江貞星+朱智恩+馬一力+張新倫+王少華

摘 要：本文闡述了用于生產(chǎn)鋁合金電纜的1600mm2不分割復(fù)合絞式鋁合金電纜導(dǎo)體的研制過(guò)程。首先制定了試制方案，結(jié)合導(dǎo)體工藝技術(shù)難度及南瑞銀龍電纜的現(xiàn)有設(shè)備特點(diǎn)，選擇了內(nèi)層400mm2圓形單線緊壓+外層1200mm2型線緊壓的結(jié)構(gòu)方式，設(shè)計(jì)了導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并制定了導(dǎo)體試制工藝，最終試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明研制的1600mm2的導(dǎo)體完全滿足設(shè)計(jì)性能要求。

關(guān)鍵詞：鋁合金電纜；電纜導(dǎo)體；導(dǎo)體工藝；復(fù)合絞式

中圖分類號(hào)：TM24 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在全球銅礦資源儲(chǔ)量有限、銅價(jià)持續(xù)高漲的情況下，以鋁代銅將會(huì)是未來(lái)潛在趨勢(shì)。該項(xiàng)技術(shù)已在國(guó)外歐美國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)一些電纜廠商在引進(jìn)美國(guó)技術(shù)的同時(shí)也進(jìn)行著自己的探索，努力促成鋁合金電纜在國(guó)內(nèi)的規(guī)模性應(yīng)用。由于今年來(lái)國(guó)內(nèi)直流輸電在近海風(fēng)電場(chǎng)和海島供電的大量應(yīng)用，鋁合金電纜導(dǎo)體相比于銅導(dǎo)體的優(yōu)勢(shì)在海底電纜中也將更好的發(fā)揮，因此鋁合金緊壓導(dǎo)體的試制將是其中關(guān)鍵技術(shù)之一。

1 試制方案

試制鋁合金電纜導(dǎo)體的標(biāo)稱截面積為1600mm2，采用鋁合金牌號(hào)為8030。因截面積較大，為使導(dǎo)體更加柔軟、彎曲曲率半徑更小，且便于現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)，依據(jù)GB/T 3956-2012《電纜的導(dǎo)體》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，將整根導(dǎo)體設(shè)計(jì)為一種混合絞合結(jié)構(gòu)，即分成內(nèi)、外兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)組成部分。內(nèi)層采用鋁合金圓形單線配合成型模直接緊壓絞合成型，外層采用鋁合金型線絞合。

2 生產(chǎn)設(shè)備及工藝參數(shù)

2.1 生產(chǎn)設(shè)備

本鋁合金電纜導(dǎo)體的試制由銀龍電纜有限公司承擔(dān)，生產(chǎn)設(shè)備采用導(dǎo)體車間的現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)。

2.2 模具設(shè)計(jì)

在導(dǎo)體生產(chǎn)中，難點(diǎn)還是成型線模設(shè)計(jì)和單線的拉制，它影響到導(dǎo)體的穩(wěn)定性、緊密程度、表面質(zhì)量、截面和外徑大小等。

2.3 生產(chǎn)工藝

2.3.1 8030鋁合金桿連鑄連軋

（1）連鑄連軋工藝流程

連鑄連軋生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

（2）8030鋁合金桿成分配方

8030鋁合金的成分含量由美國(guó)提出，其具體各組分的百分?jǐn)?shù)見表1。

（3）熔鑄工藝參數(shù)

連鑄連軋中熔鑄工藝的參數(shù)選取和常規(guī)的8030鋁合金桿生產(chǎn)工藝一致，不做改動(dòng)。

（4）鋁合金桿軋制工藝

鋁合金桿的軋制工藝參數(shù)見表2。

2.3.2 拉絲工藝

（1）Φ2.96mm圓形鋁合金線工藝參數(shù)

表面光潔，并不得有與良好的商品不相稱的任何缺陷。直徑允許偏差：Φ3.00mm，±0.02mm。

（2）鋁合金型線工藝參數(shù)

表面應(yīng)光潔，并不得有與良好的商品不相稱的任何缺陷。等效直徑：4.75mm，直徑允許偏差：±0.0472mm。

2.3.3 絞線工藝

（1）絞制工藝參數(shù)

對(duì)于絞線工藝來(lái)說(shuō)，首先需確定絞線工藝參數(shù)。

（2）絞制工藝要求

①鋁合金線接頭采用電阻對(duì)焊。同一根單線上或整根導(dǎo)線中，任何兩接頭間的距離應(yīng)不小于15m；

②鋁合金絞線的所有單線應(yīng)同心絞合；

③成品絞線應(yīng)緊密、圓整地一次絞合完成，表面應(yīng)光潔不應(yīng)有油污，不應(yīng)有目力可見的缺陷，如明顯的劃痕、壓痕，不得有缺股、斷線、跳線、松股現(xiàn)象，并不得有與良好的商品不相稱的任何缺陷；

④并線模可采用尼龍模，模孔尺寸應(yīng)比線徑小-0.5mm～0mm。

2.3.4 導(dǎo)體退火工藝

導(dǎo)體采用整體退火，退火的工藝參數(shù)如下所示：

溫度：300℃±10℃；

時(shí)間：12h，鋁線自然冷卻，且冷卻速度不小于10℃/h；

20℃時(shí)的電阻率不大于28.80 nΩ·m；

伸長(zhǎng)率：≥10%；

表面應(yīng)光潔，并且不得有可能影響產(chǎn)品性能的所有缺陷。

3 測(cè)試設(shè)備

試制過(guò)程中對(duì)鋁合金單線和1600mm2鋁合金導(dǎo)體分別取樣測(cè)試，測(cè)試單線的直流電阻率、外徑、斷裂伸長(zhǎng)率和抗拉強(qiáng)度，測(cè)試1600mm2鋁合金導(dǎo)體的各層的外徑及絞合節(jié)徑比，與工藝設(shè)計(jì)參數(shù)相比較，確保滿足要求。

4 測(cè)試結(jié)果

通過(guò)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)所生產(chǎn)的鋁合金單線和1600mm2鋁合金導(dǎo)體參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)相一致，誤差較小。

結(jié)論

（1）本文設(shè)計(jì)了一種1600mm2不分割復(fù)合絞式的鋁合金電纜導(dǎo)體， 經(jīng)過(guò)樣品試制及參數(shù)測(cè)試，試制的導(dǎo)體完全滿足導(dǎo)體性能要求。

（2）該導(dǎo)體相比普通圓形緊壓導(dǎo)體具有更高的緊壓系數(shù)，并且由于外層是型線絞合而成，導(dǎo)體表面更加光滑，縫隙更小。

（3）外層型線絞合加工時(shí)應(yīng)用防翻身裝置，大大減少了型線翻身現(xiàn)象，可滿足交聯(lián)生產(chǎn)線導(dǎo)體牽引過(guò)模具時(shí)對(duì)導(dǎo)體外徑的精度要求。

（4）導(dǎo)體最外層半導(dǎo)電繞包帶必須采用特多龍材質(zhì)，并防止在繞包時(shí)出現(xiàn)漏包和翻折現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T 3956—2012，電纜的導(dǎo)體[S].