主要铝合金材料性能与用途
1.高强度铝合金高强度铝合金是输电线最常用的材料,它添加的元素主要是镁(Mg)和硅(Si),该合金的主要组成物为Mg2Si。在热处理状态下,Mg2Si固溶于铝中,并通过人工时效进行硬化,获得足够的强度和塑性,用作输电线材料。如上所述,我国研制高强度铝合金始于六十年代,经过不断的努力与改进提高,其性能指标均达到IEC104的各项技术要求,对于要求特别严格的弯曲性能也得到大幅度提高,微风振动试验也完全能通过。1975年开始上海电缆研究所与武汉电线厂合作,在铝合金中添加稀土元素,使高强度铝合金导线的性能得到充分的保证,这种具有中国特色的独特配方,一直延续至今,为电线电缆行业和电力行业所认可。JB/T8134-1997架空绞线用铝镁硅系合金圆线中所规定的各项性能与IEC104-1987的相一致,规格范围为φ1.5~φ4.5mm。目前国内生产的Al-Mg-Si线在加入稀土以后,强度、电阻率都达到要求,延伸率由标准规定的3.0%或3.5%提高至6%以上,大大超过标准要求,这种线材制作OPGW的地线部分是特别有利的。在2000年8月1日开始实施的国家标准GB/T1179-1999圆线同心绞架空导线,等同于IEC61089-1991的标准,标准中把高强度铝合金线的二种规格型号均列入其中,并与其它的材料在一起组成各种型式的导线,如:铝合金绞线(JLHA2、JLHA1)、钢芯铝合金绞线(JLHA2/G1A、JLHA2/G1B、JLHA2/G3A;JLHA1/G1A、JLHA1/G1B、JLHA1/G3A)、铝合金芯铝绞线(JL/LHA2、JL/LHA1)、和铝包钢芯铝合金绞线(JLHA2/LB1A、JLHA1/LB1A)等。把常用的钢芯铝绞线与铝合金绞线、钢芯铝合金绞线的主要性能作比较,见表3。表3各种常用导线的性能比较对于作为输电线路用导线,除了为满足一定载流量,它需要足够的铝截面,保证导线的直流电阻达到规定值以外,最主要的是抗拉力和单位长度质量,以及它们的比值。从表3可看出全铝合金绞线已经比以往常用的钢芯铝绞线有更好的拉力/重量比,它本身就较轻,这对线路有好处,它可以减少弧垂量,降低杆塔高度,或可以增加杆塔间的距离;钢芯铝合金导线的这种优点更为突出;此外,它有较强的过载能力,因此在经过复冰的地段,如复冰厚度为20cm以上至30cm时,其线路的综合造价可以适当降低,是最合适的线材;在通过山地,由于地形高低不平,起伏较大,杆塔塔位也较难安排,如果采用铝合金导线或钢芯铝合金绞线的话,线路建设就更经济了。鉴于上述的优点,在即将建设的三峡枢纽工程,送往广东的±500kV直流输电线路工程,在通过湖南省湘江——响水段时,线路中导线的复冰为20cm和30cm地段,采用的导线均为钢芯铝合金绞线。随着西电东送工程起动,由西部的电厂发出来的强大电流要送往东部沿海,线路经过山区、复冰严重的地区在所难免,因此铝合金导线和钢芯铝合金导线将起着越来越重要的作用。