新型節(jié)能導線應用技術(shù)

3新型節(jié)能導線應用技術(shù)一、技術(shù)名稱：新型節(jié)能導線應用技術(shù)二、適用范圍：110kV及以上架空輸電線路三、與該節(jié)能技術(shù)相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：目前，架空導線的導體材料都采用電工鋁。因鋁線材料的基本特性，我國架空導線鋁導電率為61%IACS（以電工退火銅的體積電阻率p=0.017241Q?mm2/m為100%IACS）。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2010年我國輸配電線損電量達1710億kWh,全國輸配電線損率為5.98%，折合5985萬tce。四、技術(shù)內(nèi)容：技術(shù)原理近年來，國內(nèi)陸續(xù)研制出多種新型節(jié)能導線。與常規(guī)鋼芯鋁絞線相比，鋼芯高導電率硬鋁絞線、鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線三種節(jié)能導線的電氣和機械性能基本相同，但節(jié)能效果明顯，在輸電線路建設中具有普及推廣和應用價值。鋼芯高導電率硬鋁絞線：導線材料中雜質(zhì)元素的比例是影響導線導電率的因素之一；同時材料內(nèi)部的晶界、位錯、固溶原子等微觀缺陷也對鋁導體導電率有不良影響，可通過細晶強化和顆粒強化減少微觀缺陷對導電率的影響。鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線：合金單線主要材料成分由電工鋁、鎂、硅等材料合成，添加的元素主要是鎂（Mg）和硅（Si），主要組成物為Mg2Si。在熱處理狀態(tài)下，Mg2Si固溶于鋁中，并通過人工時效進行硬化，將硅化鎂Mg2Si均勻地析出在合金單線的表面，使合金單線獲得足夠的強度和塑性。鋼芯高導電率硬鋁絞線：采用63%IACS高導電率鋁線（國際退火銅導電率為100%IACS），替代普通鋼芯鋁絞線中的61%IACS鋁線；鋁合金芯鋁絞線采用53%IACS高強度鋁合金芯替代普通鋼芯鋁絞線中的鋼芯和部分鋁線，導線外部鋁線與普通鋼芯鋁絞線鋁線相同；中強度全鋁合金絞線全部采用58.5%IACS中強度鋁合金材料。上述三種節(jié)能導線的整體直流電阻值降低，提高了其導電能力，從而降低了電能損耗。三種節(jié)能導線的技術(shù)原理見圖1。圖1三種節(jié)能型導線的原理示意圖關(guān)鍵技術(shù)1）鋼芯高導電率硬鋁絞線：考慮導線材料中各元素對導電率的影響，控制各元素的比例，運用TiC等專用細化劑對晶粒進行細化及強化，合理設計模具和壓縮率，減少拉拔工藝增加的殘余應力，同時采用型線的拉拔及絞制工藝的控制，確保生產(chǎn)過程中型線不翻轉(zhuǎn)、不翹邊。2）鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線：通過鋁基體的合金化的配方組合，及加工工藝及熱處理的控制，使其導電率、強度、延伸率上得到明顯提高。工藝流程三種節(jié)能導線工藝流程分別見圖2、圖3和圖4。五、主要技術(shù)指標：1） 鋼芯高導電率硬鋁絞線的機械參數(shù)與普通鋼芯鋁絞線相同，鋁合金芯鋁絞線、全鋁合金絞線拉力重量比（弧垂特性）與普通鋼芯鋁絞線基本相當；在同等截面下，三種節(jié)能導線直流電阻降低約3%；2） 在等外徑條件下，與普通鋼芯鋁絞線相比，三種節(jié)能導線產(chǎn)生的電磁環(huán)境、表面電場強度、可聽噪聲和無線電干擾水平基本相同。鋁液優(yōu)化 鋁桿檢驗鋁線檢驗產(chǎn)品檢驗精煉硼化精粒細化保溫 澆鑄軋制 鋁拉絲產(chǎn)品絞合時效處理熔煉 鍍鋅鋼芯節(jié)距絞向 鋼芯絞合包裝入庫鋁錠配料鋼芯絞合鋁錠檢驗圖2 鋼芯高導電率硬鋁絞線主要工藝流程圖鋁錠檢驗鋁錠配料鋁液優(yōu)化 鋁桿檢驗 鋁線檢驗 產(chǎn)品檢驗熔煉保溫連鑄連軋鋁拉絲產(chǎn)品絞合時效處理合金化保溫精煉除氣連鑄連軋鋁合金拉絲包裝入庫熔煉鋁合金桿檢驗鋁合金檢驗鋁錠配料鋁錠檢驗圖3鋁合金芯鋁絞線主要工藝流程圖鋁合金液優(yōu)化鋁合金桿檢驗鋁合金線 產(chǎn)品檢驗 檢驗熔煉保溫連鑄連軋鋁合金拉絲產(chǎn)品絞合鋁錠配料鋁錠檢驗圖4 中強度全鋁合金導線主要工藝流程圖六、技術(shù)應用情況：鋼芯高導電率硬鋁絞線和中強度全鋁合金絞線已通過中國電力企業(yè)聯(lián)合會的鑒定。該技術(shù)已在江蘇省電力公司500kV斗山至常熟南線路、220kV南通西至常青線路中應用。七、典型用戶及投資效益：典型用戶：江蘇省電力公司1)建設規(guī)模：500kV同塔雙回輸電線路，4XJL/G1A-630/45導線，線路全長約27km。主要建設內(nèi)容：將原設計方案的常規(guī)鋼芯鋁絞線替換為等截面的高導電率硬鋁S/Z型絞線，桿塔和金具不變，主要設備包括JL(GD)/G1A-630/45高導電率硬鋁S/Z型絞線。與普通鋼芯鋁絞線相比投資額增加390萬元，建設期2年。年可節(jié)約電139.3萬kWh，折合487.6tce，年節(jié)約41.8萬元，投資回收期9.3年。2)建設規(guī)模：220kV同塔雙回輸電線路，2XLGJ-630/45導線，線路全長約9.5km。主要建設內(nèi)容：將原設計方案的常規(guī)鋼芯鋁絞線替換為等截面的高導電率硬鋁S/Z型絞線，桿塔和金具不變，主要設備包括JL(GD)/G1A-630/45高導電率硬鋁S/Z型絞線。與普通鋼芯鋁絞線相比投資額增加60萬元，建設期2年。年可節(jié)約電23.8萬kWh，折合83.3tce，年節(jié)約7.1萬元，投資回收期8.5年。八、推廣前景和節(jié)能潛力：該技術(shù)是現(xiàn)有鋼芯鋁絞線的替代升級產(chǎn)品，各項機械性能參數(shù)沒有變化。應用鋼芯高導電率硬鋁絞線可替代各種鋁鋼比值的普通鋼芯鋁絞線，節(jié)能效果明顯。鋁合金芯鋁絞線、全鋁合金絞線比較適合替代鋁鋼比值偏小的普通鋼