优质大跨越的高强度耐热铝合金导线的研制

随着我国国民经济的高速发展，电力工业的建设呈现突飞猛进的趋势。在建的大跨越输电线路已向高压化、大容量化、远距离化方面发展和延伸，仅使用早期开发、应用的高强度铝一镁一硅合金导线已不能满足“西电东送、南北互供、全国联网”的战略部署及大跨越输电线路建设的需求。
      我国的架空输电线路、大跨越输电线路用铝合金导体材料的研究和开发，已由高强度铝一镁一硅合金领域转向耐热铝合金、高强度耐热铝合金及超耐热铝合金系列等多元化铝合金导体材料，而且发展迅猛，并取得了显著的效果。同时，也对架空输电线路、大跨越输电线路用铝合金导线提出了更高的要求。
      高强度耐热铝合金是耐热性能好，而又具有高强度双重特性的电工用铝合金导体材料。该铝合金制成导线具有使用温度高、耐热性好、载流量大，可在150℃温度下长期使用，显著地增加线路容量(载流量)，比钢芯铝绞线提高80％ 以上。而其抗拉强度接近高强度铝-镁一硅合金，比普通铝导线高出50％ ，是高压及超高压大跨越线路、架空输电线路不可缺少的新线种，适用于新设计的，需要强度高、容量大的线路，大跨越、严重覆冰地区，以及旧线路增容改造工程中，其增容效果更为突出，可节约大量金属材料和基建投资，有显著的经济效益。
      2004年，根据******电网公司科学技术课题之一“三峡输电工程用大跨越导线与研究”，三峡送出工程的建设计划中三峡右岸电力外送工程将建成五个跨越长江和一个跨越汉江的大跨越世纪线路工程，在这些工程中将采用专门为该工程而设计的高强度耐热铝合金导线。本文将主要对这问题进行系统地论述。
1 高强度耐热铝合金导线的发展
      上世纪60年代的日本，随着国民经济与电力工业的快速发展，城市和地区都因电力需求的增长而成为经济发展的制约。日本根据本国地少、人口稠密、敷设新线路困难及地理和国情的特点，投入了大量人力、财力进行耐热铝合金的研究与开发，以满足经济、电力工业快速发展所带来电力增容的迫切需要，并于上世纪60年代末开始在架空输电线路上逐渐投入使用。
      由于耐热铝合金导线输电容量明显地高于同规格的普通的钢芯铝绞线，因此，耐热铝合金导线研制成功后即备受世人的关注。随着耐热铝合金性能的不断提高及新品种的问世，数十年来，在日本得到了广泛的应用。
      同时，随着架空线路建设不断地发展，越来越多的大跨越需要使用既能输送大电流，又能承受大张力的导线。于是，日本各大电缆株式会社又开发了高强度耐热铝合金。
      日本早期开发的高强度铝合金其合金单线的抗拉强度为225—248 MPa(线径为2．30～4．50 mm)，导电率为55％ IACS。随后又开发了强度更高的特高强度耐热铝合金，其单线抗拉强度可达275 MPa，但导电率仅为50％ IACS。
2 高强度耐热铝合金导线的应用
      高强度耐热铝合金导线在日本的研制成功后即备受关注，于是高强度耐热铝合金导线在日本的大跨越架空线路上也得到了广泛地应用。
      上世纪80年代，我国黑龙江省电力设计院在哈尔滨松花江跨越线路的增容改造中，曾从日本进口用高强度铝合金制成的钢芯高强度耐热铝合金绞线替代原有线路上的铝包钢绞线，铁塔基础及架设环境不变，线路即增容一倍。虽用高价购买了钢芯高强度耐热铝合金绞线，可是投资仍节约300多万元(1985年价)，获得了******的经济效益。
      钢芯高强度耐热铝合金绞线由于其单线抗拉强度高、导线的综合拉断力大，接近于高强度铝-镁-硅合金导线，而它的导电率却比高强度铝．镁一硅合金高出近2．5％ IACS，可适用于跨江大跨越、大容量的线路，严重覆冰区、山谷及超高压线路上的导线或地线。
      线路增容改造中，在原有线路上采用钢芯高强度耐热铝合金绞线后，即使保持线路原有的架设环境，但可显著地提高输送容量和线路的安全性，节约大量的金属材料和基建投资。
      举世瞩目的三峡工程已完成三期围堰爆破拆除，标志着三峡工程转入大坝挡水发电期，我国众多的跨越江、河和山区更需要架设高强度、大容量的新型导线。
3 我国高强度耐热铝合金导线的研、发过程的简介
      早在上世纪80年代，上海电缆研究所曾自主研制出高强度耐热铝合金，其合金线的技术性能指标与日本研发的相同：即合金单线(线径为2．30～4．50 mm)的抗拉强度为225～248 MPa、伸率为2．0％ 、导电率为55％ IACS、导线的长期运行允许温度为150℃。
      随着线路建设的发展，越来越多的大跨越需要使用既能输送大电流，又能承受大张力的导线。2005年，根据三峡电网送出工程为即将建成的六条跨越长江和汉江大跨越导线工程需要，配合******电网公司“三峡输电工程用大跨越导线与研究”科学技术课题，希望采用国产的、具有特殊性能指标的特高强度钢芯(特)高强度耐热铝合金绞线。