架空输电线路用钢芯软铝绞线的PPT学习教案.pptx

会计学1架空输电架空输电(shdin)线路用钢芯软铝绞线线路用钢芯软铝绞线的的第一页，共36页。一、前言一、前言(qin yn)n n设计理念（发挥铝和钢的各自(gz)材料性能优势）：n n 铝-导电作用n n 钢-承力作用n n是一种节能型导线n n是一种增容导线n n具有广泛应用的价值和前景第1页/共36页第二页，共36页。2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)特点特点n n 软态型材铝线和钢线的材料和组合结构上的特点，决定了该导线具有软态型材铝线和钢线的材料和组合结构上的特点，决定了该导线具有(jy(jy u)u)以下性能特点：以下性能特点：n n（1 1）节能型）节能型n n “资源节约型资源节约型”是国家电网提倡是国家电网提倡“两型三新两型三新”之一。之一。n n 钢芯软铝绞线与普通钢芯铝绞线相比可以大大降低线路的损耗：钢芯软铝绞线与普通钢芯铝绞线相比可以大大降低线路的损耗：n n导电率提高了导电率提高了3.33.3n n 硬铝线硬铝线-61-61IACSIACSn n 软铝线软铝线-63-63IACSIACSn n与相同截面的普通导线相比，能减少线路损耗与相同截面的普通导线相比，能减少线路损耗6%6%n n与同直径的普通导线相比拥有更大的载流截面与同直径的普通导线相比拥有更大的载流截面-可达到可达到29%29%n n （铝线采用型线绞合，结构紧凑，填充系数高）（铝线采用型线绞合，结构紧凑，填充系数高）第2页/共36页第三页，共36页。2 2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)(xngnng)特点特点特点特点n n（2 2）增容型）增容型）增容型）增容型n n最高长期运行温度：最高长期运行温度：最高长期运行温度：最高长期运行温度：普通普通普通普通(p(p tng)tng)导导导导线线线线-70-70 n n 该导线该导线该导线该导线-250250 线种直径mm抗拉强度MPa加热时间hr残存抗拉强度 MPa90 100 110 120 软铝线3.2181.325081.381.281.481.350080.981.381.281.275081.381.481.381.2100081.381.381.381.5硬铝线3.41175.9250171.6169.4164.3165.2500169.6167.4164.6161.3750170.0168.4165.2160.11000167.3164.7163.8158.7镀锌钢线3.20144025014441447143914405001439144414381442750144014391444144010001438144014401439第3页/共36页第四页，共36页。2 2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)(xngnng)特点特点特点特点LGJ-400/50与ACSS/TW-400/50和ACSS/TW-490/65的载流量比较(bjio)（单位：A）项项 目目LGJ-400/50ACSS/TW-400/50（相同铝截面）（相同铝截面）ACSS/TW-490/65（相同外径）（相同外径）运行温度 70600640675运行温度 80744761844运行温度 90855860978运行温度 1009459451093运行温度 120-10841283运行温度 150-12491509运行温度 180-13851699运行温度 200-14651813备注：环境温度为40；环境条件：国内常用计算条件。第4页/共36页第五页，共36页。n n（3）环境友好型）环境友好型n n “环境友好型环境友好型”也是是国也是是国家电网提倡家电网提倡(tchng)“两型三两型三新新”之一之一2 2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)(xngnng)特点特点特点特点第5页/共36页第六页，共36页。n n（4）低弛度2 2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)(xngnng)特点特点特点特点不同类型导线弧垂温升比较曲线100200300400500600700800900100011000.020.040.060.080.0100.0120.0140.0160.0温度 弧垂 mm碳纤维导线LINNET间隙型导线JNRLH1S/EST-240/30软铝导线350/55（无预张力）软铝导线350/55（50RTS预张力15min）钢芯铝绞线300/40第6页/共36页第七页，共36页。2 2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)(xngnng)特点特点特点特点n n（4）低弛度）低弛度第7页/共36页第八页，共36页。n n（5）提高）提高抗冰雪抗冰雪(bn xu)能力能力2 2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)(xngnng)特点特点特点特点第8页/共36页第九页，共36页。n n（5）提高）提高抗冰雪抗冰雪(bn xu)能力能力2 2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)(xngnng)特点特点特点特点 钢芯软铝绞线是紧凑型结构，钢丝采用EST特高强度，表面(biomin)光洁，运行温度明显高于普通钢芯铝绞线，因此，具有明显的抗冰雪能力：EST特高强度钢丝的抗拉强度达到1770MPa以上，比普通强度高，能承载荷多于常规设计覆冰的要求 钢芯软铝绞线采用的外层梯形铝线绞合，结构紧凑，铝股间的间隙小，表面(biomin)光洁，下雪和冰雨时不易凝固在导线表面(biomin)钢芯软铝线的通常设计运行温度在100150，比普通钢芯铝绞线的运行温度高40左右，自身具有足够的融冰能力第9页/共36页第十页，共36页。n n（6）自阻）自阻尼尼(zn)特特性好性好2 2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)(xngnng)特点特点特点特点 影响导线自阻尼特性因素：铝线和钢线的韧性、直径、导线绞制结构 线股之间的接触面积和摩擦系数 导线的松弛度-径向压力 当导线温度达到软铝线的迁移点时，导线的机械载荷全部转移到钢芯，铝线股呈现一定的松弛，使钢芯软铝绞线的线股间具有(jyu)比普通钢芯铝绞线较小的径向压力。因此，刚芯软铝绞线比普通钢芯铝绞线具有(jyu)较好的自阻尼特性。第10页/共36页第十一页，共36页。n n（6）自阻）自阻尼尼(zn)特性好特性好2 2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)(xngnng)特点特点特点特点 第11页/共36页第十二页，共36页。n n（7）耐腐蚀性能好耐腐蚀性能好n n n n 由于钢芯软铝绞线是由于钢芯软铝绞线是采用紧凑型绞制，铝股层采用紧凑型绞制，铝股层形成形成(xngchng)良好的密良好的密封性能，与普通钢芯铝绞封性能，与普通钢芯铝绞线相比，中心层的钢线更线相比，中心层的钢线更不容易受雨水或腐蚀气氛不容易受雨水或腐蚀气氛的污染，因此，该导线具的污染，因此，该导线具有良好的防腐性能，导线有良好的防腐性能，导线的使用寿命更长。的使用寿命更长。2 2 钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能钢芯软铝绞线的性能(xngnng)(xngnng)特点特点特点特点 第12页/共36页第十三页，共36页。n n（1）钢芯软铝绞线的设计）钢芯软铝绞线的设计n n相同相同(xin tn)外径外径n n相同相同(xin tn)截面积截面积 3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究 工程要求工程要求确定铝截面确定钢截面确定刚丝直径及钢芯外径确定铝层数确定铝线根数确定导线参数确定导线参数铝 钢比宽厚比第13页/共36页第十四页，共36页。n n（2）原材料的控制）原材料的控制n n铝铝n n 由于退火后的铝线，其导由于退火后的铝线，其导电率要达到电率要达到63IACS，因此，因此，铝锭的化学成分的控制是非常铝锭的化学成分的控制是非常重要重要(zhngyo)的，尤其是硅的，尤其是硅和铁含量的控制。在熔炼是，和铁含量的控制。在熔炼是，还要根据炉前分析的情况，进还要根据炉前分析的情况，进行必要的处理（如硼化处理）。行必要的处理（如硼化处理）。n n钢钢n n EST特高强度钢丝的抗拉特高强度钢丝的抗拉强度达到强度达到1770MPa以上，以上，1%伸伸长应力达到长应力达到1550MPa以上，因以上，因此，该种特高强度级镀锌钢丝此，该种特高强度级镀锌钢丝选择选择82B经连续轧制的盘元。经连续轧制的盘元。盘元中采用添加微量合金，以盘元中采用添加微量合金，以细化晶粒提高强度细化晶粒提高强度 3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究第14页/共36页第十五页，共36页。n n（3）EST特高强度镀锌钢线的研究n n 制造高强度镀锌钢线的主要的工艺流程如下：合适的盘元预处理(chl)（酸洗、磷化、涂层）拉拔镀锌轻拉绞制包装。n n 预处理(chl)工艺技术：控制磷化层厚度及均匀性，并作好涂层处理(chl).n n 拉拔工艺：采用直线式拉丝机，大压缩率拉拔，严格控制表面质量，保证扭转性能。关键点：冷却、拉丝模、润滑粉、拉拔速度。n n 热镀锌工艺：探索研究特殊工艺技术，使温度、速度、覆盖层等各项工艺取得最佳配合，从而获得厚镀层及良好的锌层质量和表面质量。3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究第15页/共36页第十六页，共36页。n n（4）梯形铝线拉制技术的研究）梯形铝线拉制技术的研究(ynji)n n模具的孔型设计。模具的孔型设计。n n拉丝机的改造及研制。拉丝机的改造及研制。n n收放线排列整齐。收放线排列整齐。3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究第16页/共36页第十七页，共36页。3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究n n（5 5）铝线的退火技术）铝线的退火技术）铝线的退火技术）铝线的退火技术(jsh)(jsh)研究研究研究研究退火时间退火前5分钟10分钟15分钟20分钟40分钟60分钟300抗拉强度MPa177/1059495伸长率 2/132426325抗拉强度MPa177114105/89/伸长率 21020/27/350抗拉强度MPa177959288868685伸长率 2252832323030375抗拉强度MPa177908385/伸长率 2282728/400抗拉强度MPa177/858686伸长率 2/292826第17页/共36页第十八页，共36页。3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究n n（5 5）铝线的退火技术）铝线的退火技术）铝线的退火技术）铝线的退火技术(jsh)(jsh)研究研究研究研究n n 向向向向IECIEC提交的软铝线性能比较提交的软铝线性能比较提交的软铝线性能比较提交的软铝线性能比较标准抗拉强度MPa导电率%IACS20时直流电阻 m/mm2美标ASTM B 6096061.80.027899原IEC 60121：19609861.60.0280GB 3955-839861.60.0280建议修改后IEC 60121609562.50.027586第18页/共36页第十九页，共36页。n n（6）梯形铝线绞制技术的研究）梯形铝线绞制技术的研究n n防止铝线擦伤防止铝线擦伤n n防翻身防翻身(fn shn)装置装置3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究第19页/共36页第二十页，共36页。n n（7）试验技术的研究和性能）试验技术的研究和性能(xngnng)分析分析3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究ACSS/TW-430/65导线(doxin)的主要技术参数项 目设 计参照GB/T1179结构（导线外径相同）型 号ACSS/TW-490/65LGJ-400/50导线外径27.627.6导线层数23（12+18+24）结构根数直径或截面Al 8/23.5+13/23.1St 7/3.40Al 543.07St 73.07计 算截面积（mm2）铝488.3400钢63.551.9总551.8451.9铝钢比6.717.71外径（mm）27.68627.6计算重量（kgkm）1845.41510.3总拉断力（kN）（保证值）125.8103.6拉力重量比6.86.8外层绞向右向右向第20页/共36页第二十一页，共36页。n n（7）试验）试验(shyn)技术的研究技术的研究和性能分析和性能分析3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究ACSS/TW-430/65导线(doxin)的结构图外层 Al 13根内层 Al 8根钢 芯 St 6+1根第21页/共36页第二十二页，共36页。n n（7）试验技术）试验技术(jsh)的研究的研究和性能分析和性能分析3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究1）高温(gown)拉断力试验1.固定端 2.牵引端 3.被测试导线 4.调压器5.大电流低压变压器 6.电流互感器 7.电流表 8.连接电缆第22页/共36页第二十三页，共36页。n n（7）试验）试验(shyn)技术的研究技术的研究和性能分析和性能分析3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究 试验结果：试样通电加热至150保温3h，在150下直接做拉力试验，试样的高温(gown)拉断力为：128.5kN，仍然满足导线保证值125.8kN的要求。1）高温拉断力试验）高温拉断力试验第23页/共36页第二十四页，共36页。n n（7）试验技术）试验技术(jsh)的研究的研究和性能分析和性能分析3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究2）应力）应力-应变及弹性模量应变及弹性模量试验结果：试样试验结果：试样(sh yn)的最终弹性模量为：的最终弹性模量为：79.0 GPa；第24页/共36页第二十五页，共36页。n n（7）试验）试验(shyn)技术的研究技术的研究和性能分析和性能分析3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究试验结果：该导线试验结果：该导线(doxin)实测线膨胀系数为实测线膨胀系数为 17.610-6（1/）3）热膨胀系数）热膨胀系数第25页/共36页第二十六页，共36页。n n（7）试验）试验(shyn)技术的研究技术的研究和性能分析和性能分析3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究在25UTS初始张力(zhngl)下的弧垂温升曲线 4）弧垂）弧垂-温升曲线和张力温升曲线和张力-温升曲线温升曲线第26页/共36页第二十七页，共36页。n n（7）试验技术的研究和性能）试验技术的研究和性能(xngnng)分析分析3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究在25UTS初始(ch sh)张力下的张力温升曲线 4）弧垂）弧垂-温升曲线和张力温升曲线和张力-温升曲线温升曲线第27页/共36页第二十八页，共36页。3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究n n（7 7）试验技术的研究和性能）试验技术的研究和性能）试验技术的研究和性能）试验技术的研究和性能(xngnng)(xngnng)分析分析分析分析在25UTS初始张力(zhngl)下的张力(zhngl)温升曲线 5）常温和高温的蠕变特性）常温和高温的蠕变特性常温蠕变 20高温蠕变 15015%RTS下蠕变方程式10-1000=36.12T0.195/15%RTS下10年蠕变量332 mm/km/25%RTS下蠕变方程式10-1000=54.35T0.20710-1000=53.81T0.20925%RTS下10年蠕变量573 mm/km581 mm/km40%RTS下蠕变方程式10-1000=111.80T0.20910-1000=97.08T0.22640%RTS下10年蠕变量1206 mm/km1271 mm/km第28页/共36页第二十九页，共36页。3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究n n（7 7）试验技术）试验技术）试验技术）试验技术(jsh)(jsh)的研究和性能分析的研究和性能分析的研究和性能分析的研究和性能分析20下的蠕变(r bin)曲线 5）常温和高温的蠕变特性）常温和高温的蠕变特性第29页/共36页第三十页，共36页。3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究n n（7 7）试验技术的研究）试验技术的研究）试验技术的研究）试验技术的研究(ynji)(ynji)和性能分析和性能分析和性能分析和性能分析150下的蠕变(r bin)曲线 5）常温和高温的蠕变特性）常温和高温的蠕变特性第30页/共36页第三十一页，共36页。3 钢芯软铝绞线的制造钢芯软铝绞线的制造(zhzo)研研究究n n（7 7）试验技术的研究）试验技术的研究）试验技术的研究）试验技术的研究(ynji)(ynji)和性能分析和性能分析和性能分析和性能分析试验结果试验结果(ji gu)：导线未见起灯笼现象，也未见明显松股，软铝线表面有轻微擦痕；过滑轮后铝单线抗拉强度均在：导线未见起灯笼现象，也未见明显松股，软铝线表面有轻微擦痕；过滑轮后铝单线抗拉强度均在60 MPa 95MPa范围内，铝线强度没有明显的提高。范围内，铝线强度没有明显的提高。该试验结果该试验结果(ji gu)表明，由于导线外层为软铝线，在完过尼龙轮时，表面有轻微擦伤现象，说明在工程实际放线时，应选用挂胶的放线轮。导线的紧密性能确保放线过程不会松散或起灯笼；而且过滑轮后，软铝线的性能不会有明显的改变。表明，由于导线外层为软铝线，在完过尼龙轮时，表面有轻微擦伤现象，说明在工程实际放线时，应选用挂胶的放线轮。导线的紧密性能确保放线过程不会松散或起灯笼；而且过滑轮后，软铝线的性能不会有明显的改变。6）过滑轮试验）过滑轮试验第31页/共36页第三十二页，共36页。4 钢芯软铝线的应用钢芯软铝线的应用(yngyng)研研究究三种导线三种导线(doxin)(doxin)有关性能比较有关性能比较LGJ-400/50LGJ-560/70ACSS/TW-400/50铝截面 （mm2）399.72560402.8外径 （mm）27.632.725.15外径增加 （%）-+18-9重量 （kg/km）1509.32103.41517.76重量增加 （%）-390.56综合拉断力（N）122950172590103640强度变化 （%）-+40-16第32页/共36页第三十三页，共36页。5 结束语结束语n充分发挥了铝和钢两种材料的性能优势n在新建线路或旧线路增容改造中，可起到节能或增容作用。n与其它增容导线(doxin)比较：n 纤维复合加强芯铝绞线n 殷钢芯耐热铝合金绞线n 间隙型导线(doxin)第33页/共36页第三十四页，共36页。5 结束语结束语 上海电缆研究所一直致力于新型导线的开发，积极响应电网建设提出的“两型三新”的号召，先后就钢芯软铝绞线项目转让了：无锡江南电缆厂 广东远光电缆有限公司 郑州华力电缆有限公司 无锡长峰电缆有限公司 完善(wnshn)了工艺制造技术，而且解决了型线的拉丝设备和绞制设备的改进和制造，使我国导线制造企业和电工装备制造企业在型线制造领域的技术水平得到快速发展。相信通过钢芯软铝绞线制造水平的不断完善(wnshn)和技术的提高，钢芯软铝绞线这一性能优越的导线必将会在我国输电线路建设中得到广泛使用。第34页/共36页第三十五页，共36页。第35页/共36页第三十六页，共36页。