1600mm2不分割復合絞式鋁合金電纜導體研制

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鋁合金電纜的1600mm2不分割復合絞式鋁合金電纜導體的研制過程。首先制定了試制方案，結合導體工藝技術難度及南瑞銀龍電纜的現有設備特點，選擇了內層400mm2圓形單線緊壓+外層1200mm2型線緊壓的結構方式，設計了導體結構，并制定了導體試制工藝，最終試驗測試結果表明研制的1600mm2的導體完全滿足設計性能要求。

關鍵詞：鋁合金電纜；電纜導體；導體工藝；復合絞式

中圖分類號：TM24 文獻標志碼：A

0 引言

在全球銅礦資源儲量有限、銅價持續高漲的情況下，以鋁代銅將會是未來潛在趨勢。該項技術已在國外歐美國家得到了廣泛應用，國內一些電纜廠商在引進美國技術的同時也進行著自己的探索，努力促成鋁合金電纜在國內的規模性應用。由于今年來國內直流輸電在近海風電場和海島供電的大量應用，鋁合金電纜導體相比于銅導體的優勢在海底電纜中也將更好的發揮，因此鋁合金緊壓導體的試制將是其中關鍵技術之一。

1 試制方案

試制鋁合金電纜導體的標稱截面積為1600mm2，采用鋁合金牌號為8030。因截面積較大，為使導體更加柔軟、彎曲曲率半徑更小，且便于現有設備生產，依據GB/T 3956-2012《電纜的導體》標準規定，將整根導體設計為一種混合絞合結構，即分成內、外兩個不同結構組成部分。內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 生產設備及工藝參數

2.1 生產設備

本鋁合金電纜導體的試制由銀龍電纜有限公司承擔，生產設備采用導體車間的現有設備生產。

2.2 模具設計

在導體生產中，難點還是成型線模設計和單線的拉制，它影響到導體的穩定性、緊密程度、表面質量、截面和外徑大小等。

2.3 生產工藝

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提出，其具體各組分的百分數見表1。

（3）熔鑄工藝參數

連鑄連軋中熔鑄工藝的參數選取和常規的8030鋁合金桿生產工藝一致，不做改動。

（4）鋁合金桿軋制工藝

鋁合金桿的軋制工藝參數見表2。

2.3.2 拉絲工藝

（1）Φ2.96mm圓形鋁合金線工藝參數

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

表面應光潔，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

對于絞線工藝來說，首先需確定絞線工藝參數。

（2）絞制工藝要求

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

②鋁合金絞線的所有單線應同心絞合；

③成品絞線應緊密、圓整地一次絞合完成，表面應光潔不應有油污，不應有目力可見的缺陷，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，模孔尺寸應比線徑小-0.5mm～0mm。

2.3.4 導體退火工藝

導體采用整體退火，退火的工藝參數如下所示：

溫度：300℃±10℃；

時間：12h，鋁線自然冷卻，且冷卻速度不小于10℃/h；

20℃時的電阻率不大于28.80 nΩ·m；

伸長率：≥10%；

表面應光潔，并且不得有可能影響產品性能的所有缺陷。

3 測試設備

試制過程中對鋁合金單線和1600mm2鋁合金導體分別取樣測試，測試單線的直流電阻率、外徑、斷裂伸長率和抗拉強度，測試1600mm2鋁合金導體的各層的外徑及絞合節徑比，與工藝設計參數相比較，確保滿足要求。

4 測試結果

通過測試，發現所生產的鋁合金單線和1600mm2鋁合金導體參數與設計參數相一致，誤差較小。

結論

（1）本文設計了一種1600mm2不分割復合絞式的鋁合金電纜導體， 經過樣品試制及參數測試，試制的導體完全滿足導體性能要求。

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

（3）外層型線絞合加工時應用防翻身裝置，大大減少了型線翻身現象，可滿足交聯生產線導體牽引過模具時對導體外徑的精度要求。

（4）導體最外層半導電繞包帶必須采用特多龍材質，并防止在繞包時出現漏包和翻折現象。

參考文獻

[1]GB/T 3956—2012，電纜的導體[S].