本發(fā)明屬于變壓器生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及變壓器中導(dǎo)線的生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種短路變導(dǎo)線及其制備方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，銅具有獨特的物理性能和電氣性能，是傳統(tǒng)的導(dǎo)電材料，也是變壓器繞組的主要原材料。但是，由于世界上銅資源的匱乏和市場價格居高不下，促使電工行業(yè)積極尋求代用材料。一般認為，鋁導(dǎo)線是較好的代用材料。由于鋁的資源豐富，其具有價格低廉、重量輕、導(dǎo)電率較高等優(yōu)點，所以，在20世紀60年代就提出“以鋁代銅”，用鋁導(dǎo)線作電能傳輸線，其中包括制作變壓器繞組。

但是，由于鋁的強度較低，容易蠕變，繞組長期使用后會產(chǎn)生變形，而且鋁的耐蝕性較差，表面極易形成堅固的氧化膜，致使接頭難以牢固連接，從而限制了“以鋁代銅”的進一步推廣。隨著雙金屬復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展，人們利用銅的優(yōu)良導(dǎo)電性和鋁的重量輕的特點，將銅層包復(fù)在鋁芯線周圍，形成具有導(dǎo)電性好、密度小、柔軟、耐腐蝕、易釬焊、價格低廉的銅包鋁導(dǎo)線，從而發(fā)展成為導(dǎo)線的第三種金屬材料。

現(xiàn)有技術(shù)中，著重介紹銅包鋁導(dǎo)線的特性，及其應(yīng)用在變壓器繞組中的優(yōu)越性，以及選購銅包鋁導(dǎo)線的要點和使用銅包鋁導(dǎo)線應(yīng)注意的問題。將銅層連續(xù)均勻地包覆在鋁芯線上，并使銅與鋁的接觸面形成原子間結(jié)合的線材，稱為銅包鋁導(dǎo)線。橫截面上銅層面積占整個銅包鋁導(dǎo)線面積之比，稱為銅層面積比-或體積比.。用于低頻傳輸電流的銅包鋁導(dǎo)線，其銅層面積比一般為15％。

銅包鋁導(dǎo)線具有許多優(yōu)點：(1)從材料的密度看，純銅導(dǎo)線的密度為8.89，而銅包鋁導(dǎo)線的密度為3.63，約為純銅導(dǎo)線的40％。這就意味著，在相同質(zhì)量與直徑的條件下，銅包鋁導(dǎo)線的長度約比純銅導(dǎo)線長2.5倍。但是，由于銅包鋁導(dǎo)線的電阻率較純銅導(dǎo)線的大，為了使兩種導(dǎo)線單位長度具有相同的電阻，必須將銅包鋁導(dǎo)線的橫截面積加大。(2)從導(dǎo)線中銅的質(zhì)量比來看，銅包鋁導(dǎo)線中銅質(zhì)量比為36.8％。就是說1噸銅包鋁導(dǎo)線中約含有370千克銅，其長度與1.7噸純銅導(dǎo)線相當。因此，使用1噸銅包鋁導(dǎo)線可節(jié)省銅1.33噸。從而可節(jié)省我國稀缺的銅資源，為創(chuàng)建資源節(jié)約型社會做出貢獻。(3)從材料的比熱來看，銅包鋁導(dǎo)線的比熱比銅導(dǎo)線的大。因此，在相同電阻、電流和通電時間的條件下，繞組的溫升較低，從而延長了絕緣的老化過程，提高了變壓器的壽命。(4)從導(dǎo)線的力學(xué)性能來看，無論軟態(tài)或硬態(tài)的銅包鋁導(dǎo)線，其抗拉強度或伸長率都比純銅導(dǎo)線的低，但足以滿足繞組對力學(xué)性能的要求。并且用強度較低的導(dǎo)線繞制繞組更容易。(5)與鋁導(dǎo)線相比，盡管銅包鋁導(dǎo)線的密度不及鋁的小，比熱不及鋁的大，但銅包鋁導(dǎo)線的電阻率較小，其表面全部為純銅，克服鋁易氧化、腐蝕、難以釬焊的缺點。

但是上述現(xiàn)有技術(shù)中所述的銅包鋁導(dǎo)線在生產(chǎn)過程中需要嚴格控制氧氣含量，而該程序大大加大了生產(chǎn)工藝的技術(shù)難度，且導(dǎo)線應(yīng)對變壓器短路問題較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，獲得一種能夠應(yīng)對電力變壓器的抗突發(fā)短路能力，降低電力變壓器的制造成本，降低變壓器的重量，本發(fā)明提供了一種短路變導(dǎo)線及其制備方法。

技術(shù)方案：一種短路變導(dǎo)線，由以下組分按重量分數(shù)配比組成：銅45～68份、鋁12～23份、鎂3～11份、二氧化硅1～6份、碳化硅2～6份。

優(yōu)選的，所述短路變導(dǎo)線由以下組分按重量分數(shù)配比組成：銅58份、鋁19份、鎂8份、二氧化硅4份、碳化硅4份。

一種短路變導(dǎo)線的制備方法，包含以下步驟：

(1)銅液制備：將銅板在溫度為1100～1500℃條件下熔融，向其中添加鋁、鎂、二氧化硅和碳化硅，攪拌混勻后將鍋爐溫度升高至2108～2315℃；

(2)導(dǎo)體生產(chǎn)：將步驟(1)制得的銅液置于磨具中，將模具安裝到擠壓腔內(nèi)，關(guān)閉擠壓腔，擠壓機使用壓力為20～24MPa，總功率為202.6～226.5KW；

(3)導(dǎo)體半硬化：將步驟(2)獲得的導(dǎo)體引入導(dǎo)體半硬化彎曲工裝的滾輪之間，滾輪間距為66～105mm；

(4)導(dǎo)體涂漆：利用引線將導(dǎo)體從漆包機的退火管中引入，將導(dǎo)體按順序分別穿過涂漆模，開啟絕緣漆循環(huán)裝置，絕緣漆的溫度為55～75℃，粘度為72～88s，涂漆7～12道，每道0.005～0.01mm；在65～80℃條件下烘干；

(5)短路變導(dǎo)線生產(chǎn)：根據(jù)短路變導(dǎo)線線芯根數(shù)以及排列順序?qū)⑹毡P的導(dǎo)線盤安裝到絞籠上，導(dǎo)線寬度為15～30mm，厚度為8～20mm，啟動設(shè)備；

(6)在步驟(5)獲得的短路變導(dǎo)線底部涂上石蠟，石蠟層厚度為0.01～0.025mm，再包覆絕緣紙7～10層，并將其繞于絕緣桶上。

優(yōu)選的，步驟(1)銅液制備：將銅板在溫度為1350℃條件下熔融，向其中添加鋁、鎂、二氧化硅和碳化硅，攪拌混勻后將鍋爐溫度升高至2245℃。

優(yōu)選的，步驟(2)導(dǎo)體生產(chǎn)：將步驟(1)制得的銅液置于磨具中，將模具安裝到擠壓腔內(nèi)，關(guān)閉擠壓腔，擠壓機使用壓力為22MPa，總功率為217.5KW。

優(yōu)選的，步驟(3)導(dǎo)體半硬化：將步驟(2)獲得的導(dǎo)體引入導(dǎo)體半硬化彎曲工裝的滾輪之間，滾輪間距為96mm。

優(yōu)選的，步驟(4)導(dǎo)體涂漆：利用引線將導(dǎo)體從漆包機的退火管中引入，將導(dǎo)體按順序分別穿過涂漆模，開啟絕緣漆循環(huán)裝置，絕緣漆的溫度為68℃，粘度為82s，涂漆11道，每道0.007mm；在72℃條件下烘干。

優(yōu)選的，步驟(5)短路變導(dǎo)線生產(chǎn)：根據(jù)短路變導(dǎo)線線芯根數(shù)以及排列順序?qū)⑹毡P的導(dǎo)線盤安裝到絞籠上，導(dǎo)線寬度為24mm，厚度為16mm，啟動設(shè)備。

優(yōu)選的，步驟(6)在步驟(5)獲得的短路變導(dǎo)線底部涂上石蠟，石蠟層厚度為0.021mm，再包覆絕緣紙9層，并將其繞于絕緣桶上。

有益效果：(1)本發(fā)明所述短路變導(dǎo)線能夠應(yīng)對電力變壓器的抗突發(fā)短路能力；(2)本發(fā)明所述制備方法降低電力變壓器的制造成本，降低變壓器的重量。

具體實施方式

實施例1

一種短路變導(dǎo)線，由以下組分按重量分數(shù)配比組成：銅45份、鋁12份、鎂3份、二氧化硅1份、碳化硅2份。

一種短路變導(dǎo)線的制備方法，包含以下步驟：

(1)銅液制備：將銅板在溫度為1100℃條件下熔融，向其中添加鋁、鎂、二氧化硅和碳化硅，攪拌混勻后將鍋爐溫度升高至2108℃；

(2)導(dǎo)體生產(chǎn)：將步驟(1)制得的銅液置于磨具中，將模具安裝到擠壓腔內(nèi)，關(guān)閉擠壓腔，擠壓機使用壓力為20MPa，總功率為202.6KW；

(3)導(dǎo)體半硬化：將步驟(2)獲得的導(dǎo)體引入導(dǎo)體半硬化彎曲工裝的滾輪之間，滾輪間距為66mm；

(4)導(dǎo)體涂漆：利用引線將導(dǎo)體從漆包機的退火管中引入，將導(dǎo)體按順序分別穿過涂漆模，開啟絕緣漆循環(huán)裝置，絕緣漆的溫度為55℃，粘度為72s，涂漆7道，每道0.005mm；在65℃條件下烘干；

(5)短路變導(dǎo)線生產(chǎn)：根據(jù)短路變導(dǎo)線線芯根數(shù)以及排列順序?qū)⑹毡P的導(dǎo)線盤安裝到絞籠上，導(dǎo)線寬度為15mm，厚度為8mm，啟動設(shè)備；

(6)在步驟(5)獲得的短路變導(dǎo)線底部涂上石蠟，石蠟層厚度為0.01mm，再包覆絕緣紙7層，并將其繞于絕緣桶上。

實施例2

一種短路變導(dǎo)線，由以下組分按重量分數(shù)配比組成：銅58份、鋁19份、鎂8份、二氧化硅4份、碳化硅4份。

一種短路變導(dǎo)線的制備方法，包含以下步驟：

(1)銅液制備：將銅板在溫度為1350℃條件下熔融，向其中添加鋁、鎂、二氧化硅和碳化硅，攪拌混勻后將鍋爐溫度升高至2245℃；

(2)導(dǎo)體生產(chǎn)：將步驟(1)制得的銅液置于磨具中，將模具安裝到擠壓腔內(nèi)，關(guān)閉擠壓腔，擠壓機使用壓力為22MPa，總功率為217.5KW；

(3)導(dǎo)體半硬化：將步驟(2)獲得的導(dǎo)體引入導(dǎo)體半硬化彎曲工裝的滾輪之間，滾輪間距為96mm；

(4)導(dǎo)體涂漆：利用引線將導(dǎo)體從漆包機的退火管中引入，將導(dǎo)體按順序分別穿過涂漆模，開啟絕緣漆循環(huán)裝置，絕緣漆的溫度為68℃，粘度為82s，涂漆11道，每道0.007mm；在72℃條件下烘干；

(5)短路變導(dǎo)線生產(chǎn)：根據(jù)短路變導(dǎo)線線芯根數(shù)以及排列順序?qū)⑹毡P的導(dǎo)線盤安裝到絞籠上，導(dǎo)線寬度為24mm，厚度為16mm，啟動設(shè)備；

(6)在步驟(5)獲得的短路變導(dǎo)線底部涂上石蠟，石蠟層厚度為0.021mm，再包覆絕緣紙9層，并將其繞于絕緣桶上。

實施例3

一種短路變導(dǎo)線，由以下組分按重量分數(shù)配比組成：銅68份、鋁23份、鎂11份、二氧化硅6份、碳化硅6份。

一種短路變導(dǎo)線的制備方法，包含以下步驟：

(1)銅液制備：將銅板在溫度為1500℃條件下熔融，向其中添加鋁、鎂、二氧化硅和碳化硅，攪拌混勻后將鍋爐溫度升高至2315℃；

(2)導(dǎo)體生產(chǎn)：將步驟(1)制得的銅液置于磨具中，將模具安裝到擠壓腔內(nèi)，關(guān)閉擠壓腔，擠壓機使用壓力為24MPa，總功率為226.5KW；

(3)導(dǎo)體半硬化：將步驟(2)獲得的導(dǎo)體引入導(dǎo)體半硬化彎曲工裝的滾輪之間，滾輪間距為105mm；

(4)導(dǎo)體涂漆：利用引線將導(dǎo)體從漆包機的退火管中引入，將導(dǎo)體按順序分別穿過涂漆模，開啟絕緣漆循環(huán)裝置，絕緣漆的溫度為75℃，粘度為88s，涂漆12道，每道0.01mm；在80℃條件下烘干；

(5)短路變導(dǎo)線生產(chǎn)：根據(jù)短路變導(dǎo)線線芯根數(shù)以及排列順序?qū)⑹毡P的導(dǎo)線盤安裝到絞籠上，導(dǎo)線寬度為30mm，厚度為20mm，啟動設(shè)備；

(6)在步驟(5)獲得的短路變導(dǎo)線底部涂上石蠟，石蠟層厚度為0.025mm，再包覆絕緣紙10層，并將其繞于絕緣桶上。

對實施例1～3制備獲得的短路變導(dǎo)線進行性能檢測，結(jié)果如下表所示：