一種大截面鋼芯鋁絞線及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于鋼芯鋁絞線結構領域，尤其是一種大截面鋼芯鋁絞線及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 架空絕緣電纜因其結構簡單、安全可靠以及經濟耐用等優點在輸電線路中被廣泛 使用，其結構由鋼芯鋁絞線、導體屏蔽層和絕緣層構成，導體屏蔽層包覆在鋼芯鋁絞線外 緣，絕緣層包覆在導體屏蔽層的外緣，其中的鋼芯鋁絞線是由多層鋁線絞合在鍍鋅鋼線外 的加強型導線。
[0003] 近年來，國家電網超、特高壓輸電線路的快速發展促進了國家輸變電技術的提 高，新型輸電技術得到推廣應用，如為滿足大功率輸送電能的需要而采用的大截面鋼芯鋁 絞線，即超過經濟電流密度所控制的常規的最小截面導線（例如220kV，300mm 2;500kV， 4 X 300mm2)而采用的較大截面的導線（如500kV，4 X 500mm2,4 X 630mm2、4 X 800mm2)，這樣可 以成倍提高線路的輸送能力，能有效降低輸電線損、節約導線用量、減少電力工程投資、降 低運營成本，但現有的最大截面的鋼芯錯纟父線還可以進一步提尚其性能。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供結構合理、強度高且承載力高 的一種大截面鋼芯鋁絞線。
[0005] 本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：
[0006] -種大截面鋼芯鋁絞線，由中心處的鋼芯部分和鋁線部分構成，其特征在于：所述 鋼芯部分為三層，由中心層、內層和外層構成，內層逆時針絞合在中心層外緣，外層順時針 絞合在內層外緣，中心層、內層和外層的鍍鋅鋼絲數量為1、6和12 ;
[0007] 所述鋁線部分為四層，由最內層、鄰內層、鄰外層和最外層構成，最內層逆時針絞 合在外層外緣，鄰內層順時針絞合在最內層外緣，鄰外層逆時針絞合在鄰內層外緣，最外層 順時針絞合在鄰外層外緣，最內層、鄰內層、鄰外層和最外層的鋁線的數量為12、18、24和 30 〇
[0008] 而且，所述鋼芯部分的每根鍍鋅鋼絲的直徑為2. 69~2. 71毫米且三層絞合后的 截面積為135平方毫米，所述鋁線部分的每根鋁線的直徑為4. 50~4. 53毫米且鋁線部分 和鋼芯部分復合后的截面積為1400平方毫米。
[0009] 而且，所述鍍鋅鋼絲的直徑均值為2. 70毫米，鍍鋅層的重量均值為259克/平方 米，抗拉強度均值為1486兆帕，1 %伸長應力均值為1220兆帕，扭轉次數為22~24次，伸 長率均值為5. 4%。
[0010] 而且，所述鋁線的直徑均值為4. 52毫米，抗拉強度均值為176兆帕，強度偏差小于 20兆帕，電阻率為27. 86。
[0011] 本發明另一個目的是提供一種大截面鋼芯鋁絞線的制造方法，其特征在于：包括 制備鍍鋅鋼絞線、制備鋁線和鋼芯鋁絞線絞合；
[0012] 所述制備鍍鋅鋼絞線的原料為65#Φ6. 5毫米的盤條；
[0013] 所述制備鋁線的原料為Α8Φ9. 50毫米的鋁桿，拉拔的總壓縮率為77. 56%，平均壓 縮率為19. 22%，第1道次拉拔由9. 50至9. 10,第2道次拉拔由9. 10至7. 97,第3道次拉 拔由7. 97至6. 97,第4道次拉拔由6. 97至6. 10,第5道次拉拔由6. 10至5. 33,第6道次 拉拔由5. 33至4. 66,第7道次拉拔由4. 66至4. 50,拉拔速度為10米/秒，鋁線制成后放 置24小時；
[0014] 所述鋼芯鋁絞線絞合采用84盤框式絞線機；
[0015] 鋼芯部分：內層的外徑為8. 1毫米，節距為158±5毫米，節徑比為19. 51，絞合方 向為逆時針；外層的外徑為13. 5毫米，節距為246±5毫米，節徑比為18. 22,絞合方向為順 時針；
[0016] 鋁線部分：最內層的外徑為22. 5毫米，節距為342±5毫米，節徑比為15. 20,絞合 方向為逆時針；鄰內層的外徑為31. 5毫米，節距為437±5毫米，節徑比為13. 87,絞合方 向為順時針；鄰外層的外徑為40. 5毫米，節距為495±5毫米，節徑比為12. 22,絞合方向為 逆時針；最外層的外徑為49. 5毫米，節距為562±5毫米，節徑比為11. 35,絞合方向為順時 針。
[0017] 本發明的優點和積極效果是：
[0018] 本發明中，鋼芯部分為依次包覆在一起的三層，每層鍍鋅鋼絲的數量為1、6和12， 鋁線部分為依次包覆在一起的四層，每層鋁線的數量為12、18、24和30,制成的鋼芯鋁絞線 的截面積為1400平方毫米，比現有技術增加了 12%，鋼芯部分的截面積為135平方毫米， 比現有技術增加了 35 %，絞合后的鋼芯鋁絞線均勻緊密，表面光潔，排線整齊，不松散，導電 性能好、載流量大、耐腐蝕性強、使用壽命長，拉斷力能夠達到336千牛，充分滿足500千伏、 750千伏、1000千伏等超、特高壓輸電線路或國家重點輸電線路中對導線的性能要求。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖并通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性 的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。
[0021] 一種大截面鋼芯鋁絞線，如圖1所示，由中心處的鋼芯部分和鋁線部分構成，本發 明的創新點在于：所述鋼芯部分為三層，由中心層7、內層6和外層5構成，內層逆時針絞合 在中心層外緣，外層順時針絞合在內層外緣，中心層、內層和外層的鍍鋅鋼絲數量為1、6和 12 ；
[0022] 所述鋁線部分為四層，由最內層4、鄰內層3、鄰外層2和最外層1構成，最內層逆 時針絞合在外層外緣，鄰內層順時針絞合在最內層外緣，鄰外層逆時針絞合在鄰內層外緣， 最外層順時針絞合在鄰外層外緣，最內層、鄰內層、鄰外層和最外層的鋁線的數量為12、18、 24 和 30。
[0023] 本實施例中，所述鋼芯部分的每根鍍鋅鋼絲的直徑為2. 69~2. 71毫米且三層絞 合后的截面積為135平方毫米，所述鋁線部分的每根鋁線的直徑為4. 50~4. 53毫米且鋁 線部分和鋼芯部分復合后的截面積為1400平方毫米。
[0024] 制得的成品性能見表1 :
[0026] 表1 :性能分析
[0027] 本發明另一個目的是提供一種大截面鋼芯鋁絞線的制造方法，其特征在于：包括 制備鍍鋅鋼絞線、制備鋁線和鋼芯鋁絞線絞合；
[0028] 所述制備鍍鋅鋼絞線的原料為65#Φ6. 5毫米的盤條；控制鍍鋅鋼絲直徑為 2. 70 (+0. 03, -0. 03)毫米，鋅層最小重量為230克/平方毫米，且標準差控制在10克/平 方毫米范圍內，抗拉強度多1400兆帕，1 %伸長應力多1200兆帕，扭轉次數多16次，伸長率 達到彡3. 0%。
[0029] 通過優化鍍鋅工藝，控制抹拭電流、氮氣流量和溫度，獲得的鍍鋅鋼絲鋅層牢固、 均勻，表面平整光潔，所述鍍鋅鋼絲的直徑均值為2. 70毫米，鍍鋅層的重量均值為314克/ 平方米，抗拉強度均值為1731. 7兆帕，1 %伸長應力均值為1441兆帕，扭轉次數為29次，伸 長率均值為5. 2%，各項性能確保了大截面導線的承載力和抗腐蝕性能。
[0030] 所述制備鋁線的原料為Α8Φ9. 50毫米的鋁桿，鋁線在拉拔過程中受到強烈的塑性 變形，材料內部的微觀結構發生明顯變化，影響導線的力學性能和導電能力。拉拔過程既要 保證拉拔順利進行，使鋁絲合理減徑，又要保證產品具有良好的綜合性能，因此確定拉拔工 藝的總壓縮率和部分壓縮率成為拉拔工藝的關鍵。實踐證明，錯桿錯含量^ 99. 6%時，總壓 縮率選在70%~95%，平均壓縮率選在19%~25%范圍，可使鋁絲獲得較高的抗拉強度和 導電性。拉拔道次的設置見表2:
[0032] 表2 :拉拔道次
[0033] 拉拔采用LHD450/13型高速鋁拉絲機，成品模具有恒速旋轉功能，可使拉伸應力 降低幾十倍，使拉制的鋁單線具有圓整性好的工藝效果；采用優質礦物油為基質的潤滑油， 對鋁線起到潤滑、冷卻、清洗等作用，提高鋁線的外觀質量；在保證潤滑充分和良好的冷卻 效果的條件下，依據出線溫度（控制低于80°C以下），確定合理的拉拔速度為lOm/s。
[0034] 控制好鋁單線的抗拉強度及均勻性有利于鋼芯鋁絞線的生產，在符合標準要求的 前提下，強度較小的鋁線塑性較好，絞制中不易斷線，同時鋁線強度均勻則可保證鋼芯鋁絞 線的外觀圓整，并可避免測試直流電阻時出現偏大的假象。
[0035] 拉拔后的鋁線直徑均值為4. 52毫米，抗拉強度均值為184兆帕，電阻率為27. 86。 鋁線在生產下線以后，靜止放置足夠24小時上機絞合，確保每盤鋁線的溫度一致，避免鋁 線存在著殘余應力，形成蛇形彎，影響成品導線的光潔度。每盤鋁線的強度偏差控制在 20MPa之內，進行配盤生產，避免鋁線因強度不均勻而引起的外觀不圓整，易斷線等情況出 現