一种铝包钢高导电率架空绝缘电缆及其生产工艺的制作方法

本发明涉及一种铝包钢高导电率架空绝缘电缆及其生产工艺。

背景技术：

传统架空绝缘电缆具有导电率低、抗拉强度差、使用寿命低等缺点。铝包钢高导电率架空绝缘电缆与传统架空绝缘电缆相比具有导电率高、抗电化学腐蚀、耐雾蚀能力、延长电缆寿命等优点。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是提供一种具有高导电率、抗电化学腐蚀、耐雾蚀能力、延长电缆寿命等优点的铝包钢高导电率耐候架空绝缘电缆。

实现本发明第一个目的的技术方案是铝包钢高导电率架空绝缘电缆，由内至外依次包括20.3％IACS的铝包钢芯、62.5％IACS的硬铝丝、导体屏蔽层和耐候性绝缘层；所述20.3％IACS的铝包钢芯为采用纯度为99.70％的铝杆包覆在铅淬火钢丝表面的绞线；所述62.5％IACS的硬铝丝由导电率为62.5％IACS、抗拉强度大于160MPa、强度均匀性小于25MPa的硬铝丝绞合而成；所述屏蔽层采用交联聚乙烯或非交联聚乙烯材料；所述耐候性绝缘层采用聚乙烯或者聚氯乙烯或者交联聚乙烯材料。

所述20.3％IACS的铝包钢芯和62.5％IACS的硬铝丝绞合的紧压系数为90％，绞合后伸长率为3％。

所述20.3％IACS的铝包钢芯为两层，采用1+6的结构，由丝径为2.10mm铝包钢丝绞合而成，其截面为25mm²；所述62.5％IACS的硬铝丝为两层，采用12+18的结构，由丝径为2.2mm的铝丝绞合而成；20.3％IACS的铝包钢芯与62.5％IACS的硬铝丝构成绞合面积为120mm²的铝导体。

所述导体屏蔽层的厚度为0.6mm；所述耐候性绝缘层厚度为3.4mm。

本发明的第二个目的是提供一种铝包钢高导电率耐候架空绝缘电缆的生产工艺。

实现本发明第二个目的的技术方案是一种铝包钢高导电率架空绝缘电缆的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一：确定铝包钢高导电率架空绝缘电缆结构；

步骤一：确定如权利要求2所述的铝包钢高导电率架空绝缘电缆结构；

步骤二：采购AL99.85％牌号的铝锭和纯度为99.70％的铝杆和铅淬火钢丝；

步骤三：采用铝包钢连续包覆机用纯度为99.70％的铝杆对铅淬火钢丝进行铝包覆，拉丝绞线成导电率为20.3％IACS的铝包钢绞线；

步骤四：配料、熔炼、连铸连轧、拉丝得到导电率为62.5％IACS的铝丝：配料配方为：0.12％≤Er≤5.0％；Si≤0.04％；Fe≤0.08％；Ti、V、Mn、Cr及其他微量元素的含量总和≤0.01％，在熔炼的铝锭中加入牌号为AlB8的硼铝合金锭12kg，牌号为AlY10的铝钇合金锭12kg、牌号为AlLa10的铝镧合金锭15kg，牌号为AlEr合金锭12kg，然后搅拌均匀、精炼除气，精炼温度为780℃，精炼时间为10分钟，然后除渣、静置时间诶40-60分钟；然后进行浇铸，浇铸温度为730℃，入轧温度为510℃，轧制成φ12mm的铝杆；铝杆经挤铝机在模腔内经高温摩擦后在430℃的高温下挤出得到φ7.5的铝杆，压缩比为6-25；将铝杆经过多道模具后拉制成各种规格的导电率为62.5％IACS的铝丝。

步骤五：绞合，采用压紧模具将62.5％IACS的硬铝丝与20.3％IACS铝包钢绞线绞制在一起，绞合的紧压系数为90％，绞合后伸长率为3％；绞合时，20.3％IACS的铝包钢芯采用1+6的结构，由丝径为2.10mm铝包钢丝绞合而成，其截面为25mm²；62.5％IACS的硬铝丝采用12+18的结构，由丝径为2.2mm的铝丝绞合而成；绞合完成后得到面积为120mm²的铝导体。

步骤六：串挤，将半导电屏蔽层与耐候绝缘层一次性挤包在导体上；导体屏蔽层的厚度为0.6mm；耐候性绝缘层厚度为3.4mm。

步骤七：温水交联，成品电缆在＞95摄氏度蒸汽房内静置＞8小时，使线性聚乙烯交联成网状交联聚乙烯；

步骤八：成品检验合格后入库。

采用了上述技术方案后，本发明具有积极的效果：(1)本发明的导体采用铝包钢芯高导电率铝绞线结构，铝包钢芯与普通的钢芯相比具有抗电化学腐蚀、耐雾蚀能力，延长导线寿命，高导电率铝能够有效地降低线路损耗，提高输电效率。

(2)本发明通过对配方的调整，增加铝以外的元素可以使单丝的伸长率提高，但是铝以外的元素越多，电阻越高，因此本发明通过一定量的Fe可以提高铝丝抗拉强度，一定量的Er可以细化晶粒，提高铝丝导电性能，在不增加成本的前提下将铝丝的导电率提高到62.5％IACS。

(3)本发明的电缆的紧压系数达到90％，可以减少导体及电缆外径，降低生产和敷设成本，还可以提高电缆的阻水性能，而紧压系数能够达到这么高，是因为配方的调整，使得铝丝伸长率高达3％。

(3)本发明的电缆导体表面挤包半导电屏蔽层，均化电厂，改善磁场分布。绝缘层采用高耐候交联聚乙烯架空绝缘料，耐候性能优越，大大延长了电缆的使用寿命。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的结构示意图。

附图中标号为：

20.3％IACS的铝包钢芯1、62.5％IACS的硬铝丝2、导体屏蔽层3、耐候性绝缘层4。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的一种铝包钢高导电率架空绝缘电缆，由内至外依次包括20.3％IACS的铝包钢芯1、62.5％IACS的硬铝丝2、导体屏蔽层3和耐候性绝缘层4；20.3％IACS的铝包钢芯1为采用纯度为99.70％铝杆包覆在铅淬火钢丝表面的绞线；62.5％IACS的硬铝丝2由导电率为62.5％IACS、抗拉强度大于160MPa、强度均匀性小于25MPa的硬铝丝绞合而成；屏蔽层3采用交联聚乙烯或非交联聚乙烯材料；耐候性绝缘层4采用聚乙烯或者聚氯乙烯或者交联聚乙烯材料。20.3％IACS的铝包钢芯1和62.5％IACS的硬铝丝2绞合的紧压系数为90％，绞合后伸长率为3％。20.3％IACS的铝包钢芯1为两层，采用1+6的结构，由丝径为2.10mm铝包钢丝绞合而成，其截面为25mm²；62.5％IACS的硬铝丝2为两层，采用12+18的结构，由丝径为2.2mm的铝丝绞合而成；20.3％IACS的铝包钢芯1与62.5％IACS的硬铝丝2构成绞合面积为120mm²的铝导体。导体屏蔽层3的厚度为0.6mm；耐候性绝缘层4厚度为3.4mm。

生产工艺包括以下步骤：

步骤一：确定铝包钢高导电率架空绝缘电缆结构；

步骤二：采购AL99.85％牌号的铝锭和纯度为99.70％的铝杆和铅淬火钢丝；

步骤三：采用铝包钢连续包覆机用纯度为99.70％的铝杆对铅淬火钢丝进行铝包覆，拉丝绞线成导电率为20.3％IACS的铝包钢绞线；

步骤四：配料、熔炼、连铸连轧、拉丝得到62.5％IACS的铝丝：配料配方为：0.12％≤Er≤5.0％；Si≤0.04％；Fe≤0.08％；Ti、V、Mn、Cr及其他微量元素的含量总和≤0.01％；其中Fe可以提高铝丝抗拉强度，Er可以细化晶粒，提高铝丝导电性能；

步骤五：绞合，采用压紧模具将62.5％IACS的硬铝丝与20.3％IACS铝包钢绞线绞制在一起，绞合的紧压系数为90％，绞合后伸长率为3％；绞合时，20.3％IACS的铝包钢芯1采用1+6的结构，由丝径为2.10mm铝包钢丝绞合而成，其截面为25mm²；62.5％IACS的硬铝丝2采用12+18的结构，由丝径为2.2mm的铝丝绞合而成；绞合完成后得到面积为120mm²的铝导体；

步骤六：串挤，将半导电屏蔽层3与耐候绝缘层4一次性挤包在导体上；导体屏蔽层3的厚度为0.6mm；耐候性绝缘层4厚度为3.4mm；

步骤七：温水交联

步骤八：成品检验合格后入库。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。