CN101567229B

CN101567229B - 新型合金导体、其制备工艺及相关电缆

Info

Publication number: CN101567229B
Application number: CN2008100366281A
Authority: CN
Inventors: 汪世华
Original assignee: SHANGHAI SILIN SPECIAL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI SILIN SPECIAL EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: CN101567229A

Abstract

本发明提供了一种新型合金导体，包括下列组分(以重量百分比表示)：0.03～0.20％的硅，0.40～1.5％的铁，0～0.10％的锌，其余为铝；还提供了一种制备方法，及由该新型导体材料制造的相关电缆，包括弧形合金多能电缆、电力电缆和新型电缆，本发明的新型合金导体价格不贵，重量轻，敷设方便，施工成本低，较之于普通铝线有着电阻率低，导电率好，抗拉强度高，延伸率大等优点，能代替铜，广泛应用于各种型号、各种用途、各种规格的电缆之中。

Description

新型合金导体、其制备工艺及相关电缆

技术领域

本发明涉及导体材料技术领域，特别涉及合金导体材料技术领域，更具体地，是指一种新型合金导体其制备工艺及相关电缆，该新型合金导体的性能大大地超过一般的铝，能代替铜，广泛应用于各种型号、各种用途、各种规格的电缆之中。

背景技术

随着我国国民经济持续发展，电缆工业已是机械行业中仅次于汽车行业的第二大产业，在国际上也仅次于美国成为全球第二大电线电缆生产国。我国电缆用铜量一般占全国总用铜量的65％～70％。近年来用铜、铝量节节上升。06年电缆产品中所用的铜量为350万吨，用铝量为110万吨。在110万吨铝锭分为两块。一块是90万吨用在做钢芯铝绞线之类的架空导线，一块是20万吨用在做电缆线芯。而在06年之前，我国的电缆线芯用铝量不足10万吨，由于06年铜价的大幅上扬，电缆线芯用铝量才上升到近20万吨，仅占当年用铜量的5.7％。这种状况，一是反映了我国电缆工业技术落后，二是反映了我们对电缆产品认识不足，三是对铜宝贵资源的一种盲目需求。

我们知道，铜是国家重要的战略物资之一。我国是个铜矿资源极为匮乏的国家，我国所用的铜70％以上都依赖进口。21世纪初，铜、铝价格一般相差2000～3000元/吨之间，最低的时候只有相差1000元/吨左右，铜略高一些。从04年开始，铜价一路上升，特别是从06年春节起，短短的几个月，从近40000元/吨直线飚升到81900元/吨，上涨了近2倍，而铝价上升的趋势较平稳，最高也只有24000元/吨左右。从直接经济效益来算，还要加上铜的比重为8.89g/cm³，而铝的比重为2.7g/cm³，同样长度的一根电缆，从重量上用铜比用铝又要增加3.3倍，加上价格倍数，铜芯电缆的价格之高是可想而知的。因此电缆线芯如何积极开展以新型材料代替铜，对我国社会主义建设具有重要的战略意义和巨大的经济意义。

发明内容

本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供一种新型合金导体，其价格不贵，重量轻，敷设方便，施工成本低，较之于普通铝线有着电阻率低，导电率好，抗拉强度高，延伸率大等优点，能代替铜，广泛应用于各种型号、各种用途、各种规格的电缆之中。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种新型合金导体，其特点是，包括下列组分(以重量百分比表示)：0.03～0.20％的硅，0.40～1.5％的铁，0～0.10％的锌，其余为铝。

一种制备方法，其特点是，用于制备上述的新型合金导体，包括步骤：将铝锭依次进行连铸连轧工艺、拉线工艺、绞线工艺和韧炼工艺。

一种弧形合金多能电缆，其特点是，包括金属铠装、聚脂薄膜带、接地线和至少一电缆芯，所述电缆芯包括至少一单芯和包裹在所述至少一单芯周围的绝缘层，所述至少一单芯采用上述的新型合金导体，所述聚脂薄膜带绞包于所述至少一电缆芯和所述接地线周围，所述金属铠装包裹在所述聚脂薄膜带周围。

较佳地，所述金属铠装是铝合金带铠装。

一种电力电缆，其特点是，包括至少一导电线芯、成缆屏蔽层、绝缘层、金属屏蔽层、玻璃纤维带和护套，导电线芯包括至少一单线芯和包裹在所述至少一单线芯周围的半导体屏蔽层，所述至少一单线芯采用上述的新型合金导体，所述至少一导电线芯外绞包所述成缆屏蔽层，所述绝缘层包裹所述成缆屏蔽层，所述金属屏蔽层包裹所述绝缘层，所述玻璃纤维带包裹所述金属屏蔽层，所述护套包裹所述玻璃纤维带。

较佳地，所述成缆屏蔽层是半导体屏蔽层，所述绝缘层是XLPE绝缘层，所述金属屏蔽层是铜带屏蔽层，所述护套是PVC护套。

一种新型电缆，其特点是，包括护套、聚脂薄膜带、接地线和至少一电缆线芯，所述电缆线芯包括至少一线芯和包裹在所述至少一线芯周围的绝缘层，所述至少一线芯采用上述的新型合金导体，所述聚脂薄膜带绞包于所述至少一电缆线芯和所述接地线周围，所述护套包裹在所述聚脂薄膜带周围。

本发明的有益效果如下：

1.本发明的新型合金导体，是以铝为主体的新型合金导体材料，有相当好的弯曲性能。一般的铝线芯比较硬，易断，不宜弯曲，该新型合金导体线芯具有良好的弯曲性能，能弯曲自如，且不会脆断。

2.本发明的新型合金导体耐腐蚀性比铜强。一根电缆不可能一根到底，中间有接头，而一般的铜在潮湿的环境下会产生“铜绿”。容易造成短路或接触不灵，影响其电性能和机械性能，而新型合金导体线芯可保证在任何气候条件下不氧化，保证电流一路通畅。

3.本发明的新型合金导体延伸性好。以铝为主体的新型合金导体线芯与铜具有相同的延伸率，都能达到25％以上，而纯铝不到10％。

4.本发明的新型合金导体冷压缩性好。具有与铜相等的压缩性、延展性、韧性，因此电缆的线芯紧压达到的效果是一致的。

5.本发明的新型合金导体抗蠕变性能好。由于纯铝抗蠕变性能差，因此较少用于电缆线芯，而该新型合金导体线芯克服这一缺陷，为广泛应用于电缆线芯扫清障碍。

6.本发明的新型合金导体抗拉强度比纯铝高。电缆中软铜线抗拉强度不考核，纯铝不到80N/mm²，而新型合金导体线芯则达到160N/mm²左右。

7.本发明的新型合金导体，价格不贵(仅比纯铝价格略高一些)，重量轻，敷设方便，施工成本低，较之于普通铝线有着电阻率低，导电率好，抗拉强度高，延伸率大等优点，性能大大地超过一般的铝，能代替铜，广泛应用于各种型号，各种用途，各种规格的电缆之中；

8.本发明的新型合金导体为我国的电缆工业技术革命走出了关键一步，彻底解决了以铝为主体的合金代替铜的技术瓶颈，圆了国人翘首已待了近50年之久的一个梦，无论从经济利益、社会效益还是从国家整体战略意义来讲，以新型合金导体代铜是我国乃至世界各国电缆工业一个重要的发展方向。

附图说明

图1是本发明的弧形合金多能电缆的一具体实施例的立体结构示意图。

图2是本发明的电力电缆的一具体实施例的横截面示意图。

图3是本发明的新型电缆的一具体实施例的横截面示意图。

图4是本发明的新型电缆的另一具体实施例的横截面示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，现结合实施例进一步说明如下：

本发明的以铝为主体的新型合金导体，具有价格不贵(仅比纯铝价格略高一些)，但性能好，电阻率低，导电性能好，重量虽轻强度高等诸多优点，其具体表现在以下几个方面：

1.有相当好的弯曲性能。一般的铝线芯比较硬，易断，不宜弯曲。该合金线芯具有良好的弯曲性能，能弯曲自如，且不会脆断。

2.耐腐蚀性比铜强。一根电缆不可能一根到底，中间有接头，而一般的铜易氧化，很容易造成短路或接触不灵。而且铜在潮湿的情况下会产生铜绿，影响其电性能和机械性能。而合金线芯可保证在任何气候条件下不氧化，保证电流一路通畅。

3.延伸性好。以铝为主体的合金线与铜具有相同的延伸率，都能达到25％以上，而纯铝不到10％。

4.冷压缩性好。具有与铜相等的压缩性、延展性、韧性，因此电缆的线芯紧压达到的效果是一致的。

5.抗蠕变性能好。由于纯铝抗蠕变性能差，因此较少用于电缆线芯。而该合金线芯克服这一缺陷，为广泛应用于电缆线芯扫清障碍。

6.抗拉强度比纯铝高。电缆中软铜线抗拉强度不考核，纯铝不到80N/mm2，而合金线芯则达到160N/mm2左右。

7.产品重量轻，敷设方便，施工成本低。

实施例1弧形合金多能电缆的制备

如图1所示，本实施例中的是一种弧形合金多能电缆，包括铝合金带铠装5、聚脂薄膜带4、接地线3和3根电缆芯6，所述电缆芯6包括多根单芯1和包裹在所述单芯1周围的绝缘层2，所述单芯1采用实施例1制备的新型合金导体，所述聚脂薄膜带4绞包于所述3根电缆芯6和所述接地线3周围，所述铝合金带铠装5包裹在所述聚脂薄膜带4周围。其制备过程如下：在导体外经过挤塑，成缆后再绞包一层聚脂薄膜玻璃丝带4，最外层是铝合金带铠装5。

实施例2电力电缆的制备

如图2所示，本实施例中的是一种大截面的电力电缆，截面为250-1600mm2，包括5根导电线芯11、成缆屏蔽层12、XLPE绝缘层13、铜带屏蔽层14、玻璃纤维带15和PVC护套16，导电线芯11包括多根单线芯17和包裹在所述单线芯17周围的半导体屏蔽层18，所述单线芯17采用实施例2制备的新型合金导体，所述导电线芯11外绞包所述成缆屏蔽层12(一半导体屏蔽层)，所述XLPE绝缘层13包裹所述成缆屏蔽层12，所述铜带屏蔽层14包裹所述XLPE绝缘层13，所述玻璃纤维带15包裹所述铜带屏蔽层14，所述PVC护套16包裹所述玻璃纤维带15。其制备过程如下：单线芯17外绞包一层半导体屏蔽层18，成缆后绞包一层半导体屏蔽层(成缆屏蔽层12)，外挤XLPE绝缘层13，再铜带屏蔽层14，包玻璃纤维带15，再挤包PVC护套16。

实施例3新型电缆的制备

如图3-4所示，本实施例中的新型电缆可广泛应用于各类建筑，包括护套21、聚脂薄膜带22、接地线23和3根或2根电缆线芯24，所述电缆线芯24包括多根线芯25和包裹在所述线芯25周围的绝缘层26，所述线芯25采用实施例3制备的新型合金导体，所述聚脂薄膜带22绞包于所述电缆线芯24和所述接地线23周围，所述护套21包裹在所述聚脂薄膜带22周围。其制备过程如下：线芯25采用新合金导体材料，外挤绝缘层26，聚脂薄膜带22包带，加护套21。

综上所述，本发明的新型合金导体价格不贵，重量轻，敷设方便，施工成本低，较之于普通铝线有着电阻率低，导电率好，抗拉强度高，延伸率大等优点，能代替铜，广泛应用于各种型号、各种用途、各种规格的电缆之中。

需要说明的是，在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，以上所述的是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改而不背离本发明的精神与范围，这些等价形式同样落在本发明的范围内。

Claims

1.一种电力电缆，其特征在于，包括至少一导电线芯、成缆屏蔽层、绝缘层、金属屏蔽层、玻璃纤维带和护套，导电线芯包括至少一单线芯和包裹在所述至少一单线芯周围的半导体屏蔽层，所述至少一导电线芯外绞包所述成缆屏蔽层，所述绝缘层包裹所述成缆屏蔽层，所述金属屏蔽层包裹所述绝缘层，所述玻璃纤维带包裹所述金属屏蔽层，所述护套包裹所述玻璃纤维带；所述至少一单线芯采用合金导体，所述合金导体包括下列以重量百分比表示的组分：0.03～0.20％的硅，0.40～1.5％的铁，0～0.10％的锌，其余为铝。

2.根据权利要求1所述的电力电缆，其特征在于，所述成缆屏蔽层是半导体屏蔽层，所述绝缘层是XLPE绝缘层，所述金属屏蔽层是铜带屏蔽层，所述护套是PVC护套。