号的关键组件，其质量和稳定性直接影响整个电缆系统的性能。
铝连接器具有良好的导电性能、抗腐蚀性能和机械强度，能够满足复杂的连接要求。
1.升级改造：铝合金在电缆改造、升级和扩建中有着巨大的潜力。
在现有电缆系统的维护和升级过程中，铝合金可以更好地满足对高压和大电流需求的要求。
例如，在城市电缆网的现代化改造中，铝合金电缆可以用于高压输电和大电流传输，提高电力系统的效率和可靠性。
2.新能源应用：随着可再生能源的迅速发展和应用，铝合金在新能源领域的应用潜力也变得越来越大。
例如，太阳能、风能和地热能等新能源设备的连接线路和电缆需要具备良好的导电性能、耐腐蚀性和机械强度，铝合金正是满足这些要求的理想材料。
3.车载电缆：随着电动车的普及和发展，铝合金在车载电缆中的应用也有了很大的前景。
耐热铝合金导线在输电线路中的应用
秦君
【期刊名称】《科技情报开发与经济》
【年(卷),期】2011(000)024
【摘要】耐热铝合金导线主要是以(超)耐热合金层绞合特殊钢芯的结构.利用(超)耐热铝合金导电和特殊钢芯受力相结合实现了低弧垂和增容特性.在输电线路进行增容改造时只要更换导线,就能实现1.6～2.0倍的输送容量而不增加弧垂；在新建线路时采用耐热导线通过减少截面也可降低线路本体投资.分析了耐热导线与钢芯铝绞线的弧垂特性,探讨了线路载流量与温度弧垂特性的关系,提出了耐热导线使用的基本原则.
【总页数】4页(P203-206)
【作者】秦君
【作者单位】山西省电力勘测设计院,山西太原,030001
【正文语种】中文
【中图分类】TM726
【相关文献】
1.耐热铝合金导线在输电线路中的应用 [J], 魏锦丽;王藏柱;冯学斌
2.耐热铝合金导线的耐热机理及其在输电线路中的应用 [J], 尤传永
3.耐热铝合金导线的耐热机理及其在输电线路中的应用 [J], 尤传永
4.耐热铝合金导线的耐热机理及其在输电线路中的应用 [J],
5.新型耐热铝合金导线在35kV线路中的应用及杆塔校验 [J], 周勇
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浅谈输电线路耐热铝合金导线及其应用在国内电力发展和供电容量需求日益增大的现况下，介绍了耐热铝合金导线的特性，此类导线在输电线路支撑不变动的情况下，可使输电线路输送容量增加，从而具有较大的经济价值。
标签：耐热铝合金导线经济效益输送容量0引言随着国内经济和建设日新月异的发展，电力供应需求量日益增加。
近年来，发电机装机容量在逐年递增，输电电压由高压向超高压、特高压增升。
随着远距离大容量直流输电技术日趋成熟，形成了全国性的高压互联网，架空导线输送容量和质量的需求日益增高。
从1978到2011年，全国发电机容量从5712万千瓦增至11.2亿千瓦，年发电量由2565亿千瓦增至47000.7亿千瓦。
目前中国的年发电量已跃居世界第一位。
即使这样，在我国很多经济发达地区还存在供不应求的现象，极大地制约了当地的经济发展。
究其原因，主要是因为现有输电线路运行能力有限，导线传输容量小造成的。
如何在现有的输电线路基础上提高输送容量是解决以上问题的关键。
1架空导线传输容量的提高方法1.1现有输电线路的增容有两种方法一是加大导线截面；二是采用耐热导线，加大导线截面要求加强现有铁塔，而采用耐热导线则无须加强现有铁塔。
1.2耐热铝合金国内外发展美国General Electric Research Laboratories的Mr.R.Herrington通过研究首先发现：在铝材中适当添加金属锆元素能提高铝材的耐热性能，并于1949年发表论文对这一发现做了介绍。
该项发现受到国际上相关专业人士的关注和重视。
尤其是日本在开发和研制耐热导线方面取得较大进展，开发出在铝中添加0.1%左右的锆的耐热铝合金导线，在不降低导线抗拉强度和导电率的情况下，提高其耐热性。
在原有线路上更换耐热铝合金导线，使传输容量成倍增加，满足了日益增长的供电需求。
现在日本220kV 以上的高压传输线路全部采用耐热铝合金导线。
国内于上世纪80年代末，由上海电缆研究所与武汉电缆厂联合研制开发了普通耐热铝合金钢芯绞线，由此打破了此类产品依赖进口的局面。
工业用电工级铝合金导体节能电缆随着工业化进程的不断发展，电力需求量也越来越大。
为了满足工业领域对电力的需求，提高电力传输效率，节约能源，工业用电工级铝合金导体节能电缆应运而生。
本文将从以下几个方面对工业用电工级铝合金导体节能电缆进行介绍和分析。
1. 什么是工业用电工级铝合金导体节能电缆工业用电工级铝合金导体节能电缆是一种专门用于工业领域的电力传输电缆，它采用了铝合金导体，其导体的材质优势使其具有良好的导电性能和较低的电阻，能够有效地降低电力传输过程中产生的热量和能量损耗，从而实现节能的效果。
2. 工业用电工级铝合金导体节能电缆的优势工业用电工级铝合金导体节能电缆相比传统的铜导体电缆具有以下优势：(1) 优良的导电性能：铝合金导体具有优异的导电性能，能够满足工业领域对电力传输的大电流要求。
(2) 轻质化：相比同等截面的铜导体，铝合金导体的比重更轻，能够减轻电缆的重量，降低安装成本。
(3) 良好的耐腐蚀性能：铝合金导体具有较好的耐腐蚀性能，能够适应工业环境的复杂腐蚀条件。
(4) 节能降耗：铝合金导体的电阻相对较低，能够减少电力传输中的能量损耗，达到节能的效果。
(5) 环保节能：铝合金导体是一种环保型材料，具有循环再生利用的特点，符合现代工业的环保要求。
3. 工业用电工级铝合金导体节能电缆的应用范围工业用电工级铝合金导体节能电缆适用于各类工业用电场合，包括但不限于工矿企业、城市供电、大型机械设备、石油化工、冶金冶炼等领域。
在这些领域中，电力需求量大、输电距离长，对电缆的高效节能传输要求较高，工业用电工级铝合金导体节能电缆能够很好地满足这些应用需求。
4. 工业用电工级铝合金导体节能电缆的市场前景随着工业领域的不断发展，工业用电工级铝合金导体节能电缆具有巨大的市场需求。
其具有优良的技术性能和环保节能的特点，受到了工业用户的青睐。
未来随着工业用电领域的需求不断增长，工业用电工级铝合金导体节能电缆有望成为电力传输领域的主流产品。
