中國(guó)電纜工業(yè)金屬導(dǎo)體生產(chǎn)的六十年巨變

黃崇祺

(上海電纜研究所，上海200093)

0 引言

金屬導(dǎo)體是電線電纜的基礎(chǔ)材料和重要組成部分。電線電纜具有傳輸電能、傳遞信息和實(shí)現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換的功能，被喻為人體的血管和神經(jīng)。2008年中國(guó)電纜工業(yè)的銅、鋁導(dǎo)體的用量分別為412萬(wàn)t(2007年378萬(wàn)t)和145萬(wàn)噸(2007年135萬(wàn)t)，2008年和2007年相比，銅、鋁導(dǎo)體的用量分別提高9%和7%。2008年因受經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，全行業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值約6904億元，比上年增長(zhǎng)了21.5%;完成銷售產(chǎn)值約6695億元，比上年增長(zhǎng)了20%。

解放初期，我國(guó)金屬導(dǎo)體的生產(chǎn)技術(shù)落后，裝備陳舊。即使是重大裝備——迴線式銅桿軋機(jī)，亦來(lái)自于援助國(guó)轉(zhuǎn)手的德國(guó)造的二手機(jī)?，F(xiàn)在金屬導(dǎo)體的生產(chǎn)面貌已經(jīng)煥然一新，今非昔比了。然而與國(guó)外先進(jìn)水平相比，特別在高技術(shù)和原創(chuàng)方面尚有相當(dāng)?shù)牟罹唷Ｍ庥^技術(shù)指標(biāo)的差距只是表象，而實(shí)質(zhì)性的差距則在于缺乏技術(shù)裝備。中國(guó)電纜工業(yè)金屬導(dǎo)體生產(chǎn)的發(fā)展可分為兩個(gè)階段，即改革開放前的以獨(dú)立自主、自力更生為主的發(fā)展階段和改革開放后的與國(guó)外接軌發(fā)展的階段，但在兩個(gè)階段中自主創(chuàng)新始終是我們的魂和基石?；仡櫫?，中國(guó)電纜工業(yè)導(dǎo)體生產(chǎn)大致可勾劃出15項(xiàng)重大進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新，這是值得我們引以為榮的。

1 十五項(xiàng)重大進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新

中國(guó)電工鋁導(dǎo)體生產(chǎn)的快速發(fā)展，從材料、工藝、裝備和產(chǎn)品幾乎都體現(xiàn)著獨(dú)立自主、自力更生、自主創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收和再創(chuàng)新精神。諸如在舉世矚目的三峽發(fā)電工程、750 kV和1000 kV高壓交流輸電工程、±500 kV和±800 kV直流輸電工程中用的都是國(guó)產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)導(dǎo)線，這代表了我國(guó)的能力和水平。

解放初期，中國(guó)沒有真正工業(yè)生產(chǎn)意義上的電工鋁導(dǎo)體:用半連續(xù)式澆鑄機(jī)制造方錠;經(jīng)加熱由迴線式軋機(jī)生產(chǎn)鋁桿;用非滑動(dòng)罐式拉線機(jī)拉制鋁線;用速度很慢的籠式絞線機(jī)生產(chǎn)導(dǎo)線。總之，工藝技術(shù)和裝備落后，環(huán)境污染嚴(yán)重。那時(shí)，鋁導(dǎo)體的用量也很少，如表1所示。

表1 上世紀(jì)80年代以前我國(guó)電纜行業(yè)銅鋁導(dǎo)體年用量(單位:t)

中國(guó)缺銅，銅又是戰(zhàn)略物資，改革開放前進(jìn)口困難。自1957年開始電纜行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改革，并提出了“以鋁代銅”的方針。2006年前后銅價(jià)暴漲，在以鋁節(jié)銅、降低成本和減重節(jié)能的思維下，鋁導(dǎo)體的應(yīng)用又得到了相應(yīng)的發(fā)展。隨著我國(guó)電力事業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是超、特高壓輸電工程和智能電網(wǎng)的建設(shè)，可以預(yù)計(jì)將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大電工鋁導(dǎo)體的應(yīng)用。

1.1 我國(guó)第一條鋁連鑄連軋生產(chǎn)線的開發(fā)和應(yīng)用

在上世紀(jì)70年代開發(fā)完成的這條生產(chǎn)線，以熔、鑄、軋一條龍的連續(xù)生產(chǎn)方式獲得了歡迎，由此迅速推向全國(guó)，并有出口，直至現(xiàn)今。其意義在于:

(1)它與“稀土優(yōu)化綜合處理方法”相結(jié)合，可用國(guó)產(chǎn)的非電工級(jí)高硅普鋁錠生產(chǎn)出國(guó)外需用低硅電工級(jí)鋁錠才能生產(chǎn)出的電工用鋁桿，用此種鋁桿可生產(chǎn)出達(dá)到任何國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)水平的鋁導(dǎo)線，并可大量出口。

(2)為導(dǎo)線新產(chǎn)品開發(fā)所需的基礎(chǔ)鋁桿，解決了重大的基礎(chǔ)裝備。

1.2 稀土優(yōu)化綜合處理技術(shù)生產(chǎn)電工鋁導(dǎo)體

稀土優(yōu)化綜合處理生產(chǎn)電工鋁導(dǎo)體的技術(shù)是繼鋁連鑄連軋生產(chǎn)線之后又一項(xiàng)重大基礎(chǔ)性獨(dú)樹一幟的自主創(chuàng)新成果。經(jīng)幾十年大生產(chǎn)考驗(yàn)，它已成為我國(guó)電工鋁導(dǎo)體生產(chǎn)的主導(dǎo)技術(shù)。它的意義在于:

(1)中國(guó)鋁礦資源含硅量高，不適于生產(chǎn)電工鋁導(dǎo)體。自解放后30年來(lái)，中國(guó)電工鋁導(dǎo)體的機(jī)、電性能一直不能完全達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的水平。而依靠這一成果，可用高硅普鋁錠生產(chǎn)出性能優(yōu)秀的電工鋁導(dǎo)體，并達(dá)到了工業(yè)化的穩(wěn)定生產(chǎn)，解決了我國(guó)生產(chǎn)量大面廣電工鋁導(dǎo)體的材料來(lái)源問題。

(2)發(fā)揮中國(guó)的綜合優(yōu)勢(shì)，取中國(guó)稀土多之長(zhǎng)補(bǔ)中國(guó)礦源硅高之短，符合中國(guó)國(guó)情，解決中國(guó)自己的問題，滿足了廣大市場(chǎng)的需要。

(3)這一技術(shù)既適用于電工用鋁，也適用于電工用鋁合金，這將為導(dǎo)體新品種開發(fā)所需的基礎(chǔ)桿材創(chuàng)造了有利的條件。

1.3 研發(fā)了導(dǎo)電用的高強(qiáng)度、耐熱鋁合金

在保證導(dǎo)電率的條件下，開發(fā)具有高強(qiáng)度、耐熱和高強(qiáng)度/耐熱型鋁合金是高壓、超高壓、特高壓、大跨越、大容量輸電線路發(fā)展之必需。

自上世紀(jì)60年代開始至今，我國(guó)先后已開發(fā)了高強(qiáng)度鋁-鎂-硅和鋁-鎂-硅-稀土合金、非熱處理型高導(dǎo)電耐熱鋁合金和高強(qiáng)度耐熱鋁合金等，滿足了架空導(dǎo)線、大跨越導(dǎo)線、光纖復(fù)合架空地線、變電站用大電流母線的需求。為了適應(yīng)對(duì)鋁合金桿的大生產(chǎn)需要，在已有的鋁連鑄連軋生產(chǎn)線基礎(chǔ)上進(jìn)行改型，設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了鋁合金連鑄連軋生產(chǎn)線。一般鋁-鋯型耐熱鋁合金均需熱處理，這樣耗電多、工時(shí)長(zhǎng)，是大量生產(chǎn)的瓶頸之一。為此，自主創(chuàng)新開發(fā)了非熱處理型的高導(dǎo)電耐熱鋁合金。目前國(guó)產(chǎn)的各種耐熱鋁合金導(dǎo)線，其質(zhì)量和性能均符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.4 開發(fā)和應(yīng)用“圓鋁線一次成型壓接法”生產(chǎn)鋁包鋼線

圓鋁線一次成型壓接法生產(chǎn)鋁包鋼線及其生產(chǎn)線是在上世紀(jì)70年代初完成的一項(xiàng)我國(guó)自主創(chuàng)新的新工藝和新生產(chǎn)線。它的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，原材料鋁比國(guó)外同類方法的利用率高，可達(dá)70%，并在原材料鋁線和鍍鋅鋼線的管道化連續(xù)清洗，圓鋁線一次成型、壓接有獨(dú)到的創(chuàng)新。線的性能可達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的水平。首次在南京長(zhǎng)江220 kV、2000 m級(jí)大跨越輸電工程中應(yīng)用，揭開了我國(guó)大跨越導(dǎo)線生產(chǎn)和應(yīng)用的新篇章。現(xiàn)已有17條大跨越輸電線路采用了此種導(dǎo)線，30多年來(lái)，線路一直運(yùn)行正常。在2008年春節(jié)前后我國(guó)南方各地遭受50年不遇的特大雪災(zāi)，湖南全省很多500 kV以下的輸、配電線路停止正常運(yùn)行，但架在湘江上的采用此種鋁包鋼導(dǎo)線的220 kV和110 kV大跨越輸電線路(分別已運(yùn)行33年和15年)導(dǎo)線和鐵塔完好無(wú)損。

80年代中期，隨著康仿連續(xù)擠壓機(jī)和雙金屬同步拉線機(jī)的引進(jìn)，用以生產(chǎn)包復(fù)法鋁包鋼線，可獲得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，而后通過(guò)消化吸收，目前此種技術(shù)和設(shè)備已推向全國(guó)，為大跨越輸電線路的建設(shè)和兼有避雷和通信功能的光纖復(fù)合架空地線的發(fā)展和擴(kuò)大生產(chǎn)提供了物質(zhì)保證。

1.5 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)高速鋁拉線機(jī)

在技術(shù)引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上由我國(guó)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的直線式高速鋁拉線機(jī)，具有速度快，生產(chǎn)率高，可獲得抗拉強(qiáng)度高、表面質(zhì)量好的鋁和鋁合金線，特別適于架空導(dǎo)線用硬鋁線的生產(chǎn)，為超、特高壓架空導(dǎo)線的開發(fā)和生產(chǎn)提供了必不可缺的裝備。

1.6 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了鋁、鋁合金型線拉線機(jī)

我國(guó)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的鋁、鋁合金型線拉線機(jī)，可使鋁和鋁合金桿經(jīng)一個(gè)工序直接拉出所需形狀的型線。由此簡(jiǎn)化了工序，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，改變了歷史上遺留下來(lái)落后的型線生產(chǎn)方式，為型線絞、碳纖維加強(qiáng)芯絞、預(yù)應(yīng)力鋼芯絞的架空導(dǎo)線和型線絞纜芯電纜的生產(chǎn)，提供了很好的生產(chǎn)裝備。

1.7 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了框式絞線機(jī)

在技術(shù)引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上，由我國(guó)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的框式絞線機(jī)，與舊式的籠絞機(jī)、叉絞機(jī)相比不僅操作的自動(dòng)化程度提高了，而且導(dǎo)線的質(zhì)量和生產(chǎn)率有了明顯的提高。此種設(shè)備已推向全國(guó)，成為架空導(dǎo)線生產(chǎn)的主導(dǎo)設(shè)備，而且已開發(fā)和生產(chǎn)了更大型的710四段框式絞線機(jī)，以滿足大截面(1000mm2級(jí))超、特高壓架空輸電線路用導(dǎo)線發(fā)展的需要。

1.8 開發(fā)了各種系列國(guó)產(chǎn)架空導(dǎo)線產(chǎn)品

架空導(dǎo)線生產(chǎn)的基礎(chǔ)和保證在于材料、裝備和工藝。目前我國(guó)已建立了比較完整的生產(chǎn)體系，開發(fā)了各種導(dǎo)線的系列產(chǎn)品，可滿足當(dāng)前電力發(fā)展的需要。

(1)架空導(dǎo)線的最大截面已達(dá)1000mm2;變電站用大電流母線的截面已達(dá)1600mm2;導(dǎo)線品種比較齊全，碳纖維加強(qiáng)的型線絞架空導(dǎo)線和鋼芯預(yù)應(yīng)力型線絞防冰雪架空導(dǎo)線，亦在開發(fā)和國(guó)產(chǎn)化之中;光纖復(fù)合架空相導(dǎo)線(OPPC)亦曾引進(jìn)使用，國(guó)內(nèi)亦可以生產(chǎn)。

(2)不同材料構(gòu)成的1000、1500和2000 m級(jí)大跨越架空導(dǎo)線亦已在跨越江河的線路上應(yīng)用。

(3)良導(dǎo)體架空地線、光纖復(fù)合架空地線(OPGW)，尤其是OPGW在老線路改造、新線路建設(shè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。

(4)架空線路和變電站用的擴(kuò)徑導(dǎo)線，已在超、特高壓輸電工程中應(yīng)用。它們有300mm2截面擴(kuò)大到400mm2截面、結(jié)構(gòu)為多層抽股式擴(kuò)徑導(dǎo)線;630mm2截面擴(kuò)大到900mm2截面、結(jié)構(gòu)為鋼芯蘑菇頭高密度聚乙烯支撐兩層“Z”型線絞的擴(kuò)徑導(dǎo)線(外徑40mm)和連續(xù)焊接管軋紋支撐(直徑70mm)式的擴(kuò)徑大電流母線。

1.9 建立和采用光亮無(wú)氧銅桿生產(chǎn)線

我國(guó)銅導(dǎo)體生產(chǎn)的特點(diǎn)是采用電工用光亮低氧銅桿生產(chǎn)的，其快速的發(fā)展主要是得益于引進(jìn)、消化吸收及自主再設(shè)計(jì)，但由于設(shè)計(jì)中簡(jiǎn)化了某些影響銅桿質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，招致消化不良，尤其在以后的廢雜銅直接制桿生產(chǎn)中加劇了銅桿的質(zhì)量問題。目前先進(jìn)的廢雜銅直接制桿連鑄連軋生產(chǎn)線已經(jīng)引進(jìn)我國(guó)，銅桿質(zhì)量可以達(dá)到需求，個(gè)別技術(shù)指標(biāo)也可超過(guò)國(guó)家三級(jí)桿標(biāo)準(zhǔn)的水平，這將有利于促進(jìn)我國(guó)廢雜銅制桿生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步，以及質(zhì)量和環(huán)境污染的改善。

在上世紀(jì)80年代前，我國(guó)沒有電工用光亮銅桿，生產(chǎn)的全是質(zhì)差、圈重小的黑銅桿;生產(chǎn)方式是平爐熔煉-鑄船形錠-加熱-迴線式軋機(jī)生產(chǎn)黑桿-酸洗-成品供貨。

80年代后我國(guó)陸續(xù)引進(jìn)了諸如浸涂法、上引法和連鑄連軋法(美國(guó)式、德國(guó)式、意大利式和芬蘭式)生產(chǎn)無(wú)氧和低氧銅桿，可以說(shuō)全世界擁有的方法我國(guó)都有了。自那以后，我國(guó)電工用光亮銅桿的數(shù)量和質(zhì)量有了快速的增長(zhǎng)和提高。由此我國(guó)自主設(shè)計(jì)銅連鑄連軋生產(chǎn)線也開始了。

我國(guó)光亮無(wú)氧銅桿生產(chǎn)線的研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)是自主研發(fā)和引進(jìn)消化改進(jìn)相結(jié)合的產(chǎn)物，使我國(guó)光亮無(wú)氧銅桿的生產(chǎn)從無(wú)到有，質(zhì)量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果明顯提高，現(xiàn)在的產(chǎn)量與連鑄連軋低氧銅桿相比約各占半壁江山。

上世紀(jì)70年代中，我國(guó)開始自主研發(fā)設(shè)計(jì)上引法無(wú)氧銅桿生產(chǎn)線，到80年代初，通過(guò)消化吸收，得到進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，從此中國(guó)制造的生產(chǎn)線迅速推向全國(guó)和國(guó)外，開創(chuàng)了我國(guó)光亮無(wú)氧銅桿生產(chǎn)的新篇章。

1.10 廢雜銅直接再生制桿技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用

中國(guó)缺銅，且使用電工用銅桿的數(shù)量又屬世界之最，因此優(yōu)質(zhì)的符合三級(jí)桿標(biāo)準(zhǔn)的電工用再生銅桿必定會(huì)獲得推廣應(yīng)用。電纜工業(yè)呼喊銅桿質(zhì)量危機(jī)、國(guó)家號(hào)召節(jié)約能源，盡管我國(guó)廢雜銅直接再生制桿利用在廢雜銅分類和分揀、預(yù)處理方法和裝備、熔煉爐和精煉工藝技術(shù)、銅連鑄連軋裝備、環(huán)保、質(zhì)檢認(rèn)證和管理等尚有許多不盡人意之處，但我們應(yīng)從速組織起來(lái)打好這一質(zhì)量仗。2008年我國(guó)首條國(guó)際先進(jìn)的廢雜銅連鑄連軋生產(chǎn)線的引進(jìn)，為我國(guó)在這一領(lǐng)域促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、提高質(zhì)量、改進(jìn)環(huán)保、加強(qiáng)引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新打下了良好的基礎(chǔ)。

1.11 “以鋁節(jié)銅”銅包鋁線的制造和應(yīng)用

銅包鋁線的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，其核心取決于銅、鋁結(jié)合的牢固性和過(guò)渡層合金的厚度?，F(xiàn)在還有許多制造廠用的是早已淘汰的水平牽引連鑄鋁(合金)桿、技術(shù)不完善的包覆設(shè)備和不相稱的銅拉線與退火的裝備。由此引起產(chǎn)品質(zhì)量的現(xiàn)狀是粗線和細(xì)線做不好、斷頭率高、表面針孔頻出，這都明顯影響生產(chǎn)和應(yīng)用的效果。

一般而言，在弱電特別是高頻和射頻電纜中已獲得廣泛應(yīng)用，但用于強(qiáng)電方面國(guó)內(nèi)外均有疑慮。使用中出現(xiàn)的問題有銅、鋁分離，電化腐蝕加速，制品假接頭影響信號(hào)傳遞，廢料回收和應(yīng)用困難等。

2008年我國(guó)已引進(jìn)了首條國(guó)際先進(jìn)的銅包鋁生產(chǎn)線，預(yù)期將在產(chǎn)品質(zhì)量、品種開發(fā)、裝備改進(jìn)等方面開創(chuàng)新局面。

1.12 引進(jìn)和發(fā)展“康仿”連續(xù)擠壓裝備及其應(yīng)用

“康仿”連續(xù)擠壓技術(shù)自上世紀(jì)70年代從英國(guó)引進(jìn)以后，經(jīng)消化吸收和再創(chuàng)新，特別將上引法無(wú)氧銅連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)與“康仿”連續(xù)擠壓技術(shù)相結(jié)合形成的智能生產(chǎn)線更是各抒其長(zhǎng)，將各自的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。由此對(duì)“康仿”機(jī)組、擠壓制品材料和產(chǎn)品種類的發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量的提高，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程和減少工模具消耗，改善環(huán)保和節(jié)約能源均獲得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

現(xiàn)在，“康仿”機(jī)的生產(chǎn)不僅滿足國(guó)內(nèi)需要，亦有相當(dāng)數(shù)量出口。早先，“康仿”機(jī)以擠壓鋁材為主，現(xiàn)已發(fā)展到銅和銅合金。由于連續(xù)包覆技術(shù)和金屬流動(dòng)模具設(shè)計(jì)(坯桿尺寸小，擠出尺寸大，即所謂的“小變大技術(shù)”)及其模具材料的改進(jìn)，不僅使連續(xù)擠出長(zhǎng)度增加，而且可以向更大的寬度和直徑方向發(fā)展，即可生產(chǎn)鋁包鋼雙金屬線、鋼鋁接觸線、高強(qiáng)度超細(xì)晶鎂銅、錫銅、銀銅接觸線和磷銅球大直徑坯棒。“康仿”機(jī)已形成 250、300、350、400(最大銅排170×15mm、鋁管 50mm)和630型機(jī)組的系列化生產(chǎn)。630型機(jī)組的生產(chǎn)將為無(wú)氧銅寬帶帶坯(25×320mm)、高壓電纜的皺紋鋁護(hù)套(220 kV電纜，截面2500mm2，鋁護(hù)套直徑150mm)和超高壓變電站大電流母線用大直徑支撐鋁管的生產(chǎn)獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。長(zhǎng)期以來(lái)，電纜和冶金行業(yè)對(duì)銅排生產(chǎn)一直不能解決臟、污染環(huán)境的落后面貌，由于應(yīng)用“康仿”技術(shù)，可改善環(huán)保，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，提高銅排質(zhì)量和節(jié)約能源(節(jié)能效果可達(dá)40%)。

1.13 研發(fā)了電氣化鐵路接觸網(wǎng)用接觸線

隨著我國(guó)電氣化鐵路從低速向高速發(fā)展，速度等級(jí)不同的客運(yùn)專線，到2012年初或2011年末即將通車的約1300 km的京-滬高速電氣化鐵路，其運(yùn)行速度在350 km/h及以上。由此，對(duì)接觸導(dǎo)線提出了很高的“高強(qiáng)度和高導(dǎo)電”的要求。

我國(guó)材料工作者在既有技術(shù)積累的基礎(chǔ)上集思廣益，進(jìn)行自主創(chuàng)新，特別是應(yīng)用“康仿”新技術(shù)，形成了中國(guó)自主創(chuàng)新開發(fā)的上引法連續(xù)制桿-“康仿”連續(xù)擠壓制坯-冷軋-冷拉制線的新工藝，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。銅鎂接觸線的質(zhì)量、性能明顯提高，且高于國(guó)外同類產(chǎn)品的水平?，F(xiàn)以在京-滬高速鐵路上用的150mm2銅鎂(中鎂)接觸導(dǎo)線為例，其實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度和導(dǎo)電率分別可達(dá)520 MPa和68%IACS，而相應(yīng)的歐洲聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)(EN501.49)值分別470 MPa和62%IACS;銅鎂接觸線的組織細(xì)密，其平均晶粒度8 μm。這種新工藝之所以能獲得如此好的強(qiáng)度和導(dǎo)電率，主要得益于材料成分、晶粒細(xì)化和冷加工量等控制得當(dāng)。此種工藝不僅適用于加工銅鎂合金，也適用于銅錫、銅銀和純銅等接觸導(dǎo)線。

1.14 銅扁線、換位和組合繞組線研制和應(yīng)用

金融危機(jī)影響全球，但我國(guó)輸變電工業(yè)一枝獨(dú)秀，2008年變壓器產(chǎn)量已達(dá)13億kVA，同比增長(zhǎng)30%，2009年1～3月累計(jì)產(chǎn)量3.11億kVA，同比增長(zhǎng)19%。

銅扁線是電力變壓器、電抗器、干式變壓器和牽引變壓器用繞組線的基礎(chǔ)材料。換位導(dǎo)線具有減小變壓器體積、降低由漏磁場(chǎng)引起的環(huán)流附加損耗和渦流損耗，可提高繞組線的機(jī)械強(qiáng)度和節(jié)省繞制時(shí)間，因此在超、特高壓變壓器中獲得了廣泛應(yīng)用。換位導(dǎo)線的品種也相應(yīng)驟增，其生產(chǎn)線已可打制5～71根不同絕緣的換位導(dǎo)線，并已掌握了制造高硬度、多根數(shù)、小節(jié)距、高輻向換位導(dǎo)線的技術(shù)。換位機(jī)已具有雙推指換位裝置，配置兩組換位器的換位頭，可確保差異較大的線規(guī)組成的換位導(dǎo)線的幾何尺寸精度、導(dǎo)線組合的緊密性和換位間距的正確性。我國(guó)首條引進(jìn)的換位導(dǎo)線生產(chǎn)線具有9段絞籠，每籠可裝6盤扁線，換位根數(shù)最多可達(dá)54根，是目前國(guó)際上同類生產(chǎn)線中最先進(jìn)之一。

用于繞組線的銅扁線，一般厚度為1～4.0mm，寬度為3～20mm?，F(xiàn)在采用先進(jìn)的上引無(wú)氧銅與“康仿”連續(xù)擠壓(必要時(shí)再加拉線和適當(dāng)?shù)睦渥饔不?相結(jié)合的生產(chǎn)線，可生產(chǎn)不同軟、硬的銅扁線，徹底改變了過(guò)去生產(chǎn)工序多、臟、亂和環(huán)保差的面目，建成了全封閉、全空調(diào)、恒溫、恒濕、無(wú)塵凈化的現(xiàn)代化電磁線制造廠房。

1.15 “斜拉索”和“預(yù)制平行鋼絲束”主纜的研發(fā)和應(yīng)用

“斜拉索”和“預(yù)制平行鋼絲束”主纜，不是真正意義上的輸電電纜，而是大跨度橋梁中主要的承力構(gòu)件，它們的制造工藝技術(shù)與電纜制造有點(diǎn)相似，但又不全是。這些“索”和“束”可向國(guó)外買，但很貴。我國(guó)的電纜工作者主動(dòng)請(qǐng)纓，以獨(dú)立自主、自力更生、趕超國(guó)際先進(jìn)水平的精神，自主創(chuàng)新研究設(shè)計(jì)和建立了我國(guó)歷史上第一個(gè)專業(yè)化纜索廠，滿足了橋梁高速發(fā)展的需求，開創(chuàng)了中國(guó)纜索生產(chǎn)的新篇章。

“斜拉索”與“預(yù)制平行鋼絲束”主纜，有共同點(diǎn)，就是都屬承力構(gòu)件，均在工廠預(yù)制而成，因而，索和束的兩端都要分別預(yù)制“冷鑄錨頭”和“熱鑄錨頭”。根據(jù)纜索張力要求的不同，所用鋼材都為抗拉強(qiáng)度在1770～1870 MPa左右的預(yù)應(yīng)力六角形鋼絲，松弛度為2.5%。但“索”與“束”又有差異，因而制造的工藝和設(shè)備又有不同，在結(jié)構(gòu)上，“索”用六角形股線按正規(guī)方式絞制，螺旋升角在2～4°，絞合后，在外層繞包帶，然后擠高密度聚乙烯，定長(zhǎng)切割，做環(huán)氧樹脂和鐵砂的冷鑄錨頭，最后加“索”工作張力1.5倍的力進(jìn)行預(yù)拉。而“束”，六角形股線是不絞的，按正規(guī)平行排列方式形成一根“束”，在現(xiàn)場(chǎng)安裝成橋的兩根主纜。將成“束”的股線擠成圓線，然后繞3mm鋼絲，外涂防水層和刷漆，每“束”做鋅-2%銅合金的熱鑄錨頭，最后加“束”工作張力1.5倍的力進(jìn)行預(yù)拉。因此預(yù)制平行鋼絲“束”是裸線。

2 結(jié)束語(yǔ)

展望未來(lái)的發(fā)展充滿機(jī)遇和挑戰(zhàn)，我們深深感到:

(1)中國(guó)的電纜工業(yè)雖然已是電纜生產(chǎn)的世界第一大國(guó)，但在高端產(chǎn)品與高科技方面與國(guó)外尚有差距，外觀技術(shù)指標(biāo)的差距只是表象，而實(shí)質(zhì)性的差距則在于缺乏技術(shù)儲(chǔ)備;

(2)從金屬導(dǎo)體的年用量可以看出一個(gè)企業(yè)或整個(gè)電纜工業(yè)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。金屬導(dǎo)體加工技術(shù)和品種的不斷創(chuàng)新是中國(guó)電纜工業(yè)發(fā)展的發(fā)動(dòng)機(jī)之一;

(3)中國(guó)電纜工業(yè)應(yīng)在求質(zhì)量、求強(qiáng)而大和求穩(wěn)中向前發(fā)展。