本發(fā)明涉及電氣設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種稀土鋁合金導(dǎo)電線材及使用該線材繞制的變壓器。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)繞制變壓器大多數(shù)使用的導(dǎo)電線材(漆包線)都是銅材質(zhì)的導(dǎo)電線材，也有少數(shù)使用普通鋁合金或純鋁材質(zhì)導(dǎo)電線材繞制的。目前銅材質(zhì)的導(dǎo)電線材是主要原材料，特別是近幾年電力工業(yè)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)快速增長(zhǎng)，基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的增長(zhǎng)及家用電器的迅速發(fā)展，對(duì)導(dǎo)電線材的需求及應(yīng)用帶來(lái)較廣闊的領(lǐng)域，隨之而來(lái)的是對(duì)導(dǎo)電線材需求量增大并提出了更高的要求。為此生產(chǎn)導(dǎo)電線材需要大量的銅原料，而我國(guó)是一貧銅的國(guó)家，每年工業(yè)所需銅原料大量由進(jìn)口而來(lái)，對(duì)國(guó)家這一戰(zhàn)略物資的儲(chǔ)備是當(dāng)務(wù)之急。
而我國(guó)的鋁資源儲(chǔ)備量豐富，以鋁代銅為思路研發(fā)一種稀土鋁合金導(dǎo)電線材，以稀土鋁合金導(dǎo)電線材取代銅材質(zhì)導(dǎo)電線材繞制變壓器，將為國(guó)家節(jié)約大量的銅材，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。但是，目前尚無(wú)稀土鋁合金導(dǎo)電線材及用于變壓器的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種稀土鋁合金導(dǎo)電線材及使用該線材繞制的變壓器，該稀土鋁合金導(dǎo)電線材比銅材質(zhì)導(dǎo)電線材成本低，但有與銅材質(zhì)導(dǎo)電線材相近的導(dǎo)電率及比銅材質(zhì)導(dǎo)電線材更優(yōu)良的機(jī)械物理性能，比普通鋁合金或純鋁材質(zhì)導(dǎo)電線材更高的導(dǎo)電率及更好的機(jī)械物理性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種稀土鋁合金導(dǎo)電線材，所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材的材質(zhì)為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其配方組成及重量配比為：Fe＝0.05wt％～0.5wt％，Ag＝0.01wt％～0.08wt％，S＝0.02wt％～0.25wt％，R＝0.005wt％～0.25wt％，余量為Al；所述S為V、Ti、Cr、Mn和Ni中的一種或多種元素組合，所述R為稀土元素中的一種或多種元素組合。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材的抗拉強(qiáng)度大于等于200Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率大于等于20％，導(dǎo)電率大于等于60％IACS，平均蠕變速度小于等于6×10-2％/h，疲勞彎折次數(shù)大于等于25。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材在大于90℃長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的載流量為同直徑銅導(dǎo)電線材的60％～75％。
使用上述稀土鋁合金導(dǎo)電線材繞制的變壓器，所述變壓器的繞組線圈是由所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材制成的漆包線繞制的。
所述變壓器包括但不限于干式變壓器、油浸變壓器、異型變壓器、互感器、電抗器或調(diào)壓器等通過(guò)電流電壓或脈沖產(chǎn)生電磁交換的設(shè)備。
本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明通過(guò)元素成分的良好匹配使稀土鋁合金導(dǎo)電線材具有較好的導(dǎo)電與機(jī)械物理性能，該稀土鋁合金導(dǎo)電線材比銅材質(zhì)導(dǎo)電線材成本低，但有與銅材質(zhì)導(dǎo)電線材相近的導(dǎo)電率及比銅材質(zhì)導(dǎo)電線材更優(yōu)良的機(jī)械物理性能，比普通鋁合金或純鋁材質(zhì)導(dǎo)電線材更高的導(dǎo)電率及更好的機(jī)械物理性能；以該稀土鋁合金導(dǎo)電線材取代銅材質(zhì)導(dǎo)電線材繞制變壓器，節(jié)約了大量的銅材，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。
附圖說(shuō)明
圖1為干式變壓器的示意圖。
圖中：1-變壓器接線端子，2-變壓器框架，3-繞組線圈，4-變壓器緊固件，5-變壓器鐵芯。
具體實(shí)施方式
本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，以下所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的稀土鋁合金導(dǎo)電線材的材質(zhì)為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其配方組成及重量配比為：Fe＝0.49wt％，Ag＝0.012wt％，S＝0.07wt％，R＝0.24wt％，余量為Al；所述S為0.02wt％V和0.05wt％Cr的組合，所述R為稀土元素0.12wt％La和0.12wt％Ce的組合。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材的抗拉強(qiáng)度為231Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為25％，導(dǎo)電率為63％IACS，平均蠕變速度為6×10-2％/h，疲勞彎折次數(shù)為35。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材在大于90℃長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的載流量為同直徑銅導(dǎo)電線材的70％。
使用本實(shí)施例的稀土鋁合金導(dǎo)電線材繞制的變壓器，如圖1所示，變壓器接線端子1安裝于變壓器框架2上，變壓器鐵芯5外繞制繞組線圈3，變壓器緊固件4固定繞組線圈3，變壓器框架2固定支撐了整個(gè)變壓器的力學(xué)結(jié)構(gòu)；所述繞組線圈3是由所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材制成的漆包線繞制的。
在使用稀土鋁合金導(dǎo)電線材時(shí)可選取電流密度2.4A/m2，導(dǎo)線的直徑可按鋁線材標(biāo)準(zhǔn)的0.8倍選擇，其它線圈的層式、結(jié)構(gòu)、阻抗計(jì)算都按鋁線材標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算設(shè)計(jì)。
實(shí)測(cè)繞制成型的干式變壓器主要各參數(shù)為：空載電流＜28％，短路阻抗＜±8％，空載電壓比＜±0.5％，空載損耗＜9％，滿足國(guó)標(biāo)GB1094.1的要求。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的稀土鋁合金導(dǎo)電線材的材質(zhì)為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其配方組成及重量配比為：Fe＝0.45wt％，Ag＝0.021wt％，S＝0.21wt％，R＝0.03wt％，余量為Al；所述S為V，所述R為稀土元素La。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材的抗拉強(qiáng)度為228Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為25％，導(dǎo)電率為64％IACS，平均蠕變速度為5.8×10-2％/h，疲勞彎折次數(shù)為35。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材在大于90℃長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的載流量為同直徑銅導(dǎo)電線材的72％。
使用本實(shí)施例的稀土鋁合金導(dǎo)電線材繞制的變壓器，如圖1所示，變壓器接線端子1安裝于變壓器框架2上，變壓器鐵芯5外繞制繞組線圈3，變壓器緊固件4固定繞組線圈3，變壓器框架2固定支撐了整個(gè)變壓器的力學(xué)結(jié)構(gòu)；所述繞組線圈3是由所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材制成的漆包線繞制的。
在使用稀土鋁合金導(dǎo)電線材時(shí)可選取電流密度2.5A/m2，導(dǎo)線的直徑可按鋁線材標(biāo)準(zhǔn)的0.8倍選擇，其它線圈的層式、結(jié)構(gòu)、阻抗計(jì)算都按鋁線材標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算設(shè)計(jì)。
實(shí)測(cè)繞制成型的干式變壓器主要各參數(shù)為：空載電流＜27.6％，短路阻抗＜±7.7％，空載電壓比＜±0.48％，空載損耗＜8.3％，滿足國(guó)標(biāo)GB1094.1的要求。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的稀土鋁合金導(dǎo)電線材的材質(zhì)為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其配方組成及重量配比為：Fe＝0.31wt％，Ag＝0.035wt％，S＝0.18wt％，R＝0.11wt％，余量為Al；所述S為0.13wt％Ti和0.05wt％Ni的組合，所述R為稀土元素Ce。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材的抗拉強(qiáng)度為221Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為24％，導(dǎo)電率為65％IACS，平均蠕變速度為5.3×10-2％/h，疲勞彎折次數(shù)為34。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材在大于90℃長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的載流量為同直徑銅導(dǎo)電線材的65％。
使用本實(shí)施例的稀土鋁合金導(dǎo)電線材繞制的變壓器，如圖1所示，變壓器接線端子1安裝于變壓器框架2上，變壓器鐵芯5外繞制繞組線圈3，變壓器緊固件4固定繞組線圈3，變壓器框架2固定支撐了整個(gè)變壓器的力學(xué)結(jié)構(gòu)；所述繞組線圈3是由所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材制成的漆包線繞制的。
在使用稀土鋁合金導(dǎo)電線材時(shí)可選取電流密度2.6A/m2，導(dǎo)線的直徑可按鋁線材標(biāo)準(zhǔn)的0.8倍選擇，其它線圈的層式、結(jié)構(gòu)、阻抗計(jì)算都按鋁線材標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算設(shè)計(jì)。
實(shí)測(cè)繞制成型的干式變壓器主要各參數(shù)為：空載電流＜27.4％，短路阻抗＜±7.2％，空載電壓比＜±0.44％，空載損耗＜7.7％，滿足國(guó)標(biāo)GB1094.1的要求。
實(shí)施例4
本實(shí)施例的稀土鋁合金導(dǎo)電線材的材質(zhì)為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其配方組成及重量配比為：Fe＝0.27wt％，Ag＝0.041wt％，S＝0.12wt％，R＝0.02wt％，余量為Al；所述S為V，所述R為稀土元素Nd。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材的抗拉強(qiáng)度為215Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為24％，導(dǎo)電率為66％IACS，平均蠕變速度為5.1×10-2％/h，疲勞彎折次數(shù)為34。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材在大于90℃長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的載流量為同直徑銅導(dǎo)電線材的68％。
使用本實(shí)施例的稀土鋁合金導(dǎo)電線材繞制的變壓器，如圖1所示，變壓器接線端子1安裝于變壓器框架2上，變壓器鐵芯5外繞制繞組線圈3，變壓器緊固件4固定繞組線圈3，變壓器框架2固定支撐了整個(gè)變壓器的力學(xué)結(jié)構(gòu)；所述繞組線圈3是由所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材制成的漆包線繞制的。
在使用稀土鋁合金導(dǎo)電線材時(shí)可選取電流密度2.7A/m2，導(dǎo)線的直徑可按鋁線材標(biāo)準(zhǔn)的0.8倍選擇，其它線圈的層式、結(jié)構(gòu)、阻抗計(jì)算都按鋁線材標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算設(shè)計(jì)。
實(shí)測(cè)繞制成型的干式變壓器主要各參數(shù)為：空載電流＜26.3％，短路阻抗＜±6.8％，空載電壓比＜±0.42％，空載損耗＜7.5％，滿足國(guó)標(biāo)GB1094.1的要求。
實(shí)施例5
本實(shí)施例的稀土鋁合金導(dǎo)電線材的材質(zhì)為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其配方組成及重量配比為：Fe＝0.18wt％，Ag＝0.064wt％，S＝0.25wt％，R＝0.008wt％，余量為Al；所述S為Ti，所述R為稀土元素Y。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材的抗拉強(qiáng)度為204Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為22％，導(dǎo)電率為68％IACS，平均蠕變速度為4.8×10-2％/h，疲勞彎折次數(shù)為32。
所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材在大于90℃長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的載流量為同直徑銅導(dǎo)電線材的75％。
使用本實(shí)施例的稀土鋁合金導(dǎo)電線材繞制的變壓器，如圖1所示，變壓器接線端子1安裝于變壓器框架2上，變壓器鐵芯5外繞制繞組線圈3，變壓器緊固件4固定繞組線圈3，變壓器框架2固定支撐了整個(gè)變壓器的力學(xué)結(jié)構(gòu)；所述繞組線圈3是由所述稀土鋁合金導(dǎo)電線材制成的漆包線繞制的。
在使用稀土鋁合金導(dǎo)電線材時(shí)可選取電流密度2.9A/m2，導(dǎo)線的直徑可按鋁線材標(biāo)準(zhǔn)的0.8倍選擇，其它線圈的層式、結(jié)構(gòu)、阻抗計(jì)算都按鋁線材標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算設(shè)計(jì)。
實(shí)測(cè)繞制成型的干式變壓器主要各參數(shù)為：空載電流＜25％，短路阻抗＜±6.1％，空載電壓比＜±0.40％，空載損耗＜7％，滿足國(guó)標(biāo)GB1094.1的要求。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。