裸电线十年回顾与展望

sky_wish · 发表于 2007-7-16 09:36

一、基本概述

裸电线是电线电缆不可缺少的部分，除了光缆以外，几乎所有的电线电缆都需要导体、需要裸线，而且相当数量的一部分产品就以裸电线的形式出现，例如钢芯铝绞线。粗略概算，包括导体部分在内的裸电线的总产值，约占电线电缆总产值的三分之一，它有着举足轻重的作用。

裸电线、电线电缆导体，其材料主要是铜、铜合金、铝、铝合金，以及其它有色和稀有金属材料。

在工农业总的用铜量中，电线电缆行业用铜量占有很高的比重。九十年代初期，全国电线电缆行业的用铜量约近30万吨，而今年估计用铜量为80余万吨，约增加近二倍的用铜量，价格却从最高每吨3万元至现在每吨1.5万元，下跌约50％，因此一些在缺铜时采用铝作代用品的电线电缆产品又恢复采用铜，如布电线、电车线等，使铜的用量日增。铜作为电线电缆最主要的导电材料，又逐步向不同的用途延伸，如用作电车线的高强度、高耐磨的铜合金线应运而生；使用高纯度、高精度的铜线为通信电缆等提供优质导电材料；特细铜线、超细铜线更为新型的电子仪器设备、通信设备、办公自动化设备等提供更为优良的产品，用铜量的增加便是理所当然的。

每年几十万吨铜需要加工，从电解铜板、加工成杆、线或异型材，需要约万台套以上的杆材、线材和异型材的生产设备，这是十分庞大的设备群体。

铜杆生产中最主要四种方法的设备，我国都应有尽有。拥有2台套浸涂法设备和至少700余台套的上引法机组用于生产无氧铜杆，保守估计，设备年生产能力在180万吨至200万吨；从德国、美国、意大利引进的铜铸轧机组超过10台套，加上国产的连铸连轧机组，光亮铜杆的生产能力至少为50万吨至60万吨；至于原有常用的横列式轧机轧制黑铜杆，加上用水平连铸法制作型材的坯料，其年生产能力不低于30万吨至50万吨。也就是说，我国拥有的生产设备中，无氧、低氧铜杆的年生产能力在220万吨至250万吨左右。加上黑铜杆生产能力，将超过300万吨。由于乡镇企业的大量出现，一些简易的生产铜杆的方法，也就无法在此估计之中。80万吨的需要量和250万吨无氧、低氧铜装机能力之间，存在着很大的距离，因此相当大的部分设备就不得不处于减产或停产状态，以700余台套上引法机组为例，估计约1/3至1/4的机组由于各种原因而处于停产状态，而1/2的机组的产量尚未达到原设计的生产能力，但即使如此，由上引法机组生产的铜材，仍占有我国铜杆用量的半璧江山，起着重要的作用。
我国铜线拉线机约在万台左右，至少有一半是由电工机械厂制造的，少量由国外引进，这二部分设备的性能都较优，特别至九十年代中后期，国产大、中、小拉采用连续退火的水平，已与国外设备逐步靠近，差距大大缩小了。然而在乡镇企业中仍有土拉线机，这些机器能耗高、劳动强度高、效率低、粗糙，难以加工质优的产品，这部分设备数量估计约为总数的一半，需要给予彻底改造或弃之不用。

裸电线中大量采用铝，例如：铝绞线及钢芯铝绞线。九十年代初期，用铝量每年尚不超过20万吨，以后随着经济的增长逐年增加，由于以前国家在电力系统的政策上是重发电轻送电，使送电的增长赶不上发电的增长速度。近年来开始的城市电网和农村电网改造，使送电的增长速度急剧加快，兼之九十年代开始建设的大型电站，像二滩电站、黄河小浪底电站和长江三峡电站，将相继逐步建成，送电便成为电站建设以后的重中之重，送电工程建设步入本世纪以来最辉煌、最灿烂的黄金时代。

作为送电线路建设的最重要器材，铝绞线及钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线的产量剧增。能提供500kV重要工程用的主要生产厂家，产量处于爆满程度，创下了历史最高纪录，预计今年输电线的产量为50万吨以上，可能达到60万吨。此外，我国钢芯铝绞线在电线电缆产品的出口中占有重要地位，因此在计入产量时，出口量是不能忽略的。

全国拥有80台套以上的铝连铸连轧机，除少量机组由国外引进外，主要由国内生产。近二年，每年可望新增约10台套。80台套机组将拥有生产80万吨以上铝杆的能力，能制成120万吨钢芯铝绞线；此外，利用原有半连续浇铸机生产方锭，用横列式轧机轧铝杆的生产方式和水平引铸铝杆方法，粗略估计，这二种方法尚可生产20万吨至30万吨的钢芯铝绞线。全国铝杆的生产能力远大于实际所需的数量，在主要生产厂任务十分饱满的情况下，其它有些工厂的连铸连轧机年产才只有1千至2千吨，尚未发挥应有效益，给企业带来不少麻烦。

我国至少拥有400台至500台铝线拉线机，绝大多数为国产的集线式拉线机，从五十年代开始使用以来，几乎没有什么本质上的改进，与国外现代拉制铝线的高速拉线机相比，差距是明显的。国内拥有为数不多的由国外引进的铝线高速大拉机，在生产中均发挥主力作用。国产的铝线高速大拉机，正在积极发展之中。在乡镇企业的小工厂中，低效的单模拉线机仍有一定数量，应予及早更换、改造或淘汰。

铝绞线及钢芯铝绞线的生产，由于工序较少，所以在价格组成中，主要是材料和动力。在供大于求的情况下，工厂之间竞相压价，使产品的利润很低，有时甚至达到无利可图的地步，这必须引起全行业的关注。
在重视送电的今天，单单依靠增加产量并不能增加工厂多大的效益，主要还是提高产品的技术含量，生产优质产品。九十年代中期，我国从英国引进的铝包钢生产线，制造优质的铝包钢线，结合500kV送电线路的建设，铝包钢芯铝绞线已作为重要的线种正在被越来越广泛的应用，现在四家生产优质铝包钢线的工厂，正成为提供高质量输电线的厂家，有着较好的经济效益和社会效益。高强度铝合金导线以其优良的特性，在国外已获得十分广泛的应用，然我国用量尚少。从技术经济比较结果证明，从线路建设、线路运行都有着良好的效果，因此可以预料，在五年后，我国高强度铝合金导线的年需要量，可能达到3万至4万吨，目前我国只有3家能生产高强度铝合金导线的工厂，生产能力约1万吨，那么未来的数年间可能会出现数家生产高强度铝合金导线的工厂，这是一个值得注意的新的经济增长点。

二、技术进步

1.铜

⑴铜杆制造技术当前最主要的有四种，分别生产不同材质的铜杆。生产含氧量在20ppm以下的无氧铜杆，采用浸涂成型法和上引冷轧法；采用连铸连轧法制造的铜杆为光亮铜杆；采用铸锭、回线式（或称横列式）轧制的铜杆为黑铜杆。这四种方法生产铜杆，我国应有尽有。

六十年代末，美国通用电气公司开发浸涂成型法（Dip-forming）新工艺制造铜杆。浸涂成型是利用冷铜杆吸热的能力，用一根较细的冷纯铜芯杆（或称种子杆），垂直通过一只能保持一定液位高低的铜水池，使铜水与该移动的种子杆表面铜熔合在一起，并逐步凝固结合成较粗的铸造状态铜杆，然后经冷却、热轧、冷却、绕制成圈，整个过程是在封闭的、有惰性气体保护下进行的。

<OBJECT class=shape id=ShockwaveFlash1 height=220 width=280 align=left classid=CLSID

27CDB6E-AE6D-11CF-96B8-444553540000 v:shapes="_x0000_s1026"></OBJECT>哈尔滨电缆厂引进了浸涂法设备后，生产出质量优良的含氧量在20ppm以下的铜杆，在八十、九十年代中为该厂获得良好声誉与经济效益。

七十年代初，芬兰的Outokumpu公司成功的采用上引冷轧法制造无氧铜杆。它是利用一种管式铜套（即石墨结晶器）其下端伸入并浸没在熔化的铜液面下，上端与真空泵连通，开始时将结晶器内空气抽出，在真空作用下，使管内产生负压，铜液徐徐吸引向上，并在引升器附近很快凝固成光亮铸锭。然后经冷轧或冷拉成杆。上引法生产的铜杆含氧量在10ppm以下，表面光亮。自八十年代初，我国由芬兰引进上引法生产铜杆的机组以后，以上海电缆研究所为主对上引组仿制并国产化，获得很大成功。目前上引法铜产量占有我国用铜杆数量的一半。上海电缆研究所生产的上引法机组，产量世界第一，且由于质优价廉而畅销国内外。这是九十年代铜杆生产的很大成功。
国际上铜的连铸连轧生产线主要有：意大利的Properzi系统（缩称CCR系统）、美国的SouthWire系统（缩称SCR系统），德国的Krupp/Hazelett系统（缩称Contirod系统）、以及法国的SECIM系统。这些系统在原理上基本相同，其差别主要在铸机和轧机的形式和结构上。CCR系统采用双轮铸机和Y型轧机，对大截面锭子，在原轧机前加两平一立辊机架，箱式孔型。SCR系统采用一大四小的五轮铸机，平立辊连轧机，箱－椭－圆系统。Contirod系统与SCR基本相同，但铸机改为“无轮双钢带式”，即Hazelett式。SECIM系统采用一大三小的四轮式连铸机，箱－扁－圆、扁－扁－圆系统。我国拥有CCR、SCR和Contirod的铜连铸连轧机十余台，其中产量高的年产10万吨铜杆，而且这些连铸连轧机生产出来的铜杆质量都十分好，特别像Contirod系统生产的铜杆，深受用户喜爱，而且有很大的出口份额。我国还自己设计制造铜连铸连轧机，但采用者较少。

常规的、传统的铜杆生产法，是把铜液铸成船形锭后再加热，经横列式（或称回线式）轧机轧制而成黑铜杆。这种铜杆表面发黑有一层氧化皮，长度又受到铜船形锭重量的限制，含氧量超过200ppm至500ppm，因此影响以下工序加工的性能，特别拉细线时更受影响。拉线时断线事故更易发生。

现对上述四种方法生产的铜杆作一个比较：

浸涂成型法：能生产大长度光亮无氧铜杆、导电率为101～102％IACS，含氧量20ppm以下，铜杆圈重3.5～10吨。

上引冷轧法：能生产大长度光亮无氧铜杆、导电率为101～101.6％IACS，含氧量10ppm以下，铜杆圈重2吨。

连铸连轧法：能生产大长度光亮低氧铜杆、导电率为101～102％IACS，含氧量200～300ppm，铜杆圈重达5吨。

回线轧制法：生产短长度有氧化皮的黑铜杆，导电率为99.5～100.5％IACS，含氧量200～500ppm，铜杆圈重只有86～136公斤。（因受船形铜锭重量的限制）

在欧洲曾对上述四种方法的下道工序和拉线结果进行调查。我国在九十年代中期为发展耐冷冻漆包线，对漆包线用铜材材质和加工工艺立题研究，经过大量的对比试验得出了几乎与欧洲试验相同的结论：用浸涂法生产的铜线断线的次数很少；用连铸连轧法生产的铜杆，由于含氧量适中，因此它的缺点很少，其中用Contirod法生产的铜杆，比SCR法或CCR法生产的铜杆更软，延伸率好，表面质量很好；用回线轧制法生产的铜杆，在拉制小直径的铜线时断头率高。

引冷轧法生产的铜杆质量也很好，但应防止在生产时渗入较多的废铜线或其它旧铜料而影响本来是良好质量的铜杆。

⑵用低品位铜生产优质铜杆如上所述，电线电缆行业每年需要用数十万吨铜，而且都要用高品位铜，如果能从工艺上或配方上给予合适处理，采用较低品位的铜或渗入一定数量的废铜线、杂铜，而仍能生产出优质铜杆，这将能获得巨大经济效益。为达到上述目的，九十年代我国已经采用二项措施，进行开发研究，这二项措施是：
①采用稀土优化处理改善铜杆材质我国稀土金属藏量极丰，在电工铝的研究中就采用稀土优化处理的方法，获得成功。江苏近年就立题研究，在低品位的铜中加入适量的稀土，提高铜杆的质量，经初步试验，已证明有这种可能，现在尚未获得最终结论，一旦成功，将是一个很大成果，有着巨大的经济意义；

②用橄榄炉熔铜、连铸连轧铜杆根据国外有关的资料介绍，用橄榄炉熔铜、连铸连轧铜杆时，可以渗入比例较大的适当废铜线或较低品位的铜，而轧出优质铜杆。九十年代中期，上海电缆研究所在山东开始这项试验工作，目前熔铜、连铸连轧机组全部制作完成，并开始轧出铜杆。机组性能和铜杆质量仍需进一步完善。当这项成果达到预期的目标以后将可以用较为低廉的成本生产出优质铜杆，使铜杆生产技术向前提高一大步。

⑶特种铜线制造技术

①电气化铁路接触网用接触线中国经济发展的地区趋向是北上西移，电气化铁路将起着很大作用，电气化列车向高速、重载发展，对接触线的材质和品种提出更高的要求。高速铁路，时速在200公里以上，京沪高速铁路初定时速350公里，近期按300公里实施，因此应有合适的接触线。

八十年代我国提供给铁路部门的电气化列车接触线，有纯铜线和钢铝电车线，由于技术上的原因只能提供单根长度不大于2000m的产品。以后采用浸涂法、上引冷轧法或连铸连轧法能提供大长度铜杆坯料，冶金行业能提供大长度型钢坯料以后，电车线的单根长度便达到和超过3000m，这是九十年代能提供的正式产品，为高速列车提供优质产品迈出一大步。

在九十年代我国又开发多种铜合金电车线，例如：CTHA-120银铜线，抗拉强度365N/mm2，导电率96.6％IACS；CTHB-120锡银铜线，抗拉强度367.5N/mm2，导电率90.0％IACS；CTHC-120锡银铜线，抗拉强度375.8N/mm2，导电率85.0％IACS；CTHB-120锡铜线，抗拉强度360.8N/mm2，导电率70.0％IACS；CGLN-250钢铝线，抗拉强度216N/mm2，导电率46.3％IACS。但所有这些线种的参数与京沪高速列车要求的接触线性能：抗拉强度≥600N/mm2，导电率≥80％IACS仍有较大距离，需要重新研制，以满足要求，其中采用复合金属可能是最可行的方案。

②电气设备用细铜线电磁线是电机、电器、家用电器、电子和通讯等产品的主要配套原材料，也是使用高质量铜线的大户，随着家用电器的更新换代，电子通信行业的高速发展，对漆包线、漆包线铜材要求更趋严格，也就是在九十年代通过对各种铜杆、铜线生产工艺和材质的筛选，使之能生产优质的漆包线。

细线和超细漆包线主要用于家电类，以1998年为例，电视机，3500万台需5万吨，21000台电风扇需6.43万吨，720万台冰箱和700台空调机需2万吨，1500万台洗衣机需1.55万吨，4200万台电动工具需2.1万吨，10亿只扬声器约0.1万吨，收录机、音响设备等7.15亿只需3.58万吨，2579万台袖珍收放机、3.2亿只耳塞和送话器等需0.1万吨，15000万部电话机需0.06万吨，8.12亿电子手表需135吨，其它像脱排油烟机、吸尘器、电磁灶、微波炉、VCD等，还有电器控制柜中的接触器、继电器等，包括Ф0.04～Ф0.02mm的微细线总计3.5～5万吨。如此庞大数量的细和超细漆包线需要大量的优质铜线，用Contirod法和浸涂法生产的铜杆、铜线将是首选的材料，而且应该特别严格把握住工艺过程。

⑷铜型材

①软铜扁线电机和变压器用绕组需采用软铜扁线，一般采用铜锭或铜杆经轧制、拉拔成型后，退火处理，这种方法生产的铜扁线较硬，回弹较大，线圈较难做得服贴；另一种方法采用挤压机挤压，但受挤压锭重量的限制，长度较短，在制造线圈时要焊接接长；上引法虽能制造大长度扁线，但因其是铸态组织，仍需经拉拔与热处理；近年浙江绍兴采用国产的Conform机组，用上引法铜杆经摩擦挤压后制造软铜扁线，表面光滑，性能均匀。这是国际上最新的制造法，能获得质量优良的产品，工艺上还需要进一步完善。

②空心导线双水内冷发电机的绕组用空心导线，需求有高的导电率、韧性、大长度，璧厚均匀等，以前采用挤压机穿孔挤压的方法获得坯料，经拉拔、热处理制为成品，但往往不能全部保证技术条件，所以只能向美国西屋公司购买。上海电缆研究所利用上引法制造管坯，经拉拔、热处理后获得成品，性能良好。在九十年代开创了这一新工艺，填补了优质空心导线国产化的空白，也为制造优质管材开辟了新途径。用上引法制造的空心导线已用于双水内冷发电机中，并获得满意效果。

⑸黄铜线用上引法制黄铜杆，与加工纯铜方法相同拉成黄铜线，方法简单、方便，是九十年代采用的一个新的加工方法。

2.铝

⑴铝杆制造技术如上所述，铝杆的制造有三种方法，以竖炉熔铝、连铸连轧生产铝杆的方法最为先进，用得最为普遍，然而此法自六十年代诞生以来，很少有本质上的改进，但随着工业发展对铝杆的质量有更高要求后，特别用于制造高强度铝合金时就需要有更大改进。

九十年代初期至现在先后对制造铝杆的连铸连轧机组进行改进，其主要改进有：

①采用倾动式保温炉代替原有平炉，这样可以保证每一次开炉时能炉内的铝水倾倒倒干净，使每一炉的化学成份都获得满意的结果，这对于制造铝合金更为重要；

②连铸机由二轮式改为四轮式，使铸锭离开浇铸轮时不会发生扭转，保证进入轧机时平直、不偏斜。浇铸轮的冷却系统，采用四面都能冷却，喷嘴的流量可以调节，冷却水液面成扇状，使铸锭冷却十分均匀；

③用新式的辊型布置取代以前统一Y型结构；前二道为二辊式平立辊结构，以后各道仍有Y型结构，这样保证在前二道时有较大的、足够的压下量，因此铸锭的截面可以适当加大，铝杆能获得充分变形、性能较优；

④由于铸锭的截面适当加大，兼之有可能轧制高强度铝合金杆，这种杆强度较高、变形抗力较大，因此加大轧机主机的电机功率；

⑤铝杆制造时，铝液需要精炼除气，把对铝中有害的氢气排除，一般均采用熔剂精炼，这种除气的方法还不够彻底，现加上连续精炼除气装置，在熔剂精炼之后，铝液连续通过精炼装置，通入氯、氮混合气体，去除氢气，提高铝杆质量。

尽管通过上述的措施对铝杆生产进行改进，设备上仍存在一些问题，最明显的是尚无法进行全自动的双盘收线，这对下道工序仍带来麻烦。制造铝杆除了工艺装置以外，重要的还在于如何获得性能优良的电工铝杆，而且这项技术是应该结合中国国情的。

⑵稀土优化综合处理制造电工铝我国每年需要用几十万吨铝用作电线电缆产品，而我国的铝矿中因含硅量较高，缺少足够数量的电工铝锭，从八十年代开始，上海电缆研究所在研究电工铝导体时，利用我国丰富的稀土资源，对普通级铝锭进行处理，达到电工级的水平，这就是所谓稀土优化综合处理技术制造电工铝。
稀土优化综合处理技术是在电缆厂的生产条件下，采用铝连铸连轧机组，生产电工铝杆，然后通过拉制、绞制、生产出机电性能达到国际标准的电工铝线和由电工铝线绞制的架空导线。稀土优化综合处理方法的核心技术，包括稀土优化、硼化处理和控铁处理。稀土优化是降低杂质硅对导电率的有害作用，硼化主要针对减少钛、钒、锰、铬杂质对导电率的有害影响，控铁是少降低导电率、不影响耐腐蚀条件下以增加铝基的强度。这三种手段可根据材料来源不同，分别单独使用或组合应用，在于达到制造电工铝导体的结果。

自从采用稀土优化综合处理制造电工铝以来，社会上出现了一种误解，并通过某种场合和方法，规定500kV线路甚至200kV线路用导线非用“稀土铝导线”才行，这种误解是有害的，它模糊了很多科学的概念，应该给予纠正。经稀土优化综合处理制造的铝导体被宣传为“稀土铝导线”，其实加入稀土只是一种手段，在于通过综合处理以后使普通铝锭能制造出达到电工级铝导体的水平。所以在误导的舆论中认为的“稀土铝线”能提高了导电率，其实只是使普通铝锭制造的铝线达到了电工级水平，即导电率≥61％IACS，或电阻率≤0.028264Ω·mm2/m，与电工铝的标准一样，没有提高。舆论中认为“稀土铝线”能提高强度，其实为使普通铝导体达到电工铝导体的导电率所加入的稀土是很少的，在这样的稀土含量下，稀土铝线的强度并不比普通铝线和电工铝线高，只是达到了对电工铝线的强度要求。“稀土铝线”的耐腐蚀性能好也是一个含湖不清的概念，其比较的对象应该是电工铝线而不是普通铝线，其次要视不同的环境而定，在架空线中首先腐蚀的并非是铝线，而是钢芯，因此才出现了轻防腐、中防腐和重防腐钢芯铝绞线，在不同的场合下使用。

用非电工级铝锭，通过稀土优化综合处理，能生产出用电工铝锭才能生产出的导电率达61％IACS及以上的电铝线；在生产中灵活应用，可改善金属加工的工艺性能，提高成品率；在普通铝锭由于铁硅比不够或倒置致使难于顺利生产的情况下，应用烯土优化处理可以顺利解决问题；可充分利用电缆厂工艺废铝制造铝-稀土中间合金再生用于生产。

稀土优化综合处理方法，使铝锭经处理后能获得电工级铝导体的各种性能，这个方法是我国独创的，从八十年代开始至九十年代，我国大部分生产铝导体的工厂都掌握了这种方法，使我国几十万吨的性能提高了一个新的水平。

  ⑶铝合金线及其制造技术在国际上，铝镁硅型的高强度铝合金导线已被使用七十余年的历史，由于它具有的优点和对其生产工艺的不断改进，使它更具有实际使用价值。在欧洲，以法国为代表，在输电线路上大量采用，占线路总长的绝大部分；日本采用铝合金的输电线路在50％以上；美国和加拿大也有很大的比例；即使东南亚发展中的国家，像印度、印度尼西亚、菲律宾等也都采用铝合金用于导线输电线路。

如果把全铝合金绞线与钢芯铝绞线作比较的话，在相同的单位重量下，铝合金导体的直流电阻小，载流量大、拉力大，拉力单重比大等优点；在具有相同载流量条件下比较，铝合金导线的重要轻，拉力大，拉力单重比更大等优点。兼之铝合金导线为单一材料的导线，易安装施工。它所具有的优点表现在线路建设中可加大档距，减少杆塔数目，或降低杆高度，总之它能降低工程造价，因此受到电力部门的欢迎。

我国自六十年代中期起，开始大规模系统的研究铝合金导线，从研究工艺配方、流程、专用设备、测试技术、架设运行等，历时30余年，积累了大量经验。并形成我国独特的若干技术。然而，在中国高强度铝合金导线并没有得到广泛的应用，而只局限于某些场合使用，究其原因，最主要的是合金性能不够稳定且价格偏高。所以产生这个原因是：在六十年代中期之后建设起来的铝合金生产工厂，在七十年代初的一场天灾中被毁灭，至七十年代中期重建另一家铝合金工厂时，又碰上那个年代，不可能拥有世界上生产铝合金的先进技术装备，这个局面维持至九十年代中期。

九十年代中期新建设的铝合金工厂中，生产设备采用了当代的新设备，又引入我国独特先进生产技术，生产的产品不仅能满足标准上的要求，而且有较大的裕度，深受用户好评。主要的技术进步有：

①铝连铸连轧除了采用倾动式保温炉、炉外连续除气精炼装置以外，还增加连续淬火装置，使生产铝杆的工序，连续地一次完成；

②连续式高速大拉机，使铝合金线拉制时不发生扭转。高速拉线的热量还将得到利用；

③连续时效炉，该炉有极高精度的炉温控制系统，并利用拉线机余热，热量获得充分利用；

④采用稀土处理，具有中国独创的特色。

在上述基础上，在九十年代末期，又在原有基础上进行改进，更具现代化，其技术进步有：

①采用特殊制造的铝合金连铸连轧机组，在总结以前优点基础上，增加了快速加热装置，使铝锭在进入轧机时保持恒温。增加了轧机前后的温度测量和显示装置，保证铝合金锭在轧制时处于最佳状态。良好的收线装置，使铝合金杆缠绕服贴，为下工序创造条件；

②高速拉线机与时效炉采用自动的轨道联接；

③连续时效炉，上下料采用机械手，炉温自动显示并能随意调整。

使用这些措施后，铝合金导线的品质将更料优良，更加稳定。当成批生产时，价格明显下降，这二点正好克服铝合金导线在中国采用受限制的弱点。

除铝镁硅型高强度铝合金以外，还发展了耐热铝合金。

耐热铝合金共有二种型号，其导电率分别为58％IACS和60％IACS，抗拉强度为160N/mm2，长期工作温度为150℃。耐热铝合金导线用于电站、变电站；特别在城市改造时可用作增容导线，便于对老线路进行改造。铝合金另一个发展方向是高强度耐热铝合金，高强度高导电铝合金。总之铝合金品种已在我国形成系列，主要的问题是如何进一步在工程中推荐应用。

我国拥有生产高强度铝合金的专门工厂，从九十年代中期起生产铝合金质量完全符合IEC，ASTM和GB标准中所规定的项目，性能良好。目前上海筹划建设另一家专门生产铝合金导线的工厂，将为电力行业提供优质铝合金线，预计2000年可供应。

④铝型材电线电缆行业中的铝型材主要有：作为电缆线芯的扇形截面型材，作变压器用的扁线，作输电线用的拱形、Z形、人头形等型材。它们的长度需要数公里而无接头，电缆线芯还应为软线。这些产品，通常是采用铝杆经辊压、拉制的方式制成，软线需经退火，这类产品表面都容易被擦伤。

七十年代，英国原子能局发明用摩擦方法制造铝材以后，以专利形式出让给英国BWE公司和HOLTON公司，二家公司先后都制成连续挤压机，即Comform机组，除都能挤压型材，采用径向挤压。BWE公司又开发了单轮双槽轮机组，HOLTON公司则开发双轮单槽机组，均可进行切向挤压，生产双金属线材或型材。我国八十年代后期开始，分别由二家公司提供约近20台套Comform机组，用于生产大长度型材，管材和双金属线材等，使我国生产铝型材的水平，一步便跨入世界先进行列。在引进国外设备基础上，我国自行开发Comform机组，能生产各种型材，其性能指标与国外设备相接近，现已有10余台套国产机器在使用。
3.复合金属

⑴铝包钢线铝包钢线是一种双金属线，用连续挤压生产的铝包钢线有8μm厚的钢铝结合渗透层，结合力非常好；此外，包覆铝层后的高强度钢丝经双金属同步变形机深拉拔，其机械性能非常高；由于包覆的电工级铝层均匀牢固，因而耐腐蚀性能非常好；铝包钢线由于钢丝表面包覆的铝层，它的导电率比镀锌钢线优越得多，故电能损耗低，载流量大等各种优点而受到青睐。

铝包钢线特别适合于作大跨越导线、架空地线、避雷通讯线、输电线路的自阻尼线等。铝包钢线具有直流电阻小，绞线中铝包钢线的铝包层与铝接触不会产生电化腐蚀等优点，适用于容量大，有盐雾的海岸地带和有So2气体等的工业区作输电线路用导线；成批生产铝包钢线在500kV线路等重要工程中将用来取代镀锌钢线而被广泛使用。

八十年代开始，英国BWE公司研制成功采用Comform摩擦挤压机制造铝包钢线，生产的产品全面达到IEC1232及ASTMB415所规定的性能指标，是目前国际上最先进的生产方法。八十年代中期起天津大成五金厂按Comform机的工作原理，自行研制简易的Comform机制造铝包钢线，其产品的性能比压接法略优，但从生产效率、产品质量与国外的差距仍十分明显。1992年常州电线电缆厂率先从英国BWE公司引进Comform机组和意大利的双金属同步变形机制造铝包钢线，其后邢台电缆厂、天津大成五金厂、江西新华金属制品厂均引进这种设备，制造铝包钢线及其延续的产品：铝包钢绞线和铝包钢芯铝绞线，其产品不单在国内各电压等级110kV、220kV、330kV、500kV上使用，而且远销国外，用于高压与超高压线路中。

  目前全国年产能力约为1.5万吨。

铝包钢线已形成系列，主要的技术性能：

直径：Φ1.24～Φ5.5mm

导电率：20.3％IACS；27％IACS；30％IACS;40％IACS。

用作架空线线芯的铝包钢线，Φ1.24～Φ3.25mm时，则其抗拉强度：σb≥1340Mpa；1％伸长率应力：σ1％≥1200Mpa。

铝包钢线还作为光纤复合架空地线的承力元件，其导电率为20.3％IACS，由于强度和短路电流容量的不同要求，往往也采用导电率为27％IACS、30％IACS和40％IACS。用作光纤复合架空地线的铝包钢线除圆截面以外，还可以是扇形截面。铝包钢线还可用作日用品和其它工业品，像金属网，公路护栏，衣架和挂钩等。上述这些产品，在九十年代起已经逐步被采用，特别在光纤复合架空地线中已成为不可缺少的材料。

优质的铝包钢线均采用BWE公司提供的Conform机组、意大利的双金属变形机制造，目前设备的易损件和各种备品备件、生产时所用的润滑液、拉拔粉等都在逐步国产化中。大连铁道学院已仿造BWE公司的Conform机组，制成国产的Conform机组，该机组已能挤压各种铝型材，但对于制作铝包钢线还在开发之中。

⑵铜包钢线铜包钢线是一种在钢线芯材表面包上铜的双金属线材。一般铜层的包覆比为13％～35％，导电率为21％IACS～40％IACS。

铜包钢线的主要用途是：可用作电力传输和电话线路的架空线；用于载波线路时与铜线具有同样的传输效果；在山区寒冷地带及农村用作架空电话线时，能承受冰冻负荷和大风冲击、架设跨距比铜线大一倍；小直径铜包钢线可在电子工业中用作各种电子器件的引线、天线；用作同轴电缆、射频线圈、地球物理线等；在电气化铁道中用作讯号和通信线、讯号连接线、埋伏线、补偿线、屏蔽线、接地线、载流承力索、不载流承力索、滑接线等。由于铜包钢线的广泛用途，九十年代以来用量日增，效益明显。

铜包钢线主要有六种制造方法：铸造热压法、电镀法、热浸涂法、上引涂法、焊接包复法、连续挤压法（即Conform法）。铸造热压法工艺落后，材料利用率低，质量差，该法将淘汰。电镀法优点是设备占地小，制造长度长，但只能做导电率20％IACS～30％IACS各种规格铜包钢线，目前是国内大量生产铜包钢的方法。缺点是电镀液造成较严重公害，且制造大于30％IACS导电率较困难。热浸涂法是利用浸涂法制造铜杆设备制作，它可调整铜层厚度且能制成异型线，例如双钩形电车线，适宜大批量生产且无公害，缺点是小批量生产不经济。上引涂法是利用上引法设备制造铜包钢线，目前正在进行试验，生产工艺及装备尚不成熟。焊接包复法是铜带经过清洗处理后包复在光洁的钢线上，用氩弧焊捍接，之后经拉丝机、压力模深加工成型，这种工艺能获得不同导电率铜包钢线，性能优良，目前国内正在试产，即将可投入应用。连续挤压法是一种很好方法，能进行连续不断生产，钢、铜结合力好，目前国内外均停留在试验室试产中，尚未达到商业化阶段。

⑶铜包铝线铜包铝线是在铝芯线上同心地包覆铜层的双金属线。

它是代替纯铜线制造CATV同轴射频电缆的良好内导体。由于集肤效应，在电视频段内具有与纯铜相同及更优的传输性能。铜包铝线的密度是纯铜的37％～40％，也即是在相同的条件下，铜包铝线的长度是纯铜线的2.45～2.7倍，可大大节约用铜；其次，同样长度的铜包铝线的电缆比纯铜轻，因而运输、安装都方便，降低敷设费用；第三，当CATV同轴射频电缆用铝管作外导体时，由于铜包铝线与铝管的热膨胀和弹性模量相接近，从而提高电缆的稳定性和可靠性。

铜包铝线的重量较铜轻，还用于电焊机电缆、电池连接线、野战电缆、电机和变压器的绕组。细铜包铝合金线用作移动电话、办公用品设备的绕组线或连接线；它与纯铜一样具有良好的焊接或接续性能，是布电线线芯的良好材料；大截面的铜包铝制成排类，可在高频电器设备中应用。

铜包铝的优良特性在七十年代以来已被广泛重视，美、日、德、瑞典等国都在充分利用其特性。我国在九十年代也大力开展铜包铝的生产与应用。

铜包铝生产方法主要有三种：电镀法、焊接包复法及静液挤压法。目前国内已能用电镀法及焊接包复法生产铜包铝线，它的工艺均与铜包钢相似，目前国内仍属起步阶段。静液挤压法是瑞典ASEA公司设备，由于投资高未获推广，包复法及静液挤压法还可生产铜包铝排。

⑷镀锌钢线镀锌钢线是钢芯铝绞线的重要原材料，按IEC888的规定，镀锌钢线按强度分有一般强度、高强度和特高强度。八十年代，我国用作钢芯铝绞线的钢线，几乎都是一般强度的钢丝，进入九十年代，冶金行业相继制成高强度和特高强度的钢丝，并已进入实用化阶段。镀锌钢线分一般镀锌和重镀锌之分。由于重镀锌钢线只有少数工厂能制造，而使用较少。为了提高镀锌钢线的耐蚀性，在钢芯铝绞线中采用涂防腐油的方法而较少用重镀锌钢线。

为了提高钢丝的耐蚀性能又不降低钢丝强度，国际上公认的有两种镀层配方可供使用。其一为含铝55％、硅1.6％、锌43.4％称为“Galvelume”，它具有高的耐蚀性能，但影响钢基体的力学性能。其二为含铝5％及微量稀土元素称“Galfan”，它兼有优良耐蚀和力学性能，用于钢丝行业，它的耐蚀性比镀锌钢线高2倍。

我国金属制品行业于八十年代末期开始约7～8家工厂开发锌5％铝稀土镀层钢丝，至九十年代中期只剩下2家工厂正式提供产品，其中一家采用单镀工艺，尽管镀层能提高耐蚀能力2～3倍，但镀层太薄有漏镀现象使实际上提高耐蚀能力有限而难以推广；另一家采用先热镀锌后再镀锌铝稀土合金，确保镀层质量，与国际铅锌组织的标准相一致而被广泛采用。杭州万胜钢缆集团公司能提供这种产品，最近天津引进国外技术也将生产这一产品。

⑸镀锡铜线镀锡铜线主要用于橡皮绝缘的矿用电缆。软电线、软电缆和船用电缆等的导电线芯，以及用作绝缘电线电缆的外屏蔽编织层和电刷线。

镀锡铜线主要生产方法有热镀法，电解镀锡法、真空镀锡法、多线电解镀锡法和整股镀锡法等，上述这些方法都已被采用，而以热镀法和电解镀锡法用得最普遍。热镀锡法的设备较简单，容易制作。而电解镀锡法需采用专用镀锡机，九十年代，上海电缆研究所研制的镀锡机已获得良好的应用。

除镀锡铜线以外，还有镀锡铜包钢线，铜包钢线作为电子原器件的引接线，经镀锡以后，提高了可焊性。

   镀锡铜线已是一种较成熟的产品，但九十年代完善了专用生产工艺与设备，使生产更为顺利。而且由于市场的需要使产量增加，生产厂能获得较好的经济效益。

⑹镀银铜线镀银铜线仅用于特殊产品，例如航空工业用镀银铜电刷线，射频电缆导电线芯，氟塑料绝缘耐高温电线的线芯等。因为银比铜除具有更优良导电性和导热性外，更具有优良的耐腐蚀性和在高温下的抗氧化性。

九十年代计算机更为普及，其插接线也使用经压扁的镀银铜线。国内已能正式生产。

⑺镀金铜线作为现代电子仪器设备中需要特殊的引接线，镀金铜线便是其中重要的一种，镀金铜线线径为0.02mm，并进行漆包。这是九十年代新开发的产品。

⑻镀镍铜线镀铜线目前广泛应用于高温航空导线中，九十年代随着高温自控温电缆开发，这种线也将使用于125℃以上自控温电缆线芯中。
4.架空线

经过半个世纪的努力，全国35kV以上输电线路已达60万公里，其中110kV和220kV线路27万公里，330kV和500kV线路2100公里，线路建设规模和增长速度世界罕见。

加强各大区联网，正在建设的项目很多，500kV长距离线路及西北330kV主干线路已接近1万公里，随着长江三峡工程的起动，预计今后十年新增超高压线路总量将会超出以往二十几年所建总长的两倍。

我国发电装机容量已超过26000GW列世界第二位，本世纪末将达到30000GW，2020年达80000GW。电网建设赶不上装机容量的增长，电源效益得不到充分发挥，也影响到国民经济持续发展和人民生活的提高，因此电网建设将是电力建设中的重中之重。近年对城市电网和农村电网改造为线路建设带来了难得的大好时机。不单产量增加，新品种也得到充分应用。

⑴大截面导线长江三峡送往华东第一回直流输电工程，输送容量为300万千瓦，电压等级±500kV,全线路径长890公里，将采用LGJ-720/50的钢芯铝绞线或相对应的铝包钢芯铝绞线，结构45/4.53的电工级铝线，成盘供货，单根长度为2500米。这种大容量、大截面、大长度导线为架空线生产前所未有，现在组织攻关中。

大截面导线的制造应有一整套配套措施，生产电工铝线的技术，特别对于大直径铝线更应从严把好质量关；连铸连轧和拉线技术；此外还应拥有630型54盘的大型绞线机和相应的绞线技术，才有可能完成大截面导线的制造。在九十年代末期，能为长江三峡输电工程大批量的提供大容量、大截面导线，使我国架空线制造水平和制造能力提高到一个崭新的水平。

⑵大跨越导线我国水能和煤炭资源多集中于西部和北部人口稀少、经济发展较缓慢地区，而东部、南部沿海地区，人口密集、经济发展迅速，电力需求量大，能源资源缺乏，因此大容量、远距离的西电东送和北电南送势在必行。在远距离的送电中线路要跨越江湖峡谷，需要大跨越导线。

长江三峡送电工程就跨越汉江和长江，需要千米级大跨越导线和特大跨越导线，这些跨越导线研制成功为送电线制造跨上一个新台阶。

  我国大跨越导线已用得不少，跨越长江的南京大跨越、芜湖大跨越、镇江大跨越等部分导线采用国产、部分导线采用进口的，经多年的运行都能满足要求，安全可靠。现在我国导线制造水平已进一步提高，能生产符合IEC标准的电工铝线，高强度铝合金线、铝包钢线和特高强度钢线，它为大跨越导线制造提供了必要的条件。

汉江大跨越，跨越档距1200m，属千米级大跨越，采用全铝包钢绞线。铝包钢线用导电率为40％IACS的线种，制造仍有较大的难度，在攻关中。

长江东西梁山大跨越导线将采用特高强度镀锌钢芯高强度铝合金绞线。大长度导线成盘供应。特高强度镀锌钢线和高强度铝合金线其技术指标均很高，代表着当前国际先进水平。长江东西梁山大跨越线路建设将显示我国超高压输电线路的建设水平，将又一项攀登世界之最，在这九十年代末年，世纪之交时完成这一重要创举，将为我国输电线路的制造和建设，谱写一幅崭新的编章，也为今后我国西电东送、北电南送、特高电压输电线路建奠定了基础。现在正组织科技人员在攻关中。

长江镇江大跨越，是当前世界最大的大跨越线路工程，跨越档距2303m，跨越塔高350m，是世界上最高的输电塔。与之相关的导线选型，力学特性研究防振动、防舞动措施，以及在塔上架设OPGW都是十分重要，是世界瞩目的输电线路项目。

⑶扩径导线由于500kV线路建设日增，变电站需要有更多的扩径导线规格品种可供选用，为此于九十年代初期设计研制了新型软母线系列，共有4个规格，截面积分别为630、800、1000、1250mm2，软母线外径扩大至按500kV双分裂雨天不出现电晕设计。新型软母线不采用金属软管支撑，使其强度高、耐腐蚀、使用寿命长，便于质量控制，并能提高T型接头的连接质量，保证安全运行。电站用软母线还可以用耐热铝合金制造，以增大载流量，在安徽繁昌变电站的1440mm2耐热铝合金绞线，就开辟了一个新的品种。

⑷自阻尼导线在架空线路中导线因微风振动破坏是其主要失效的形式，自阻尼导线是一种能自行吸收能量的新型导线，使导线的振动降至安全水平，且可以提高架线张力，简化防振措施。1988年开发后，架设于广西大化水电站至马山县那落岭的110kV线路，经九十年代长期运行，进行观察，情况良好，安全可靠。

⑸耐蚀防振导线架空线的另一失效的形式是因腐蚀而破坏，特别是钢芯腐蚀破坏。耐蚀防振导线是采用一个无缝铝管挤在钢芯外，钢芯外径和铝管内径中有间隙，它既起到完全保护钢线不锈蚀，又起到防振作用，使架空导线二种失效的主要原因给予解决。这一新型线种已在九十年代获得国家专利。

⑹低弧垂导线这是一种钢芯软铝绞线型的低弧垂导线。加在导线上的力通过特殊方式由钢芯承担一部分，使运行以后弧垂量不会明显增加，蠕变量也很小。架线施工和运行还需进一步完善。八十年代末期开发至九十年代初期完成的。

⑺扩容导线由于工农业发展，电力需要量增加，为扩大输电系统，国家对城市电网和农村投入巨资进行改造，对于输电线路除建设新的线路以外，希望在原有线路上仅仅更换导线而不改变原有线路和杆塔情况下，增加输送50％的电能，即输送原有线路150％的能量，这种新型导线就是扩容导线。

kinglxj · 发表于 2007-7-16 12:26

现在感觉很难静心看这样长的资料了...........

当然，资料很好

[s:3] [s:3]

sky_wish · 发表于 2007-7-16 15:15

[s:6] [s:6] 这么好的资料！金币啊声望！~~什么都没有~~！！浪费拉~！！

yeguhong · 发表于 2008-4-2 21:53

谢谢LZ .

lovehearthua · 发表于 2009-4-14 12:40

以前很少关注裸导线的应用，今天见识了一下，辛苦搂主

su2000101 · 发表于 2009-4-14 16:00

以前很少关注裸导线的应用，今天见识了一下，辛苦搂主

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