一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，步骤一：连铸连轧；连铸连轧的工艺依次为铝锭熔炼－合金成份配置－浇铸－感应加热－轧杆－收杆；合金成份配置时控制保温炉内各元素质量百分数如下：Si：0.2～0.3wt％，Mg：在0.3～0.35wt％，Fe：在0.26～0.30wt％，Ti：在0.01～0.02wt％，稀土：0.09～0.12wt％，其余为铝和不可避免的杂质；在保温炉上设置五个测控点进行取样分析，每个测控点的样品取三个试样的平均值进行化学分析，元素的含量的绝对误差控制在0.004％的范围内；否则，应重新进行搅拌，重新取样分析；步骤二：铝合金型线拉丝；步骤三：时效；步骤四：多根绞合；步骤五：绝缘挤出；步骤六：温水交联。本发明的电缆外径小、单位长度重量轻、拉重比大、弧垂小和无磁滞损耗。
【专利说明】
-种中强度错合金导体架空绝缘电缆的制造方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种中强度侣合金导体架空绝缘电缆的制造方法。
【背景技术】
[0002] 自上世纪八十年代W来，架空绝缘电缆在我国各地电网中逐渐得到了推广应用。 采用架空绝缘电缆代替裸导线，实现配电线路绝缘化，能够提高供电的可靠性、稳定性和安 全性，节约线路维护管理费用，有利于提高供电企业的经济效益，当用于杆塔之间间距较大 的场合，架空绝缘电缆多采用绞合紧压钢忍侣绞线导体，而钢忍的增加同时也增大了电缆 的单位长度重量，导致电缆架设弧垂大，使我们在生活中常见到架空绝缘线离地面距离很 低运一令人头疼的问题。线路增容改造时，需提高杆塔高度，并且钢忍侣绞线忍架空绝缘电 缆输电时钢忍会使线路产生磁滞损耗。
[0003] 为解决钢忍侣绞线忍架空绝缘电缆弧垂大，离地面距离低运一难题，开发一种新 型的弧垂小的架空绝缘电缆势在必行。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是克服侣忍架空绝缘电缆拉力小，钢忍侣绞线忍架空绝缘电缆单位 长度重量大，弧垂低的缺点，提供一种重量轻、弧垂小、档距大和无磁滞损耗的中强度侣合 金导体架空绝缘电缆，即节约电能又提高线路运行安全性。
[0005] 实现本发明目的的技术方案是一种中强度侣合金导体架空绝缘电缆的制造方法， 包括W下步骤：
[0006] 步骤一：连铸连社；所述连铸连社的工艺依次为侣锭烙炼一合金成份配置一诱 铸一感应加热一社杆一收杆;其中合金成份配置时控制保溫炉内各元素质量百分数如下： 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 %，其余为侣和不可避免的杂质;在保溫炉上设置五个测控点进行取样分 析，每个测控点的样品取=个试样的平均值进行化学分析，元素的含量的绝对误差控制在 0.004 %的范围内；否则，应重新进行揽拌，重新取样分析；
[0007] 步骤二:侣合金型线拉丝；
[000引步骤S:时效；
[0009]步骤四：多根绞合；
[0010] 步骤五：绝缘挤出；
[0011] 步骤六:溫水交联。
[0012] 所述步骤一中，合金成份配的配置为:在烙炼的电工侣锭中加入娃合金、儀锭、棚 合金、铁剂、铁合金和稀±合金，然后均匀揽拌、精炼除气，精炼溫度为735°C，精炼时间为10 分钟，然后除渣、静置，静置时间为40~60分钟;精炼时采用高效精炼剂，所述高效精炼剂的 成分为冰晶粉或者1号精炼剂或其它氣、氯盐，加入量为侣液总重2%。;精炼除渣后静置40~ 60分钟，炉中侣液溫度控制在740~760°C保溫。精炼剂与侣液的氧化膜及内部的非金属氧 化物反应，形成固体夹杂物，在除渣过程中除去，除渣后静置，保证合金烙体洁净。
[0013] 所述步骤一中，选用原材料电工侣锭的纯度>99.70%，烙炼炉内溫度控制在730 ~750°C，诱铸溫度控制在700~720°C，入社溫度520~530°C，收杆溫度不高于50°C ;生产的 侣合金杆抗张强度为170~195MPa，伸长率>6%，侣合金杆20°C时导体电阻率《0.03150 Q ? mmVm。
[0014] 所述步骤一中，侣液从保溫炉出来进入诱铸前，经除气炉过滤，除气炉的溫度为 760~780°C，转子转速控制在250±虹9111，并将H含量控制在0.15ml/100gW下；在诱铸过程 中采取泡沫陶瓷微孔过滤再次除渣;采用水平诱铸系统，社制速度恒定、社制溫度恒定;在 诱铸过程中控制结晶轮冷却水各区的压力和流量，诱铸时结晶轮转速1.8RPM，出锭溫度460 ~48(TC。
[0015] 所述步骤一中，所述诱铸过程中结晶轮冷却水的总压力位400邸a;通过化C操作屏 严格控制冷却水各区的压力和流量，保证锭巧的质量最优:结晶轮内侧的冷却水压力值为 75KPa，冷却水流量为13化/min;结晶轮外侧的冷却水压力值为75KPa，冷却水流量为13化/ min;结晶轮左侧的冷却水压力值为lOOKPa，冷却水流量为30L/min;结晶轮右侧的冷却水压 力值为100邸a,冷却水流量为65L/min。
[0016] 所述步骤二中，经连铸连社生产出的侣合金金杆经过侣合金高速拉丝机拉丝，得 到各种规格各种形状的中强度侣合金型线，侣合金线拉丝速度为8~13m/s;拉丝后的中强 度侣合金型线的抗张强度>260MPa，伸长率>2.8%，侣合金线20°(：时导体电阻率《 0.03200 Q ? mmVm。
[0017] 所述步骤二中，型线拉丝中采用水润滑，型线拉丝面积为设计值的1.01倍，拉丝张 力为在0.2~0.4MPa，牵引股轮圈数为瀬，拉丝速度为8~13m/s。
[001引所述步骤S中，时效处理溫度为175 ± 5°C，时间为6-8小时，时效处理后中强度侣 合金型线的抗张强度>240M化，伸长率>3.5%，侣合金线20°C时导体电阻率《0.029350 Q ? mmVm。
[0019] 所述步骤五中，绞合后的导线通过直径为65mmW及直径为120mm的双层共挤挤塑 机，挤出耐候交联聚乙締绝缘和半导电屏蔽层。
[0020] 所述步骤六中，成型电缆在IOCTC蒸汽房内溫水交联6-8小时，使聚乙締分子从线 结构转变为网状的交联聚乙締。
[0021] 采用上述技术方案后，本发明具有W下的有益效果：（1)本发明的方法制得的电缆 的导体采用中强度侣合金型线绞合结构，填充系数不小于0.93，绞合紧密，导体外径小，可 减少绝缘料，降低电缆重量，提高电缆架空运行安全性。
[0022] (2)本发明的方法制得的电缆弧垂特性好，电缆的总拉断力与单位重量之比为 9.4km，而常用钢忍侣绞线忍架空绝缘电缆为7~8km，因其弧垂特性好，可解决农网中架空 绝缘线离地面很低运一令人头疼的问题。
[0023] (3)本发明的方法制得的电缆延伸率大，为侣线的2倍，因而该导线具有优良的过 载能力及疲劳特性。
[0024] (4)本发明的方法制得的电缆没有钢忍要产生的磁滞损失和满流损失，故交流电 阻比钢忍侣绞线忍架空绝缘电缆低，所W电能损失减少，特别是大容量输电时降耗明显。
【具体实施方式】
[0025] 检测原材料，选择牌号为AL99.70侣锭8T，抽样进行化学分析(成份见表1)，放入侣 锭烙炼炉中烙化，加入牌号为AlSil2的侣娃合金锭160kg，牌号为Mg9990儀锭33kg，牌号是 A1B3的侣棚合金锭26kg，铁剂14kg，牌号是AlTilO的侣铁合金锭8kg，牌号是413610稀±合 金锭80kg，经均匀揽拌、精炼除气，精炼溫度735°C，精炼时间10分钟，除渣，静置，静置时间 15分钟，取样分析(根据成份分析结果适时补充材料，检测调控各元素含量，见表2)，然后进 行诱铸，诱铸溫度7〇5°(：，入社溫度52〇-53〇°(：，社制成0 9.5的侣合金杆，侣合金杆的性能如 表3，侣合金杆经高速侣合金拉丝机拉出侣合金型线，拉丝速度为8~13m/s，侣合金线截面 为8.3mm2和11.2mm2，侣合金型线的性能见表4，侣合金型线经过绞线机绞合成标称截面为 150mm2的中强度侣合金型线绞合导体，侣合金型线绞合导体的性能见表5。
[0026] 表1原材料各成份情况
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[0035]表5绞合后侣合金导体和侣合金单线性能
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[0037] 本发明工艺制得的电缆与等直流电阻的侣忍、钢忍侣绞线忍架空绝缘电缆对比如 表6、表7
[0038] 表6等直流电阻条件下与侣忍架空绝缘电缆性能对比
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[0040] 与侣忍架空绝缘电缆对比，因采用型线绞合结构，导体绞合更紧密，外径比侣线架 空绝缘电缆外径小，侣合金忍架空绝缘电缆的拉断力是侣忍的1.66倍，拉重比是侣忍的 1.67 倍。
[0041] 表7等直流电阻条件下与钢忍侣绞线忍架空绝缘电缆性能对比
[0042]
[0043] 等直流电阻的条件下，中强度侣合金导体架空绝缘电缆的拉重比较钢忍侣绞线忍 的略高，但单位长度重量是钢忍侣绞线忍的74%，因此中强度侣合金忍架空绝缘电缆的单 位长度重量轻，弧垂特性好。且该电缆的外径是钢忍侣绞线忍的89%，抗风载能力要优于钢 忍侣绞线忍架空绝缘电缆。
[0044] 中强度侣合金导体架空绝缘电缆可W降低杆塔载荷，在老线路上可不改变杆塔负 载就能够增加输电容量，在新建线路上可增大杆塔间的档距，减少投资成本，大幅度降低线 路造价。
[0045] W上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，W上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一:连铸连乳;所述连铸连乳的工艺依次为铝锭熔炼一合金成份配置一浇铸一感 应加热一乳杆一收杆;其中合金成份配置时控制保温炉内各元素质量百分数如下：Si :0.2 ~0.3wt%，Mg:在0.3~0.35wt%，Fe:在0.26~0.30wt%，Ti:在0.01 ~0.02wt%，稀土： 0.09~0.12wt%，其余为铝和不可避免的杂质;在保温炉上设置五个测控点进行取样分析， 每个测控点的样品取三个试样的平均值进行化学分析，元素的含量的绝对误差控制在 0.004 %的范围内；否则，应重新进行搅拌，重新取样分析； 步骤二:铝合金型线拉丝； 步骤三:时效； 步骤四：多根绞合； 步骤五:绝缘挤出； 步骤六:温水交联。2. 根据权利要求1所述的一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，其特征在 于:所述步骤一中，合金成份配的配置为:在熔炼的电工铝锭中加入硅合金、镁锭、硼合金、 铁剂、钛合金和稀土合金，然后均匀搅拌、精炼除气，精炼温度为735°C，精炼时间为10分钟， 然后除渣、静置，静置时间为40~60分钟；精炼时采用氟或氯盐，加入量为铝液总重2%。;精 炼除渣后静置40~60分钟，炉中铝液温度控制在740~760°C保温。3. 根据权利要求2所述的一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，其特征在 于:所述步骤一中，选用原材料电工铝锭的纯度多99.70%，熔炼炉内温度控制在730~750 °C，浇铸温度控制在700~720°C，入乳温度520~530°C，收杆温度不高于50°C ;生产的铝合 金杆抗张强度为170~19510^，伸长率彡6%，铝合金杆20°(：时导体电阻率彡0.03150〇· mm2/m〇4. 根据权利要求3所述的一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，其特征在 于:所述步骤一中，铝液从保温炉出来进入浇铸前，经除气炉过滤，除气炉的温度为760~ 780°C，转子转速控制在250±5rpm，并将Η含量控制在0.15ml/100g以下;在浇铸过程中采取 泡沫陶瓷微孔过滤再次除渣;采用水平浇铸系统，乳制速度恒定、乳制温度恒定;在浇铸过 程中控制结晶轮冷却水各区的压力和流量，浇铸时结晶轮转速1.8RPM，出锭温度460~480 Γ。5. 根据权利要求4所述的一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，其特征在 于:所述步骤一中，所述浇铸过程中结晶轮冷却水的总压力位400KPa;结晶轮内侧的冷却水 压力值为75KPa，冷却水流量为133L/min;结晶轮外侧的冷却水压力值为75KPa，冷却水流量 为130L/min;结晶轮左侧的冷却水压力值为lOOKPa，冷却水流量为30L/min;结晶轮右侧的 冷却水压力值为1 OOKPa，冷却水流量为65L/min。6. 根据权利要求5所述的一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，其特征在 于:所述步骤二中，经连铸连乳生产出的铝合金金杆经过铝合金高速拉丝机拉丝，得到各种 规格各种形状的中强度铝合金型线，铝合金线拉丝速度为8~13m/s;拉丝后的中强度铝合 金型线的抗张强度彡26010^，伸长率彡2.8%，铝合金线20°(：时导体电阻率彡0.03200〇· mm2/m〇7. 根据权利要求6所述的一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，其特征在 于:所述步骤二中，型线拉丝中采用水润滑，型线拉丝面积为设计值的1.01倍，拉丝张力为 在0.2~0.4MPa，牵引股轮圈数为3圈，拉丝速度为8~13m/s。8. 根据权利要求7所述的一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，其特征在 于:所述步骤三中，时效处理温度为175±5°C，时间为6-8小时，时效处理后中强度铝合金型 线的抗张强度彡240MPa，伸长率彡3.5%，铝合金线20°C时导体电阻率彡0.029350 Ω · mm2/ m〇9. 根据权利要求8所述的一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，其特征在 于:所述步骤五中，绞合后的导线通过直径为65mm以及直径为120mm的双层共挤挤塑机，挤 出耐候交联聚乙烯绝缘和半导电屏蔽层。10. 根据权利要求9所述的一种中强度铝合金导体架空绝缘电缆的制造方法，其特征在 于:所述步骤六中，成型电缆在l〇〇°C蒸汽房内温水交联6-8小时，使聚乙烯分子从线结构转 变为网状的交联聚乙烯。
【文档编号】H01B13/22GK105976890SQ201610452577
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】夏霏霏, 徐静, 张孝雷, 孔涛, 张志力
【申请人】远东电缆有限公司, 新远东电缆有限公司, 远东复合技术有限公司