一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，步驟一：連鑄連軋；連鑄連軋的工藝依次為鋁錠熔煉－合金成份配置－澆鑄－感應(yīng)加熱－軋桿－收桿；合金成份配置時控制保溫爐內(nèi)各元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：Si：0.2～0.3wt％，Mg：在0.3～0.35wt％，F(xiàn)e：在0.26～0.30wt％，Ti：在0.01～0.02wt％，稀土：0.09～0.12wt％，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)；在保溫爐上設(shè)置五個測控點進(jìn)行取樣分析，每個測控點的樣品取三個試樣的平均值進(jìn)行化學(xué)分析，元素的含量的絕對誤差控制在0.004％的范圍內(nèi)；否則，應(yīng)重新進(jìn)行攪拌，重新取樣分析；步驟二：鋁合金型線拉絲；步驟三：時效；步驟四：多根絞合；步驟五：絕緣擠出；步驟六：溫水交聯(lián)。本發(fā)明的電纜外徑小、單位長度重量輕、拉重比大、弧垂小和無磁滯損耗。
【專利說明】
-種中強(qiáng)度錯合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種中強(qiáng)度侶合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自上世紀(jì)八十年代W來，架空絕緣電纜在我國各地電網(wǎng)中逐漸得到了推廣應(yīng)用。 采用架空絕緣電纜代替裸導(dǎo)線，實現(xiàn)配電線路絕緣化，能夠提高供電的可靠性、穩(wěn)定性和安 全性，節(jié)約線路維護(hù)管理費用，有利于提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)用于桿塔之間間距較大 的場合，架空絕緣電纜多采用絞合緊壓鋼忍侶絞線導(dǎo)體，而鋼忍的增加同時也增大了電纜 的單位長度重量，導(dǎo)致電纜架設(shè)弧垂大，使我們在生活中常見到架空絕緣線離地面距離很 低運一令人頭疼的問題。線路增容改造時，需提高桿塔高度，并且鋼忍侶絞線忍架空絕緣電 纜輸電時鋼忍會使線路產(chǎn)生磁滯損耗。
[0003] 為解決鋼忍侶絞線忍架空絕緣電纜弧垂大，離地面距離低運一難題，開發(fā)一種新 型的弧垂小的架空絕緣電纜勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服侶忍架空絕緣電纜拉力小，鋼忍侶絞線忍架空絕緣電纜單位 長度重量大，弧垂低的缺點，提供一種重量輕、弧垂小、檔距大和無磁滯損耗的中強(qiáng)度侶合 金導(dǎo)體架空絕緣電纜，即節(jié)約電能又提高線路運行安全性。
[0005] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種中強(qiáng)度侶合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法， 包括W下步驟：
[0006] 步驟一：連鑄連社；所述連鑄連社的工藝依次為侶錠烙煉一合金成份配置一誘 鑄一感應(yīng)加熱一社桿一收桿;其中合金成份配置時控制保溫爐內(nèi)各元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下： 81:0.2~0.3"1%，]\%:在0.3~0.35"1%，尸6:在0.26~0.30"1%，1'1:在0.01~0.02"1%，稀 ±:0.09~0.12wt %，其余為侶和不可避免的雜質(zhì);在保溫爐上設(shè)置五個測控點進(jìn)行取樣分 析，每個測控點的樣品取=個試樣的平均值進(jìn)行化學(xué)分析，元素的含量的絕對誤差控制在 0.004 %的范圍內(nèi)；否則，應(yīng)重新進(jìn)行攬拌，重新取樣分析；
[0007] 步驟二:侶合金型線拉絲；
[000引步驟S:時效；
[0009]步驟四：多根絞合；
[0010] 步驟五：絕緣擠出；
[0011] 步驟六:溫水交聯(lián)。
[0012] 所述步驟一中，合金成份配的配置為:在烙煉的電工侶錠中加入娃合金、儀錠、棚 合金、鐵劑、鐵合金和稀±合金，然后均勻攬拌、精煉除氣，精煉溫度為735°C，精煉時間為10 分鐘，然后除渣、靜置，靜置時間為40~60分鐘;精煉時采用高效精煉劑，所述高效精煉劑的 成分為冰晶粉或者1號精煉劑或其它氣、氯鹽，加入量為侶液總重2%。;精煉除渣后靜置40~ 60分鐘，爐中侶液溫度控制在740~760°C保溫。精煉劑與侶液的氧化膜及內(nèi)部的非金屬氧 化物反應(yīng)，形成固體夾雜物，在除渣過程中除去，除渣后靜置，保證合金烙體潔凈。
[0013] 所述步驟一中，選用原材料電工侶錠的純度>99.70%，烙煉爐內(nèi)溫度控制在730 ~750°C，誘鑄溫度控制在700~720°C，入社溫度520~530°C，收桿溫度不高于50°C ;生產(chǎn)的 侶合金桿抗張強(qiáng)度為170~195MPa，伸長率>6%，侶合金桿20°C時導(dǎo)體電阻率《0.03150 Q ? mmVm。
[0014] 所述步驟一中，侶液從保溫爐出來進(jìn)入誘鑄前，經(jīng)除氣爐過濾，除氣爐的溫度為 760~780°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制在250±虹9111，并將H含量控制在0.15ml/100gW下；在誘鑄過程 中采取泡沫陶瓷微孔過濾再次除渣;采用水平誘鑄系統(tǒng)，社制速度恒定、社制溫度恒定;在 誘鑄過程中控制結(jié)晶輪冷卻水各區(qū)的壓力和流量，誘鑄時結(jié)晶輪轉(zhuǎn)速1.8RPM，出錠溫度460 ~48(TC。
[0015] 所述步驟一中，所述誘鑄過程中結(jié)晶輪冷卻水的總壓力位400邸a;通過化C操作屏 嚴(yán)格控制冷卻水各區(qū)的壓力和流量，保證錠巧的質(zhì)量最優(yōu):結(jié)晶輪內(nèi)側(cè)的冷卻水壓力值為 75KPa，冷卻水流量為13化/min;結(jié)晶輪外側(cè)的冷卻水壓力值為75KPa，冷卻水流量為13化/ min;結(jié)晶輪左側(cè)的冷卻水壓力值為lOOKPa，冷卻水流量為30L/min;結(jié)晶輪右側(cè)的冷卻水壓 力值為100邸a,冷卻水流量為65L/min。
[0016] 所述步驟二中，經(jīng)連鑄連社生產(chǎn)出的侶合金金桿經(jīng)過侶合金高速拉絲機(jī)拉絲，得 到各種規(guī)格各種形狀的中強(qiáng)度侶合金型線，侶合金線拉絲速度為8~13m/s;拉絲后的中強(qiáng) 度侶合金型線的抗張強(qiáng)度>260MPa，伸長率>2.8%，侶合金線20°(：時導(dǎo)體電阻率《 0.03200 Q ? mmVm。
[0017] 所述步驟二中，型線拉絲中采用水潤滑，型線拉絲面積為設(shè)計值的1.01倍，拉絲張 力為在0.2~0.4MPa，牽引股輪圈數(shù)為瀬，拉絲速度為8~13m/s。
[001引所述步驟S中，時效處理溫度為175 ± 5°C，時間為6-8小時，時效處理后中強(qiáng)度侶 合金型線的抗張強(qiáng)度>240M化，伸長率>3.5%，侶合金線20°C時導(dǎo)體電阻率《0.029350 Q ? mmVm。
[0019] 所述步驟五中，絞合后的導(dǎo)線通過直徑為65mmW及直徑為120mm的雙層共擠擠塑 機(jī)，擠出耐候交聯(lián)聚乙締絕緣和半導(dǎo)電屏蔽層。
[0020] 所述步驟六中，成型電纜在IOCTC蒸汽房內(nèi)溫水交聯(lián)6-8小時，使聚乙締分子從線 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀的交聯(lián)聚乙締。
[0021] 采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有W下的有益效果：（1)本發(fā)明的方法制得的電纜 的導(dǎo)體采用中強(qiáng)度侶合金型線絞合結(jié)構(gòu)，填充系數(shù)不小于0.93，絞合緊密，導(dǎo)體外徑小，可 減少絕緣料，降低電纜重量，提高電纜架空運行安全性。
[0022] (2)本發(fā)明的方法制得的電纜弧垂特性好，電纜的總拉斷力與單位重量之比為 9.4km，而常用鋼忍侶絞線忍架空絕緣電纜為7~8km，因其弧垂特性好，可解決農(nóng)網(wǎng)中架空 絕緣線離地面很低運一令人頭疼的問題。
[0023] (3)本發(fā)明的方法制得的電纜延伸率大，為侶線的2倍，因而該導(dǎo)線具有優(yōu)良的過 載能力及疲勞特性。
[0024] (4)本發(fā)明的方法制得的電纜沒有鋼忍要產(chǎn)生的磁滯損失和滿流損失，故交流電 阻比鋼忍侶絞線忍架空絕緣電纜低，所W電能損失減少，特別是大容量輸電時降耗明顯。
【具體實施方式】
[0025] 檢測原材料，選擇牌號為AL99.70侶錠8T，抽樣進(jìn)行化學(xué)分析(成份見表1)，放入侶 錠烙煉爐中烙化，加入牌號為AlSil2的侶娃合金錠160kg，牌號為Mg9990儀錠33kg，牌號是 A1B3的侶棚合金錠26kg，鐵劑14kg，牌號是AlTilO的侶鐵合金錠8kg，牌號是413610稀±合 金錠80kg，經(jīng)均勻攬拌、精煉除氣，精煉溫度735°C，精煉時間10分鐘，除渣，靜置，靜置時間 15分鐘，取樣分析(根據(jù)成份分析結(jié)果適時補(bǔ)充材料，檢測調(diào)控各元素含量，見表2)，然后進(jìn) 行誘鑄，誘鑄溫度7〇5°(：，入社溫度52〇-53〇°(：，社制成0 9.5的侶合金桿，侶合金桿的性能如 表3，侶合金桿經(jīng)高速侶合金拉絲機(jī)拉出侶合金型線，拉絲速度為8~13m/s，侶合金線截面 為8.3mm2和11.2mm2，侶合金型線的性能見表4，侶合金型線經(jīng)過絞線機(jī)絞合成標(biāo)稱截面為 150mm2的中強(qiáng)度侶合金型線絞合導(dǎo)體，侶合金型線絞合導(dǎo)體的性能見表5。
[0026] 表1原材料各成份情況
[0027]
[0035]表5絞合后侶合金導(dǎo)體和侶合金單線性能
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[0037] 本發(fā)明工藝制得的電纜與等直流電阻的侶忍、鋼忍侶絞線忍架空絕緣電纜對比如 表6、表7
[0038] 表6等直流電阻條件下與侶忍架空絕緣電纜性能對比
[0039]
[0040] 與侶忍架空絕緣電纜對比，因采用型線絞合結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體絞合更緊密，外徑比侶線架 空絕緣電纜外徑小，侶合金忍架空絕緣電纜的拉斷力是侶忍的1.66倍，拉重比是侶忍的 1.67 倍。
[0041] 表7等直流電阻條件下與鋼忍侶絞線忍架空絕緣電纜性能對比
[0042]
[0043] 等直流電阻的條件下，中強(qiáng)度侶合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的拉重比較鋼忍侶絞線忍 的略高，但單位長度重量是鋼忍侶絞線忍的74%，因此中強(qiáng)度侶合金忍架空絕緣電纜的單 位長度重量輕，弧垂特性好。且該電纜的外徑是鋼忍侶絞線忍的89%，抗風(fēng)載能力要優(yōu)于鋼 忍侶絞線忍架空絕緣電纜。
[0044] 中強(qiáng)度侶合金導(dǎo)體架空絕緣電纜可W降低桿塔載荷，在老線路上可不改變桿塔負(fù) 載就能夠增加輸電容量，在新建線路上可增大桿塔間的檔距，減少投資成本，大幅度降低線 路造價。
[0045] W上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，W上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟一:連鑄連乳;所述連鑄連乳的工藝依次為鋁錠熔煉一合金成份配置一澆鑄一感 應(yīng)加熱一乳桿一收桿;其中合金成份配置時控制保溫爐內(nèi)各元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：Si :0.2 ~0.3wt%，Mg:在0.3~0.35wt%，F(xiàn)e:在0.26~0.30wt%，Ti:在0.01 ~0.02wt%，稀土： 0.09~0.12wt%，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì);在保溫爐上設(shè)置五個測控點進(jìn)行取樣分析， 每個測控點的樣品取三個試樣的平均值進(jìn)行化學(xué)分析，元素的含量的絕對誤差控制在 0.004 %的范圍內(nèi)；否則，應(yīng)重新進(jìn)行攪拌，重新取樣分析； 步驟二:鋁合金型線拉絲； 步驟三:時效； 步驟四：多根絞合； 步驟五:絕緣擠出； 步驟六:溫水交聯(lián)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，其特征在 于:所述步驟一中，合金成份配的配置為:在熔煉的電工鋁錠中加入硅合金、鎂錠、硼合金、 鐵劑、鈦合金和稀土合金，然后均勻攪拌、精煉除氣，精煉溫度為735°C，精煉時間為10分鐘， 然后除渣、靜置，靜置時間為40~60分鐘；精煉時采用氟或氯鹽，加入量為鋁液總重2%。;精 煉除渣后靜置40~60分鐘，爐中鋁液溫度控制在740~760°C保溫。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，其特征在 于:所述步驟一中，選用原材料電工鋁錠的純度多99.70%，熔煉爐內(nèi)溫度控制在730~750 °C，澆鑄溫度控制在700~720°C，入乳溫度520~530°C，收桿溫度不高于50°C ;生產(chǎn)的鋁合 金桿抗張強(qiáng)度為170~19510^，伸長率彡6%，鋁合金桿20°(：時導(dǎo)體電阻率彡0.03150〇· mm2/m〇4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，其特征在 于:所述步驟一中，鋁液從保溫爐出來進(jìn)入澆鑄前，經(jīng)除氣爐過濾，除氣爐的溫度為760~ 780°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制在250±5rpm，并將Η含量控制在0.15ml/100g以下;在澆鑄過程中采取 泡沫陶瓷微孔過濾再次除渣;采用水平澆鑄系統(tǒng)，乳制速度恒定、乳制溫度恒定;在澆鑄過 程中控制結(jié)晶輪冷卻水各區(qū)的壓力和流量，澆鑄時結(jié)晶輪轉(zhuǎn)速1.8RPM，出錠溫度460~480 Γ。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，其特征在 于:所述步驟一中，所述澆鑄過程中結(jié)晶輪冷卻水的總壓力位400KPa;結(jié)晶輪內(nèi)側(cè)的冷卻水 壓力值為75KPa，冷卻水流量為133L/min;結(jié)晶輪外側(cè)的冷卻水壓力值為75KPa，冷卻水流量 為130L/min;結(jié)晶輪左側(cè)的冷卻水壓力值為lOOKPa，冷卻水流量為30L/min;結(jié)晶輪右側(cè)的 冷卻水壓力值為1 OOKPa，冷卻水流量為65L/min。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，其特征在 于:所述步驟二中，經(jīng)連鑄連乳生產(chǎn)出的鋁合金金桿經(jīng)過鋁合金高速拉絲機(jī)拉絲，得到各種 規(guī)格各種形狀的中強(qiáng)度鋁合金型線，鋁合金線拉絲速度為8~13m/s;拉絲后的中強(qiáng)度鋁合 金型線的抗張強(qiáng)度彡26010^，伸長率彡2.8%，鋁合金線20°(：時導(dǎo)體電阻率彡0.03200〇· mm2/m〇7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，其特征在 于:所述步驟二中，型線拉絲中采用水潤滑，型線拉絲面積為設(shè)計值的1.01倍，拉絲張力為 在0.2~0.4MPa，牽引股輪圈數(shù)為3圈，拉絲速度為8~13m/s。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，其特征在 于:所述步驟三中，時效處理溫度為175±5°C，時間為6-8小時，時效處理后中強(qiáng)度鋁合金型 線的抗張強(qiáng)度彡240MPa，伸長率彡3.5%，鋁合金線20°C時導(dǎo)體電阻率彡0.029350 Ω · mm2/ m〇9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，其特征在 于:所述步驟五中，絞合后的導(dǎo)線通過直徑為65mm以及直徑為120mm的雙層共擠擠塑機(jī)，擠 出耐候交聯(lián)聚乙烯絕緣和半導(dǎo)電屏蔽層。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體架空絕緣電纜的制造方法，其特征在 于:所述步驟六中，成型電纜在l〇〇°C蒸汽房內(nèi)溫水交聯(lián)6-8小時，使聚乙烯分子從線結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 變?yōu)榫W(wǎng)狀的交聯(lián)聚乙烯。
【文檔編號】H01B13/22GK105976890SQ201610452577
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】夏霏霏, 徐靜, 張孝雷, 孔濤, 張志力
【申請人】遠(yuǎn)東電纜有限公司, 新遠(yuǎn)東電纜有限公司, 遠(yuǎn)東復(fù)合技術(shù)有限公司