一、基本概述
裸電線是電線電纜不可缺少的部分，除了光纜以外，幾乎所有的電線電纜都需要導(dǎo)體、需要裸線，而且相當(dāng)數(shù)量的一部分產(chǎn)品就以裸電線的形式出現(xiàn)，例如鋼芯鋁絞線。粗略概算，包括導(dǎo)體部分在內(nèi)的裸電線的總產(chǎn)值，約占電線電纜總產(chǎn)值的三分之一，它有著舉足輕重的作用。
裸電線、電線電纜導(dǎo)體，其材料主要是銅、銅合金、鋁、鋁合金，以及其它有色和稀有金屬材料。
在工農(nóng)業(yè)總的用銅量中，電線電纜行業(yè)用銅量占有很高的比重。九十年代初期，全華新電纜國電線電纜行業(yè)的用銅量約近30萬噸，而今年估計用銅量為80余萬噸，約增加近二倍的用銅量，價格卻從最高每噸3萬元至現(xiàn)在每噸1.5萬元，下跌約50％，因此一些在缺銅時采用鋁作代用品的電線電纜產(chǎn)品又恢復(fù)采用銅，如布電線、電車線等，使銅的用量日增。銅作為電線電纜最主要的導(dǎo)電材料，又逐步向不同的用途延伸，如用作電車線的高強度、高耐磨的銅合金線應(yīng)運而生；使用高純度、高精度的銅線為通信電纜等提供優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電材料；特細銅線、超細銅線更為新型的電子儀器設(shè)備、通信設(shè)備、辦公自動化設(shè)備等提供更為優(yōu)良的產(chǎn)品，用銅量的增加便是理所當(dāng)然的。
每年幾十萬噸銅需要加工，從電解銅板、加工成桿、線或異型材，需要約萬臺套以上的桿材、線材和異型材的生產(chǎn)設(shè)備，這是十分龐大的設(shè)備群體。
銅桿生產(chǎn)中最主要四種方法的設(shè)備，我國都應(yīng)有盡有。擁有2臺套浸涂法設(shè)備和至少700余臺套的上引法機組用于生產(chǎn)無氧銅桿，保守估計，設(shè)備年生產(chǎn)能力在180萬噸至200萬噸；從德國、美國、意大利引進的銅鑄軋機組超過10臺套，加上國產(chǎn)的連鑄連軋機組，光亮銅桿的生產(chǎn)能力至少為50萬噸至60萬噸；至于原有常用的橫列式軋機軋制黑銅桿，加上用水平連鑄法制作型材的坯料，其年生產(chǎn)能力不低于30萬噸至50萬噸。也就是說，我國擁有的生產(chǎn)設(shè)備中，無氧、低氧銅桿的年生產(chǎn)能力在220萬噸至250萬噸左右。加上黑銅桿生產(chǎn)能力，將超過300萬噸。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的大量出現(xiàn)，一些簡易的生產(chǎn)銅桿的方法，也就無法在此估計之中。80萬噸的需要量和250萬噸無氧、低氧銅裝機能力之間，存在著很大的距離，因此相當(dāng)大的部分設(shè)備就不得不處于減產(chǎn)或停產(chǎn)狀態(tài)，以700余臺套上引法機組為例，估計約1/3至1/4的機組由于各種原因而處于停產(chǎn)狀態(tài)，而1/2的機組的產(chǎn)量尚未達到原設(shè)計的生產(chǎn)能力，但即使如此，由上引法機組生產(chǎn)的銅材，仍占有我國銅桿用量的半璧江山，起著重要的作用。
我國銅線拉線機約在萬臺左右，至少有一半是由電工機械廠制造的華新電纜，少量由國外引進，這二部分設(shè)備的性能都較優(yōu)，特別至九十年代中后期，國產(chǎn)大、中、小拉采用連續(xù)退火的水平，已與國外設(shè)備逐步靠近，差距大大縮小了。然而在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)中仍有土拉線機，這些機器能耗高、勞動強度高、效率低、粗糙，難以加工質(zhì)優(yōu)的產(chǎn)品，這部分設(shè)備數(shù)量估計約為總數(shù)的一半，需要給予徹底改造或棄之不用。
裸電線中大量采用鋁，例如：鋁絞線及鋼芯鋁絞線。九十年代初期，用鋁量每年尚不超過華新電纜20萬噸，以后隨著經(jīng)濟的增長逐年增加，由于以前國家在電力系統(tǒng)的政策上是重發(fā)電輕送電，使送電的增長趕不上發(fā)電的增長速度。近年來開始的城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)改造，使送電的增華新電纜長速度急劇加快，兼之九十年代開始建設(shè)的大型電站，像二灘電站、黃河小浪底電站和長江三峽電站，將相繼逐步建成，送電便成為電站建設(shè)以后的重中之重，送電工程建設(shè)步入本世紀以來最輝煌、最燦爛的黃金時代。作為送電線路建設(shè)的最重要器材，鋁絞線及鋼芯鋁絞線、鋁包鋼芯鋁絞線的產(chǎn)量劇增。能提供500kV重要工程用的主要生產(chǎn)廠家，產(chǎn)量處于爆滿程度，創(chuàng)下了歷史最高紀錄，預(yù)計今年輸電線的產(chǎn)量為50萬噸以上，可能達到60萬噸。此外，我國鋼芯鋁絞線在電線電纜產(chǎn)品的出口中占有重要地位，因此在計入產(chǎn)量時，出口量是不能忽略的。
全國擁有80臺套以上的鋁連鑄連軋機，除少量機組由國外引進外，主要由國內(nèi)生產(chǎn)。近二年，每年可望新增約10臺套。80臺套機組將擁有生產(chǎn)80萬噸以上鋁桿的能力，能制成120萬噸鋼芯鋁絞線；此外，利用原有半連續(xù)澆鑄機生產(chǎn)方錠，用橫列式軋機軋鋁桿的生產(chǎn)方式和水平引鑄鋁桿方法，粗略估計，這二種方法尚可生產(chǎn)20萬噸至30萬噸的鋼芯鋁絞線。全國鋁桿的生產(chǎn)能力遠大于實際所需的數(shù)量，在主要生產(chǎn)廠任務(wù)十分飽滿的情況下，其它有些工廠的連鑄連軋機年產(chǎn)才只有1千至2千噸，尚未發(fā)揮應(yīng)有效益，給企業(yè)帶來不少麻煩。
我國至少擁有400臺至500臺鋁線拉線機，絕大多數(shù)為國產(chǎn)的集線式拉線機，從五十年代開始使用以來，幾乎沒有什么本質(zhì)上的改進，與國外現(xiàn)代拉制鋁線的高速拉線機相比，差距是明顯的。國內(nèi)擁有為數(shù)不多的由國外引進的鋁線高速大拉機，在生產(chǎn)中均發(fā)揮主力作用。國產(chǎn)的鋁線高速大拉機，正在積極發(fā)展之中。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的小工廠中，低效的單模拉線機仍有一定數(shù)量，應(yīng)予及早更換、改造或淘汰。
鋁絞線及鋼芯鋁絞線的生產(chǎn)，由于工序較少，所以在價格組成中，主要是材料和動力。在供大于求的情況下，工廠之間競相壓價，使產(chǎn)品的利潤很低，有時甚至達到無利可圖的地步，這必須引起全行業(yè)的關(guān)注。
在重視送電的今天，單單依靠增加產(chǎn)量并不能增加工廠多大的效益，主要還是提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。九十年代中期，我國從英國引進的鋁包鋼生產(chǎn)線，制造優(yōu)質(zhì)的鋁包鋼線，結(jié)合500kV送電線路的建設(shè)，鋁包鋼芯鋁絞線已作為重要的線種正在被越來越廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在四家生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋁包鋼線的工廠，正成為提供高質(zhì)量輸電線的廠家，有著較好的經(jīng)濟效益和社會效益。高強度鋁合金導(dǎo)線以其優(yōu)良的特性，在國外已獲得十分廣泛的應(yīng)用，然我國用量尚少。從技術(shù)經(jīng)濟比較結(jié)果證明，從線路建設(shè)、線路運行都有著良好的效果，因此可以預(yù)料，在五年后，我國高強度鋁合金導(dǎo)線的年需要量，可能達到3萬至4萬噸，目前我國只有3家能生產(chǎn)高強度鋁合金導(dǎo)線的工廠，生產(chǎn)能力約1萬噸，那么未來的數(shù)年間可能會出現(xiàn)數(shù)家生產(chǎn)高強度鋁合金導(dǎo)線的工廠，這是一個值得注意的新的經(jīng)濟增長點。
二、技術(shù)進步
1. 銅
⑴ 銅桿制造技術(shù) 當(dāng)前最主要的有四種，分別生產(chǎn)不同材質(zhì)的銅桿。生產(chǎn)含氧量在20ppm以下的無氧銅桿，采用浸涂成型法和上引冷軋法；采用連鑄連軋法制造的銅桿為光亮銅桿；采用鑄錠、回線式（或稱橫列式）軋制的銅桿為黑銅桿。這四種方法生產(chǎn)銅桿，我國應(yīng)有盡有。
六十年代末，美國通用電氣公司開發(fā)浸涂成型法（Dip-forming）新工藝制造銅桿。浸涂成型是利用冷銅桿吸熱的能力，用一根較細的冷純銅芯桿（或稱種子桿），垂直通過一只能保持一定液位高低的銅水池，使銅水與該移動的種子桿表面銅熔合在一起，并逐步凝固結(jié)合成較粗的鑄造狀態(tài)銅桿，然后經(jīng)冷卻、熱軋、冷卻、繞制成圈，整個過程是在封閉的、有惰性氣體保護下進行的。哈爾濱電纜廠引進了浸涂法設(shè)備后，生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)良的含氧量在20ppm以下的銅桿，在八十、九十年代中為該廠獲得良好聲譽與經(jīng)濟效益。
七十年代初，芬蘭的Outokumpu公司成功的采用上引冷軋法制造無氧銅桿。它是利用一種管式銅套（即石墨結(jié)晶器）其下端伸入并浸沒在熔化的銅液面下，上端與真空泵連通，開始時將結(jié)晶器內(nèi)空氣抽出，在真空作用下，使管內(nèi)產(chǎn)生負壓，銅液徐徐吸引向上，并在引升器附近很快凝固成光亮鑄錠。然后經(jīng)冷軋或冷拉成桿。上引法生產(chǎn)的銅桿含氧量在10ppm以下，表面光亮。自八十年代初，我國由芬蘭引進上引法生產(chǎn)銅桿的機組以后，以上海電纜研究所為主對上引組仿制并國產(chǎn)化，獲得很大成功。目前上引法銅產(chǎn)量占有我國用銅桿數(shù)量的一半。上海電纜研究所生產(chǎn)的上引法機組，產(chǎn)量世界第一，且由于質(zhì)優(yōu)價廉而暢銷國內(nèi)外。這是九十年代銅桿生產(chǎn)的很大成功。
國際上銅的連鑄連軋生產(chǎn)線主要有：意大利的Properzi系統(tǒng)（縮稱CCR系統(tǒng)）、美國的South Wire系統(tǒng)（縮稱SCR系統(tǒng)），德國的Krupp/Hazelett系統(tǒng)（縮稱Contirod系統(tǒng)）、以及法國的SECIM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在原理上基本相同，其差別主要在鑄機和軋機的形式和結(jié)構(gòu)上。CCR系統(tǒng)采用雙輪鑄機和Y型軋機，對大截面錠子，在原軋機前加兩平一立輥機架，箱式孔型。SCR系統(tǒng)采用一大四小的五輪鑄機，平立輥連軋機，箱－橢－圓系統(tǒng)。Contirod系統(tǒng)與SCR基本相同，但鑄機改為“無輪雙鋼帶式”，即Hazelett式。SECIM系統(tǒng)采用一大三小的四輪式連鑄機，箱－扁－圓、扁－扁－圓系統(tǒng)。我國擁有CCR、SCR和Contirod的銅連鑄連軋機十余臺，其中產(chǎn)量高的年產(chǎn)10萬噸銅桿，而且這些連鑄連軋機生產(chǎn)出來的銅桿質(zhì)量都十分好，特別像Contirod系統(tǒng)生產(chǎn)的銅桿，深受用戶喜愛，而且有很大的出口份額。我國還自己設(shè)計制造銅連鑄連軋機，但采用者較少。
常規(guī)的、傳統(tǒng)的銅桿生產(chǎn)法，是把銅液鑄成船形錠后再加熱，經(jīng)橫列式（或稱回線式）軋機軋制而成黑銅桿。這種銅桿表面發(fā)黑有一層氧化皮，長度又受到銅船形錠重量的限制，含氧量超過200ppm至500ppm，因此影響以下工序加工的性能，特別拉細線時更受影響。拉線時斷線事故更易發(fā)生。
現(xiàn)對上述四種方法生產(chǎn)的銅桿作一個比較：
浸涂成型法：能生產(chǎn)大長度光亮無氧銅桿、導(dǎo)電率為101～102％IACS，含氧量20ppm以下，銅桿圈重3.5～10噸。
上引冷軋法：能生產(chǎn)大長度光亮無氧銅桿、導(dǎo)電率為101～101.6％IACS，含氧量10ppm以下，銅桿圈重2噸。
連鑄連軋法：能生產(chǎn)大長度光亮低氧銅桿、導(dǎo)電率為101～102％IACS，含氧量200～300ppm，銅桿圈重達5噸。
回線軋制法：生產(chǎn)短長度有氧化皮的黑銅桿，導(dǎo)電率為99.5～100.5％IACS，含氧量200～500 ppm，銅桿圈重只有86～136公斤。（因受船形銅錠重量的限制）
在歐洲曾對上述四種方法的下道工序和拉線結(jié)果進行調(diào)查。我國在九十年代中期為發(fā)展耐冷凍漆包線，對漆包線用銅材材質(zhì)和加工工藝立題研究，經(jīng)過大量的對比試驗得出了幾乎與歐洲試驗相同的結(jié)論：用浸涂法生產(chǎn)的銅線斷線的次數(shù)很少；用連鑄連軋法生產(chǎn)的銅桿，由于含氧量適中，因此它的缺點很少，其中用Contirod法生產(chǎn)的銅桿，比SCR法或CCR法生產(chǎn)的銅桿更軟，延伸率好，表面質(zhì)量很好；用回線軋制法生產(chǎn)的銅桿，在拉制小直徑的銅線時斷頭率高。上引冷軋法生產(chǎn)的銅桿質(zhì)量也很好，但應(yīng)防止在生產(chǎn)時滲入較多的廢銅線或其它舊銅料而影響本來是良好質(zhì)量的銅桿。
⑵ 用低品位銅生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)銅桿 如上所述，電線電纜行業(yè)每年需要用數(shù)十萬噸銅，而且都要用高品位銅，如果能從工藝上或配方上給予合適處理，采用較低品位的銅或滲入一定數(shù)量的廢銅線、雜銅，而仍能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)銅桿，這將能獲得巨大經(jīng)濟效益。為達到上述目的，九十年代我國已經(jīng)采用二項措施，進行開發(fā)研究，這二項措施是：
① 采用稀土優(yōu)化處理改善銅桿材質(zhì) 我國稀土金屬藏量極豐，在電工鋁的研究中就采用稀土優(yōu)化處理的方法，獲得成功。江蘇近年就立題研究，在低品位的銅中加入適量的稀土，提高銅桿的質(zhì)量，經(jīng)初步試驗，已證明有這種可能，現(xiàn)在尚未獲得最終結(jié)論，一旦成功，將是一個很大成果，有著巨大的經(jīng)濟意義；
② 用橄欖爐熔銅、連鑄連軋銅桿 根據(jù)國外有關(guān)的資料介紹，用橄欖爐熔銅、連鑄連軋銅桿時，可以滲入比例較大的適當(dāng)廢銅線或較低品位的銅，而軋出優(yōu)質(zhì)銅桿。九十年代中期，上海電纜研究所在山東開始這項試驗工作，目前熔銅、連鑄連軋機組全部制作完成，并開始軋出銅桿。機組性能和銅桿質(zhì)量仍需進一步完善。當(dāng)這項成果達到預(yù)期的目標(biāo)以后將可以用較為低廉的成本生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)銅桿，使銅桿生產(chǎn)技術(shù)向前提高一大步。
⑶ 特種銅線制造技術(shù)
① 電氣化鐵路接觸網(wǎng)用接觸線 中國經(jīng)濟發(fā)展的地區(qū)趨向是北上西移，電氣化鐵路將起著很大作用，電氣化列車向高速、重載發(fā)展，對接觸線的材質(zhì)和品種提出更高的要求。高速鐵路，時速在200公里以上，京滬高速鐵路初定時速350公里，近期按300公里實施，因此應(yīng)有合適的接觸線。
八十年代我國提供給鐵路部門的電氣化列車接觸線，有純銅線和鋼鋁電車線，由于技術(shù)上的原因只能提供單根長度不大于2000m的產(chǎn)品。以后采用浸涂法、上引冷軋法或連鑄連軋法能提供大長度銅桿坯料，冶金行業(yè)能提供大長度型鋼坯料以后，電車線的單根長度便達到和超過3000m，這是九十年代能提供的正式產(chǎn)品，為高速列車提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品邁出一大步。
在九十年代我國又開發(fā)多種銅合金電車線，例如：CTHA-120銀銅線，抗拉強度365N/mm2，導(dǎo)電率96.6％IACS；CTHB-120錫銀銅線，抗拉強度367.5N/mm2，導(dǎo)電率90.0％IACS；CTHC-120錫銀銅線，抗拉強度375.8N/mm2，導(dǎo)電率85.0％IACS；CTHB-120錫銅線，抗拉強度360.8 N/mm2，導(dǎo)電率70.0％IACS；CGLN-250鋼鋁線，抗拉強度216N/mm2，導(dǎo)電率46.3％IACS。但所有這些線種的參數(shù)與京滬高速列車要求的接觸線性能：抗拉強度≥600 N/mm2，導(dǎo)電率≥80％IACS仍有較大距離，需要重新研制，以滿足要求，其中采用復(fù)合金屬可能是最可行的方案。
② 電氣設(shè)備用細銅線 電磁線是電機、電器、家用電器、電子和通訊等產(chǎn)品的主要配套原材料，也是使用高質(zhì)量銅線的大戶，隨著家用電器的更新?lián)Q代，電子通信行業(yè)的高速發(fā)展，對漆包線、漆包線銅材要求更趨嚴格，也就是在九十年代通過對各種銅桿、銅線生產(chǎn)工藝和材質(zhì)的篩選，使之能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的漆包線。
細線和超細漆包線主要用于家電類，以1998年為例，電視機，3500萬臺需5萬噸，21000臺電風(fēng)扇需6.43萬噸，720萬臺冰箱和700臺空調(diào)機需2萬噸，1500萬臺洗衣機需1.55萬噸，4200萬臺電動工具需2.1萬噸，10億只揚聲器約0.1萬噸，收錄機、音響設(shè)備等7.15億只需3.58萬噸，2579萬臺袖珍收放機、3.2億只耳塞和送話器等需0.1萬噸，15000萬部電話機需0.06萬噸，8.12億電子手表需135噸，其它像脫排油煙機、吸塵器、電磁灶、微波爐、VCD等，還有電器控制柜中的接觸器、繼電器等，包括Ф0.04～Ф0.02mm的微細線總計3.5～5萬噸。如此龐大數(shù)量的細和超細漆包線需要大量的優(yōu)質(zhì)銅線，用Contirod法和浸涂法生產(chǎn)的銅桿、銅線將是首選的材料，而且應(yīng)該特別嚴格把握住工藝過程。
⑷ 銅型材
① 軟銅扁線 電機和變壓器用繞組需采用軟銅扁線，一般采用銅錠或銅桿經(jīng)軋制、拉拔成型后，退火處理，這種方法生產(chǎn)的銅扁線較硬，回彈較大，線圈較難做得服貼；另一種方法采用擠壓機擠壓，但受擠壓錠重量的限制，長度較短，在制造線圈時要焊接接長；上引法雖能制造大長度扁線，但因其是鑄態(tài)組織，仍需經(jīng)拉拔與熱處理；近年浙江紹興采用國產(chǎn)的Conform機組，用上引法銅桿經(jīng)摩擦擠壓后制造軟銅扁線，表面光滑，性能均勻。這是國際上最新的制造法，能獲得質(zhì)量優(yōu)良的產(chǎn)品，工藝上還需要進一步完善。
② 空心導(dǎo)線 雙水內(nèi)冷發(fā)電機的繞組用空心導(dǎo)線，需求有高的導(dǎo)電率、韌性、大長度，璧厚均勻等，以前采用擠壓機穿孔擠壓的方法獲得坯料，經(jīng)拉拔、熱處理制為成品，但往往不能全部保證技術(shù)條件，所以只能向美國西屋公司購買。上海電纜研究所利用上引法制造管坯，經(jīng)拉拔、熱處理后獲得成品，性能良好。在九十年代開創(chuàng)了這一新工藝，填補了優(yōu)質(zhì)空心導(dǎo)線國產(chǎn)化的空白，也為制造優(yōu)質(zhì)管材開辟了新途徑。用上引法制造的空心導(dǎo)線已用于雙水內(nèi)冷發(fā)電機中，并獲得滿意效果。
⑸ 黃銅線 用上引法制黃銅桿，與加工純銅方法相同拉成黃銅線，方法簡單、方便，是九十年代采用的一個新的加工方法。
2. 鋁
⑴ 鋁桿制造技術(shù) 如上所述，鋁桿的制造有三種方法，以豎爐熔鋁、連鑄連軋生產(chǎn)鋁桿的方法最為先進，用得最為普遍，然而此法自六十年代誕生以來，很少有本質(zhì)上的改進，但隨著工業(yè)發(fā)展對鋁桿的質(zhì)量有更高要求后，特別用于制造高強度鋁合金時就需要有更大改進。
九十年代初期至現(xiàn)在先后對制造鋁桿的連鑄連軋機組進行改進，其主要改進有：
① 采用傾動式保溫爐代替原有平爐，這樣可以保證每一次開爐時能爐內(nèi)的鋁水傾倒倒干凈，使每一爐的化學(xué)成份都獲得滿意的結(jié)果，這對于制造鋁合金更為重要；
② 連鑄機由二輪式改為四輪式，使鑄錠離開澆鑄輪時不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)，保證進入軋機時平直、不偏斜。澆鑄輪的冷卻系統(tǒng)，采用四面都能冷卻，噴嘴的流量可以調(diào)節(jié)，冷卻水液面成扇狀，使鑄錠冷卻十分均勻；
③ 用新式的輥型布置取代以前統(tǒng)一Y型結(jié)構(gòu)；前二道為二輥式平立輥結(jié)構(gòu)，以后各道仍有Y型結(jié)構(gòu)，這樣保證在前二道時有較大的、足夠的壓下量，因此鑄錠的截面可以適當(dāng)加大，鋁桿能獲得充分變形、性能較優(yōu)；
④ 由于鑄錠的截面適當(dāng)加大，兼之有可能軋制高強度鋁合金桿，這種桿強度較高、變形抗力較大，因此加大軋機主機的電機功率；
⑤ 鋁桿制造時，鋁液需要精煉除氣，把對鋁中有害的氫氣排除，一般均采用熔劑精煉，這種除氣的方法還不夠徹底，現(xiàn)加上連續(xù)精煉除氣裝置，在熔劑精煉之后，鋁液連續(xù)通過精煉裝置，通入氯、氮混合氣體，去除氫氣，提高鋁桿質(zhì)量。
盡管通過上述的措施對鋁桿生產(chǎn)進行改進，設(shè)備上仍存在一些問題，最明顯的是尚無法進行全自動的雙盤收線，這對下道工序仍帶來麻煩。制造鋁桿除了工藝裝置以外，重要的還在于如何獲得性能優(yōu)良的電工鋁桿，而且這項技術(shù)是應(yīng)該結(jié)合中國國情的。
⑵ 稀土優(yōu)化綜合處理制造電工鋁 我國每年需要用幾十萬噸鋁用作電線電纜產(chǎn)品，而我國的鋁礦中因含硅量較高，缺少足夠數(shù)量的電工鋁錠，從八十年代開始，上海電纜研究所在研究電工鋁導(dǎo)體時，利用我國豐富的稀土資源，對普通級鋁錠進行處理，達到電工級的水平，這就是所謂稀土優(yōu)化綜合處理技術(shù)制造電工鋁。
稀土優(yōu)化綜合處理技術(shù)是在電纜廠的生產(chǎn)條件下，采用鋁連鑄連軋機組，生產(chǎn)電工鋁桿，然后通過拉制、絞制、生產(chǎn)出機電性能達到國際標(biāo)準的電工鋁線和由電工鋁線絞制的架空導(dǎo)線。稀土優(yōu)化綜合處理方法的核心技術(shù)，包括稀土優(yōu)化、硼化處理和控鐵處理。稀土優(yōu)化是降低雜質(zhì)硅對導(dǎo)電率的有害作用，硼化主要針對減少鈦、釩、錳、鉻雜質(zhì)對導(dǎo)電率的有害影響，控鐵是少降低導(dǎo)電率、不影響耐腐蝕條件下以增加鋁基的強度。這三種手段可根據(jù)材料來源不同，分別單獨使用或組合應(yīng)用，在于達到制造電工鋁導(dǎo)體的結(jié)果。
自從采用稀土優(yōu)化綜合處理制造電工鋁以來，社會上出現(xiàn)了一種誤解，并通過某種場合和方法，規(guī)定500kV線路甚至200kV線路用導(dǎo)線非用“稀土鋁導(dǎo)線”才行，這種誤解是有害的，它模糊了很多科學(xué)的概念，應(yīng)該給予糾正。經(jīng)稀土優(yōu)化綜合處理制造的鋁導(dǎo)體被宣傳為“稀土鋁導(dǎo)線”，其實加入稀土只是一種手段，在于通過綜合處理以后使普通鋁錠能制造出達到電工級鋁導(dǎo)體的水平。所以在誤導(dǎo)的輿論中認為的“稀土鋁線”能提高了導(dǎo)電率，其實只是使普通鋁錠制造的鋁線達到了電工級水平，即導(dǎo)電率≥61％IACS，或電阻率≤0.028264Ω·mm2/m，與電工鋁的標(biāo)準一樣，沒有提高。輿論中認為“稀土鋁線”能提高強度，其實為使普通鋁導(dǎo)體達到電工鋁導(dǎo)體的導(dǎo)電率所加入的稀土是很少的，在這樣的稀土含量下，稀土鋁線的強度并不比普通鋁線和電工鋁線高，只是達到了對電工鋁線的強度要求。“稀土鋁線”的耐腐蝕性能好也是一個含湖不清的概念，其比較的對象應(yīng)該是電工鋁線而不是普通鋁線，其次要視不同的環(huán)境而定，在架空線中首先腐蝕的并非是鋁線，而是鋼芯，因此才出現(xiàn)了輕防腐、中防腐和重防腐鋼芯鋁絞線，在不同的場合下使用。
用非電工級鋁錠，通過稀土優(yōu)化綜合處理，能生產(chǎn)出用電工鋁錠才能生產(chǎn)出的導(dǎo)電率達61％IACS及以上的電鋁線；在生產(chǎn)中靈活應(yīng)用，可改善金屬加工的工藝性能，提高成品率；在普通鋁錠由于鐵硅比不夠或倒置致使難于順利生產(chǎn)的情況下，應(yīng)用烯土優(yōu)化處理可以順利解決問題；可充分利用電纜廠工藝廢鋁制造鋁-稀土中間合金再生用于生產(chǎn)。
稀土優(yōu)化綜合處理方法，使鋁錠經(jīng)處理后能獲得電工級鋁導(dǎo)體的各種性能，這個方法是我國獨創(chuàng)的，從八十年代開始至九十年代，我國大部分生產(chǎn)鋁導(dǎo)體的工廠都掌握了這種方法，使我國幾十萬噸的性能提高了一個新的水平。
⑶ 鋁合金線及其制造技術(shù) 在國際上，鋁鎂硅型的高強度鋁合金導(dǎo)線已被使用七十余年的歷史，由于它具有的優(yōu)點和對其生產(chǎn)工藝的不斷改進，使它更具有實際使用價值。在歐洲，以法國為代表，在輸電線路上大量采用，占線路總長的絕大部分；日本采用鋁合金的輸電線路在50％以上；美國和加拿大也有很大的比例；即使東南亞發(fā)展中的國家，像印度、印度尼西亞、菲律賓等也都采用鋁合金用于導(dǎo)線輸電線路。
如果把全鋁合金絞線與鋼芯鋁絞線作比較的話，在相同的單位重量下，鋁合金導(dǎo)體的直流電阻小，載流量大、拉力大，拉力單重比大等優(yōu)點；在具有相同載流量條件下比較，鋁合金導(dǎo)線的重要輕，拉力大，拉力單重比更大等優(yōu)點。兼之鋁合金導(dǎo)線為單一材料的導(dǎo)線，易安裝施工。它所具有的優(yōu)點表現(xiàn)在線路建設(shè)中可加大檔距，減少桿塔數(shù)目，或降低桿高度，總之它能降低工程造價，因此受到電力部門的歡迎。
我國自六十年代中期起，開始大規(guī)模系統(tǒng)的研究鋁合金導(dǎo)線，從研究工藝配方、流程、專用設(shè)備、測試技術(shù)、架設(shè)運行等，歷時30余年，積累了大量經(jīng)驗。并形成我國獨特的若干技術(shù)。然而，在中國高強度鋁合金導(dǎo)線并沒有得到廣泛的應(yīng)用，而只局限于某些場合使用，究其原因，最主要的是合金性能不夠穩(wěn)定且價格偏高。所以產(chǎn)生這個原因是：在六十年代中期之后建設(shè)起來的鋁合金生產(chǎn)工廠，在七十年代初的一場天災(zāi)中被毀滅，至七十年代中期重建另一家鋁合金工廠時，又碰上那個年代，不可能擁有世界上生產(chǎn)鋁合金的先進技術(shù)裝備，這個局面維持至九十年代中期。
九十年代中期新建設(shè)的鋁合金工廠中，生產(chǎn)設(shè)備采用了當(dāng)代的新設(shè)備，又引入我國獨特先進生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)的產(chǎn)品不僅能滿足標(biāo)準上的要求，而且有較大的裕度，深受用戶好評。主要的技術(shù)進步有：
① 鋁連鑄連軋除了采用傾動式保溫爐、爐外連續(xù)除氣精煉裝置以外，還增加連續(xù)淬火裝置，使生產(chǎn)鋁桿的工序，連續(xù)地一次完成；
② 連續(xù)式高速大拉機，使鋁合金線拉制時不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。高速拉線的熱量還將得到利用；
③ 連續(xù)時效爐，該爐有極高精度的爐溫控制系統(tǒng)，并利用拉線機余熱，熱量獲得充分利用；
④ 采用稀土處理，具有中國獨創(chuàng)的特色。
在上述基礎(chǔ)上，在九十年代末期，又在原有基礎(chǔ)上進行改進，更具現(xiàn)代化，其技術(shù)進步有：
① 采用特殊制造的鋁合金連鑄連軋機組，在總結(jié)以前優(yōu)點基礎(chǔ)上，增加了快速加熱裝置，使鋁錠在進入軋機時保持恒溫。增加了軋機前后的溫度測量和顯示裝置，保證鋁合金錠在軋制時處于最佳狀態(tài)。良好的收線裝置，使鋁合金桿纏繞服貼，為下工序創(chuàng)造條件；
② 高速拉線機與時效爐采用自動的軌道聯(lián)接；
③ 連續(xù)時效爐，上下料采用機械手，爐溫自動顯示并能隨意調(diào)整。
使用這些措施后，鋁合金導(dǎo)線的品質(zhì)將更料優(yōu)良，更加穩(wěn)定。當(dāng)成批生產(chǎn)時，價格明顯下降，這二點正好克服鋁合金導(dǎo)線在中國采用受限制的弱點。
除鋁鎂硅型高強度鋁合金以外，還發(fā)展了耐熱鋁合金。耐熱鋁合金共有二種型號，其導(dǎo)電率分別為58％IACS和60％IACS，抗拉強度為160N/mm2，長期工作溫度為150℃。耐熱鋁合金導(dǎo)線用于電站、變電站；特別在城市改造時可用作增容導(dǎo)線，便于對老線路進行改造。鋁合金另一個發(fā)展方向是高強度耐熱鋁合金，高強度高導(dǎo)電鋁合金。總之鋁合金品種已在我國形成系列，主要的問題是如何進一步在工程中推薦應(yīng)用。
我國擁有生產(chǎn)高強度鋁合金的專門工廠，從九十年代中期起生產(chǎn)鋁合金質(zhì)量完全符合IEC，ASTM和GB標(biāo)準中所規(guī)定的項目，性能良好。目前上?；I劃建設(shè)另一家專門生產(chǎn)鋁合金導(dǎo)線的工廠，將為電力行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)鋁合金線，預(yù)計2000年可供應(yīng)。
④ 鋁型材 電線電纜行業(yè)中的鋁型材主要有：作為電纜線芯的扇形截面型材，作變壓器用的扁線，作輸電線用的拱形、Z形、人頭形等型材。它們的長度需要數(shù)公里而無接頭，電纜線芯還應(yīng)為軟線。這些產(chǎn)品，通常是采用鋁桿經(jīng)輥壓、拉制的方式制成，軟線需經(jīng)退火，這類產(chǎn)品表面都容易被擦傷。
七十年代，英國原子能局發(fā)明用摩擦方法制造鋁材以后，以專利形式出讓給英國BWE公司和HOLTON公司，二家公司先后都制成連續(xù)擠壓機，即Comform機組，除都能擠壓型材，采用徑向擠壓。BWE公司又開發(fā)了單輪雙槽輪機組，HOLTON公司則開發(fā)雙輪單槽機組，均可進行切向擠壓，生產(chǎn)雙金屬線材或型材。我國八十年代后期開始，分別由二家公司提供約近20臺套Comform機組，用于生產(chǎn)大長度型材，管材和雙金屬線材等，使我國生產(chǎn)鋁型材的水平，一步便跨入世界先進行列。在引進國外設(shè)備基礎(chǔ)上，我國自行開發(fā)Comform機組，能生產(chǎn)各種型材，其性能指標(biāo)與國外設(shè)備相接近，現(xiàn)已有10余臺套國產(chǎn)機器在使用。
3. 復(fù)合金屬
⑴ 鋁包鋼線 鋁包鋼線是一種雙金屬線，用連續(xù)擠壓生產(chǎn)的鋁包鋼線有8μm厚的鋼鋁結(jié)合滲透層，結(jié)合力非常好；此外，包覆鋁層后的高強度鋼絲經(jīng)雙金屬同步變形機深拉拔，其機械性能非常高；由于包覆的電工級鋁層均勻牢固，因而耐腐蝕性能非常好；鋁包鋼線由于鋼絲表面包覆的鋁層，它的導(dǎo)電率比鍍鋅鋼線優(yōu)越得多，故電能損耗低，載流量大等各種優(yōu)點而受到青睞。
鋁包鋼線特別適合于作大跨越導(dǎo)線、架空地線、避雷通訊線、輸電線路的自阻尼線等。鋁包鋼線具有直流電阻小，絞線中鋁包鋼線的鋁包層與鋁接觸不會產(chǎn)生電化腐蝕等優(yōu)點，適用于容量大，有鹽霧的海岸地帶和有So2氣體等的工業(yè)區(qū)作輸電線路用導(dǎo)線；成批生產(chǎn)鋁包鋼線在500kV線路等重要工程中將用來取代鍍鋅鋼線而被廣泛使用。
八十年代開始，英國BWE公司研制成功采用Comform摩擦擠壓機制造鋁包鋼線，生產(chǎn)的產(chǎn)品全面達到IEC 1232及ASTM B 415所規(guī)定的性能指標(biāo)，是目前國際上最先進的生產(chǎn)方法。八十年代中期起天津大成五金廠按Comform機的工作原理，自行研制簡易的Comform機制造鋁包鋼線，其產(chǎn)品的性能比壓接法略優(yōu)，但從生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量與國外的差距仍十分明顯。1992年常州電線電纜廠率先從英國BWE 公司引進Comform機組和意大利的雙金屬同步變形機制造鋁包鋼線，其后邢臺電纜廠、天津大成五金廠、江西新華金屬制品廠均引進這種設(shè)備，制造鋁包鋼線及其延續(xù)的產(chǎn)品：鋁包鋼絞線和鋁包鋼芯鋁絞線，其產(chǎn)品不單在國內(nèi)各電壓等級110kV、220kV、330kV、500kV上使用，而且遠銷國外，用于高壓與超高壓線路中。目前全國年產(chǎn)能力約為1.5萬噸。
鋁包鋼線已形成系列，主要的技術(shù)性能：
直徑：Φ1.24～Φ5.5mm
導(dǎo)電率：20.3％IACS；27％IACS；30％IACS;40％IACS。
用作架空線線芯的鋁包鋼線，Φ1.24～Φ3.25mm時，則其抗拉強度：σb≥1340Mpa；1％伸長率應(yīng)力：σ1％≥1200Mpa。
鋁包鋼線還作為光纖復(fù)合架空地線的承力元件，其導(dǎo)電率為20.3％IACS，由于強度和短路電流容量的不同要求，往往也采用導(dǎo)電率為27％IACS、30％IACS和40％IACS。用作光纖復(fù)合架空地線的鋁包鋼線除圓截面以外，還可以是扇形截面。鋁包鋼線還可用作日用品和其它工業(yè)品，像金屬網(wǎng)，公路護欄，衣架和掛鉤等。上述這些產(chǎn)品，在九十年代起已經(jīng)逐步被采用，特別在光纖復(fù)合架空地線中已成為不可缺少的材料。
優(yōu)質(zhì)的鋁包鋼線均采用BWE公司提供的Conform機組、意大利的雙金屬變形機制造，目前設(shè)備的易損件和各種備品備件、生產(chǎn)時所用的潤滑液、拉拔粉等都在逐步國產(chǎn)化中。大連鐵道學(xué)院已仿造BWE公司的Conform機組，制成國產(chǎn)的Conform機組，該機組已能擠壓各種鋁型材，但對于制作鋁包鋼線還在開發(fā)之中。
⑵ 銅包鋼線 銅包鋼線是一種在鋼線芯材表面包上銅的雙金屬線材。一般銅層的包覆比為13％～35％，導(dǎo)電率為21％IACS～40％IACS。
銅包鋼線的主要用途是：可用作電力傳輸和電話線路的架空線；用于載波線路時與銅線具有同樣的傳輸效果；在山區(qū)寒冷地帶及農(nóng)村用作架空電話線時，能承受冰凍負荷和大風(fēng)沖擊、架設(shè)跨距比銅線大一倍；小直徑銅包鋼線可在電子工業(yè)中用作各種電子器件的引線、天線；用作同軸電纜、射頻線圈、地球物理線等；在電氣化鐵道中用作訊號和通信線、訊號連接線、埋伏線、補償線、屏蔽線、接地線、載流承力索、不載流承力索、滑接線等。由于銅包鋼線的廣泛用途，九十年代以來用量日增，效益明顯。
銅包鋼線主要有六種制造方法：鑄造熱壓法、電鍍法、熱浸涂法、上引涂法、焊接包復(fù)法、連續(xù)擠壓法（即Conform法）。鑄造熱壓法工藝落后，材料利用率低，質(zhì)量差，該法將淘汰。電鍍法優(yōu)點是設(shè)備占地小，制造長度長，但只能做導(dǎo)電率20％IACS～30％IACS各種規(guī)格銅包鋼線，目前是國內(nèi)大量生產(chǎn)銅包鋼的方法。缺點是電鍍液造成較嚴重公害，且制造大于30％IACS導(dǎo)電率較困難。熱浸涂法是利用浸涂法制造銅桿設(shè)備制作，它可調(diào)整銅層厚度且能制成異型線，例如雙鉤形電車線，適宜大批量生產(chǎn)且無公害，缺點是小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟。上引涂法是利用上引法設(shè)備制造銅包鋼線，目前正在進行試驗，生產(chǎn)工藝及裝備尚不成熟。焊接包復(fù)法是銅帶經(jīng)過清洗處理后包復(fù)在光潔的鋼線上，用氬弧焊捍接，之后經(jīng)拉絲機、壓力模深加工成型，這種工藝能獲得不同導(dǎo)電率銅包鋼線，性能優(yōu)良，目前國內(nèi)正在試產(chǎn)，即將可投入應(yīng)用。連續(xù)擠壓法是一種很好方法，能進行連續(xù)不斷生產(chǎn)，鋼、銅結(jié)合力好，目前國內(nèi)外均停留在試驗室試產(chǎn)中，尚未達到商業(yè)化階段。
⑶ 銅包鋁線 銅包鋁線是在鋁芯線上同心地包覆銅層的雙金屬線。它是代替純銅線制造CATV同軸射頻電纜的良好內(nèi)導(dǎo)體。由于集膚效應(yīng)，在電視頻段內(nèi)具有與純銅相同及更優(yōu)的傳輸性能。銅包鋁線的密度是純銅的37％～40％，也即是在相同的條件下，銅包鋁線的長度是純銅線的2.45～2.7倍，可大大節(jié)約用銅；其次，同樣長度的銅包鋁線的電纜比純銅輕，因而運輸、安裝都方便，降低敷設(shè)費用；第三，當(dāng)CATV 同軸射頻電纜用鋁管作外導(dǎo)體時，由于銅包鋁線與鋁管的熱膨脹和彈性模量相接近，從而提高電纜的穩(wěn)定性和可靠性。
銅包鋁線的重量較銅輕，還用于電焊機電纜、電池連接線、野戰(zhàn)電纜、電機和變壓器的繞組。細銅包鋁合金線用作移動電話、辦公用品設(shè)備的繞組線或連接線；它與純銅一樣具有良好的焊接或接續(xù)性能，是布電線線芯的良好材料；大截面的銅包鋁制成排類，可在高頻電器設(shè)備中應(yīng)用。
銅包鋁的優(yōu)良特性在七十年代以來已被廣泛重視，美、日、德、瑞典等國都在充分利用其特性。我國在九十年代也大力開展銅包鋁的生產(chǎn)與應(yīng)用。
銅包鋁生產(chǎn)方法主要有三種：電鍍法、焊接包復(fù)法及靜液擠壓法。目前國內(nèi)已能用電鍍法及焊接包復(fù)法生產(chǎn)銅包鋁線，它的工藝均與銅包鋼相似，目前國內(nèi)仍屬起步階段。靜液擠壓法是瑞典ASEA公司設(shè)備，由于投資高未獲推廣，包復(fù)法及靜液擠壓法還可生產(chǎn)銅包鋁排。
⑷ 鍍鋅鋼線 鍍鋅鋼線是鋼芯鋁絞線的重要原材料，按IEC 888的規(guī)定，鍍鋅鋼線按強度分有一般強度、高強度和特高強度。八十年代，我國用作鋼芯鋁絞線的鋼線，幾乎都是一般強度的鋼絲，進入九十年代，冶金行業(yè)相繼制成高強度和特高強度的鋼絲，并已進入實用化階段。鍍鋅鋼線分一般鍍鋅和重鍍鋅之分。由于重鍍鋅鋼線只有少數(shù)工廠能制造，而使用較少。為了提高鍍鋅鋼線的耐蝕性，在鋼芯鋁絞線中采用涂防腐油的方法而較少用重鍍鋅鋼線。
為了提高鋼絲的耐蝕性能又不降低鋼絲強度，國際上公認的有兩種鍍層配方可供使用。其一為含鋁55％、硅1.6％、鋅43.4％稱為“Galvelume”，它具有高的耐蝕性能，但影響鋼基體的力學(xué)性能。其二為含鋁5％及微量稀土元素稱“Galfan”，它兼有優(yōu)良耐蝕和力學(xué)性能，用于鋼絲行業(yè)，它的耐蝕性比鍍鋅鋼線高2倍。
我國金屬制品行業(yè)于八十年代末期開始約7～8家工廠開發(fā)鋅5％鋁稀土鍍層鋼絲，至九十年代中期只剩下2家工廠正式提供產(chǎn)品，其中一家采用單鍍工藝，盡管鍍層能提高耐蝕能力2～3倍，但鍍層太薄有漏鍍現(xiàn)象使實際上提高耐蝕能力有限而難以推廣；另一家采用先熱鍍鋅后再鍍鋅鋁稀土合金，確保鍍層質(zhì)量，與國際鉛鋅組織的標(biāo)準相一致而被廣泛采用。杭州萬勝鋼纜集團公司能提供這種產(chǎn)品，最近天津引進國外技術(shù)也將生產(chǎn)這一產(chǎn)品。
⑸ 鍍錫銅線 鍍錫銅線主要用于橡皮絕緣的礦用電纜。軟電線、軟電纜和船用電纜等的導(dǎo)電線芯，以及用作絕緣電線電纜的外屏蔽編織層和電刷線。
鍍錫銅線主要生產(chǎn)方法有熱鍍法，電解鍍錫法、真空鍍錫法、多線電解鍍錫法和整股鍍錫法等，上述這些方法都已被采用，而以熱鍍法和電解鍍錫法用得最普遍。熱鍍錫法的設(shè)備較簡單，容易制作。而電解鍍錫法需采用專用鍍錫機，九十年代，上海電纜研究所研制的鍍錫機已獲得良好的應(yīng)用。
除鍍錫銅線以外，還有鍍錫銅包鋼線，銅包鋼線作為電子原器件的引接線，經(jīng)鍍錫以后，提高了可焊性。
鍍錫銅線已是一種較成熟的產(chǎn)品，但九十年代完善了專用生產(chǎn)工藝與設(shè)備，使生產(chǎn)更為順利。而且由于市場的需要使產(chǎn)量增加，生產(chǎn)廠能獲得較好的經(jīng)濟效益。
⑹ 鍍銀銅線 鍍銀銅線僅用于特殊產(chǎn)品，例如航空工業(yè)用鍍銀銅電刷線，射頻電纜導(dǎo)電線芯，氟塑料絕緣耐高溫電線的線芯等。因為銀比銅除具有更優(yōu)良導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性外，更具有優(yōu)良的耐腐蝕性和在高溫下的抗氧化性。
九十年代計算機更為普及，其插接線也使用經(jīng)壓扁的鍍銀銅線。國內(nèi)已能正式生產(chǎn)。
⑺ 鍍金銅線 作為現(xiàn)代電子儀器設(shè)備中需要特殊的引接線，鍍金銅線便是其中重要的一種，鍍金銅線線徑為0.02mm，并進行漆包。這是九十年代新開發(fā)的產(chǎn)品。
⑻ 鍍鎳銅線 鍍銅線目前廣泛應(yīng)用于高溫航空導(dǎo)線中，九十年代隨著高溫自控溫電纜開發(fā)，這種線也將使用于125℃以上自控溫電纜線芯中。
4. 架空線
經(jīng)過半個世紀的努力，全國35kV以上輸電線路已達60萬公里，其中110kV和220kV線路27萬公里，330kV和500kV線路2100公里，線路建設(shè)規(guī)模和增長速度世界罕見。
加強各大區(qū)聯(lián)網(wǎng)，正在建設(shè)的項目很多，500kV長距離線路及西北330kV主干線路已接近1萬公里，隨著長江三峽工程的起動，預(yù)計今后十年新增超高壓線路總量將會超出以往二十幾年所建總長的兩倍。
我國發(fā)電裝機容量已超過26000GW列世界第二位，本世紀末將達到30000GW，2020年達80000GW。電網(wǎng)建設(shè)趕不上裝機容量的增長，電源效益得不到充分發(fā)揮，也影響到國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和人民生活的提高，因此電網(wǎng)建設(shè)將是電力建設(shè)中的重中之重。近年對城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)改造為線路建設(shè)帶來了難得的大好時機。不單產(chǎn)量增加，新品種也得到充分應(yīng)用。
⑴ 大截面導(dǎo)線 長江三峽送往華東第一回直流輸電工程，輸送容量為300萬千瓦，電壓等級±500kV, 全線路徑長890公里，將采用LGJ-720/50的鋼芯鋁絞線或相對應(yīng)的鋁包鋼芯鋁絞線，結(jié)構(gòu)45/4.53的電工級鋁線，成盤供貨，單根長度為2500米。這種大容量、大截面、大長度導(dǎo)線為架空線生產(chǎn)前所未有，現(xiàn)在組織攻關(guān)中。
大截面導(dǎo)線的制造應(yīng)有一整套配套措施，生產(chǎn)電工鋁線的技術(shù)，特別對于大直徑鋁線更應(yīng)從嚴把好質(zhì)量關(guān)；連鑄連軋和拉線技術(shù)；此外還應(yīng)擁有630型54盤的大型絞線機和相應(yīng)的絞線技術(shù)，才有可能完成大截面導(dǎo)線的制造。在九十年代末期，能為長江三峽輸電工程大批量的提供大容量、大截面導(dǎo)線，使我國架空線制造水平和制造能力提高到一個嶄新的水平。
⑵ 大跨越導(dǎo)線 我國水能和煤炭資源多集中于西部和北部人口稀少、經(jīng)濟發(fā)展較緩慢地區(qū)，而東部、南部沿海地區(qū)，人口密集、經(jīng)濟發(fā)展迅速，電力需求量大，能源資源缺乏，因此大容量、遠距離的西電東送和北電南送勢在必行。在遠距離的送電中線路要跨越江湖峽谷，需要大跨越導(dǎo)線。
長江三峽送電工程就跨越漢江和長江，需要千米級大跨越導(dǎo)線和特大跨越電纜，這些跨越導(dǎo)線研制成功為送電線制造跨上一個新臺階。我國大跨越導(dǎo)線已用得不少，跨越長江的南京大跨越、蕪湖大跨越、鎮(zhèn)江大跨越等部分導(dǎo)線采用國產(chǎn)、部分導(dǎo)線采用進口的，經(jīng)多年的運行都能滿足要求，安全可靠?，F(xiàn)在我國導(dǎo)線制造水平已進一步提高，能生產(chǎn)符合IEC標(biāo)準的電工鋁線，高強度鋁合金線、鋁包鋼線和特高強度鋼線，它為大跨越導(dǎo)線制造提供了必要的條件。
漢江大跨越，跨越檔距1200m，屬千米級大跨越，采用全鋁包鋼絞線。鋁包鋼線用導(dǎo)電率為40％IACS的線種，制造仍有較大的難度，在攻關(guān)中。
長江東西梁山大跨越導(dǎo)線將采用特高強度鍍鋅鋼芯高強度鋁合金絞線。大長度導(dǎo)線成盤供應(yīng)。特高強度鍍鋅鋼線和高強度鋁合金線其技術(shù)指標(biāo)均很高，代表著當(dāng)前國際先進水平。長江東西梁山大跨越線路建設(shè)將顯示我國超高壓輸電線路的建設(shè)水平，將又一項攀登世界之最，在這九十年代末年，世紀之交時完成這一重要創(chuàng)舉，將為我國輸電線路的制造和建設(shè)，譜寫一幅嶄新的編章，也為今后我國西電東送、北電南送、特高電壓輸電線路建奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)在正組織科技人員在攻關(guān)中。
長江鎮(zhèn)江大跨越，是當(dāng)前世界最大的大跨越線路工程，跨越檔距2303m，跨越塔高350m，是世界上最高的輸電塔。與之相關(guān)的導(dǎo)線選型，力學(xué)特性研究防振動、防舞動措施，以及在塔上架設(shè)OPGW都是十分重要，是世界矚目的輸電線路項目。
⑶ 擴徑導(dǎo)線 由于500kV線路建設(shè)日增，變電站需要有更多的擴徑導(dǎo)線規(guī)格品種可供選用，為此于九十年代初期設(shè)計研制了新型軟母線系列，共有4個規(guī)格，截面積分別為630、800、1000、1250mm2，軟母線外徑擴大至按500kV雙分裂雨天不出現(xiàn)電暈設(shè)計。新型軟母線不采用金屬軟管支撐，使其強度高、耐腐蝕、使用壽命長，便于質(zhì)量控制，并能提高T型接頭的連接質(zhì)量，保證安全運行。電站用軟母線還可以用耐熱鋁合金制造，以增大載流量，在安徽繁昌變電站的1440mm2耐熱鋁合金絞線，就開辟了一個新的品種。
⑷ 自阻尼導(dǎo)線 在架空電纜路中導(dǎo)線因微風(fēng)振動破壞是其主要失效的形式，自阻尼導(dǎo)線是一種能自行吸收能量的新型導(dǎo)線，使導(dǎo)線的振動降至安全水平，且可以提高架線張力，簡化防振措施。1988年開發(fā)后，架設(shè)于廣西大化水電站至馬山縣那落嶺的110kV線路，經(jīng)九十年代長期運行，進行觀察，情況良好，安全可靠。
⑸ 耐蝕防振導(dǎo)線 架空線的另一失效的形式是因腐蝕而破壞，特別是鋼芯腐蝕破壞。耐蝕防振導(dǎo)線是采用一個無縫鋁管擠在鋼芯外，鋼芯外徑和鋁管內(nèi)徑中有間隙，它既起到完全保護鋼線不銹蝕，又起到防振作用，使架空導(dǎo)線二種失效的主要原因給予解決。這一新型線種已在九十年代獲得國家專利。
⑹ 低弧垂導(dǎo)線 這是一種鋼芯軟鋁絞線型的低弧垂導(dǎo)線。加在導(dǎo)線上的力通過特殊方式由鋼芯承擔(dān)一部分，使運行以后弧垂量不會明顯增加，蠕變量也很小。架線施工和運行還需進一步完善。八十年代末期開發(fā)至九十年代初期完成的。
⑺ 擴容導(dǎo)線 由于工農(nóng)業(yè)發(fā)展，電力需要量增加，為擴大輸電系統(tǒng)，國家對城市電網(wǎng)和農(nóng)村投入巨資進行改造，對于輸電線路除建設(shè)新的線路以外，希望在原有線路上僅僅更換導(dǎo)線而不改變原有線路和桿塔情況下，增加輸送50％的電能，即輸送原有線路150％的能量，這種新型導(dǎo)線就是擴容導(dǎo)線。
擴容導(dǎo)線仍以高強度鍍鋅鋼線作內(nèi)芯線，起承力作用；外擠一個軟鋁管，或用拱型線絞成的軟鋁管，管外絞上經(jīng)熱處理后的鋁線。用特殊的方法使鋁導(dǎo)體的應(yīng)力移至鋼中。導(dǎo)線載流通電后，盡管溫度升高也不影響導(dǎo)線的強度，而弧垂量卻很小，可以利用原有桿塔，輸送原有150％的電能，達到擴容目的。
此項技術(shù)自城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)改造起動之后著手研制的，已全部通過了試驗研究階段，現(xiàn)在正組織工廠化生產(chǎn)和在線路中實際使用。
⑻ 鋁合金絞線與鋼芯鋁合金絞線 按IEC 61089的規(guī)定，鋁合金導(dǎo)線有二個型號：A2和A3，它們分別代表著不同的導(dǎo)電率和強度，以電阻率表示如下：
A2 32.530nΩ·m（對應(yīng)于53％IACS）
A3 32.840nΩ·m（對應(yīng)于52.5％IACS）
鋁合金線可以單獨制成絞線使用，也可以利用鍍鋅鋼線作加強芯，組成鋼芯鋁合金絞線，也可以作加強芯與鋁線絞合在一起，組成鋁合金芯鋁絞線。這種不同的組合用于各不同的用途，可以自由選用。
A2的鋁合金絞線，規(guī)格號由16～1250（其相對截面18.4～1439mm2）；A3的鋁合金絞線，規(guī)格號由16～1120（其相對截面為18.6～1301mm2）。鋁合金絞線是使用頻率最高的的一種形式。九十年代中期，我國出口至印度的鋁合金絞線共4500噸，均為全鋁合金絞線。
⑼ 鋁包鋼絞線及鋁包鋼芯鋁絞線 在電力系統(tǒng)中，鋁包鋼絞線作為地線已被接受并被推廣使用，在重要工程中也不例外。長江三峽輸電線路就選用AS-80（即80 mm2的鋁包鋼絞線作地線，漢江大跨越的地線為AS-185，長江大跨越地線為AS-250。在輸電線則大力采用鋁包鋼芯鋁絞線代替鋼芯鋁絞線，江蘇電網(wǎng)中的500kV線路便推廣采用鋁包鋼芯鋁絞線，獲得良好結(jié)果。
在電氣化鐵道中，載流承力索和不載流承力索廣泛采用鋁包鋼絞線，已形成為一個定型的產(chǎn)品。
由于鋁包鋼線具有的特性，強度高、耐腐蝕、載流量大等優(yōu)點，在IEC 61089標(biāo)準中已被正式列入，包括鋁包鋼絞線、鋁包鋼芯鋁絞線和鋁包鋼芯鋁合金絞線。我國最近編制的國標(biāo)“圓線同心絞架空導(dǎo)線”也同樣把鋁包鋼線及其系列產(chǎn)品列入標(biāo)準中。
⑽ 光纖復(fù)合架空地線(OPGW) 高效的電力輸配系統(tǒng)需要有一個通訊網(wǎng)絡(luò)，這個通訊網(wǎng)絡(luò)便于有效保護信號傳輸、控制數(shù)據(jù)的傳輸、遠距離測量、通話等。用光纖復(fù)合架空地線比過去的載波、電話電纜系統(tǒng)和微波系統(tǒng)更可靠，而且容量大、不串音、不受干擾及環(huán)境影響。
光纖復(fù)合架空地線，因光纖受到金屬線和管的良好保護，可以形成可靠的最佳結(jié)構(gòu)。這種地線可以設(shè)計成與現(xiàn)有地線相匹配，安裝于鐵塔上不會增加負荷，而且可以保持現(xiàn)有的間距。光纖復(fù)合架空地線取代現(xiàn)有的地線，相對來說，價格較高，然而架設(shè)完畢，通訊線路開通后，增加投資超出的費用，將會很快獲得補償，并將得到更高的回報。在電力系統(tǒng)中建立一個高效的通訊網(wǎng)絡(luò)時，光纖復(fù)合架空地線將被首選推薦使用。
七十年代末期，英國、日本等先進的工業(yè)化國家把光纖復(fù)合架空地線在電力系統(tǒng)中使用，由于它優(yōu)良的特性逐年增加，發(fā)展十分迅速。在日本，半數(shù)的高壓輸電線路已架設(shè)了光纖復(fù)合架空地線，全世界迄今已使用數(shù)十萬公里。
上海電纜研究所在八十年代中期率先在國內(nèi)開展光纖復(fù)合架空地線的研制工作，一九八八年架設(shè)第一條運行線路，迄今已超過十年。隨著技術(shù)進步，在九十年代生產(chǎn)OPGW的主要關(guān)鍵技術(shù)都有突破性的進展，包括采用高強度單模光纖，無縫鋁管的連續(xù)擠壓技術(shù)，高強度、高模量的鋁包鋼線生產(chǎn)，使OPGW的制造技術(shù)躍進一個新的臺階。當(dāng)關(guān)鍵技術(shù)解決后，對世界上先進國家的OPGW進行剖析和仿制，攝取各家公司產(chǎn)品優(yōu)點，形成自己獨特的結(jié)構(gòu)，并針對各電壓等級、不同的容量，推出一個系列，在國內(nèi)推廣使用，現(xiàn)已在110kV、220kV和500kV的十幾個工程，包括220kV的上海浦東國際機場、500kV上海石洞口電廠使用，均獲得滿意的結(jié)果。并將向國外出口。上海電纜研究所是我國目前唯一的國產(chǎn)生產(chǎn)單位，能進行從設(shè)計、產(chǎn)品制造、金具與附件、線路施工、開通運行等一系列服務(wù)的單位。
世界上大約有二十幾家公司能制造OPGW，但是各家公司有自己的技術(shù)規(guī)范而世界上沒有統(tǒng)一的標(biāo)準，為此，九十年代開始，國際電工委員會第七技術(shù)委員會第八工作組（即IEC TC7 WG8）制訂光纖復(fù)合架空地線的性能要求和試驗方法標(biāo)準。上海電纜研究所作為中國代表以通訊成員的身份參加該組的工作，參予制訂IEC 1396“光纖復(fù)合架空地線的電氣、機械和物理性能要求與試驗方法”標(biāo)準。在此基礎(chǔ)上，又制訂了中國機械行業(yè)標(biāo)準“光纖復(fù)合架空地線”，以規(guī)范OPGW產(chǎn)品及其性能。上海電纜研究所已按IEC 1396所規(guī)定的各種試驗方法，在研究所內(nèi)建立起目前我國唯一能測試OPGW全性能的綜合試驗室，對的質(zhì)量監(jiān)視，提供了有力的保證。
我國于1985年葛洲壩電廠引進英國BICC公司生產(chǎn)的2km OPGW以來，其OPGW的用量逐年增加，截至1998年已架設(shè)1000km以上。監(jiān)于OPGW具有的種種優(yōu)點，國家電網(wǎng)公司決定對新建的500kV線路將全部架設(shè)OPGW，各省地方電網(wǎng)也都大力推廣應(yīng)用，預(yù)計在今后五年內(nèi)，每年都將有3000～4000km的OPGW需要架設(shè)，而且今后還會逐年遞增。當(dāng)二十一世紀信息社會到來時，它將會起著更加積極的作用。
三、未來十年的展望
1. 結(jié)合重點工程建設(shè)，開發(fā)新產(chǎn)品，滿足工程需要
長江三峽工程、南水北調(diào)工程和高速電氣化鐵路是我國跨世紀的三項重點項目，應(yīng)該結(jié)合重點工程，開發(fā)新產(chǎn)品，滿足工程需要。
⑴ 長江三峽工程 長江三峽工程中的輸電工程，將是三峽工程中重中之重，500kV線路交直流混合送電，全長9100km，是一項極為重大的工程。由三峽向華東送電的三峽至常州±500kV直流送電工程已經(jīng)起動，對于輸電線來說，應(yīng)該滿足線路的需求，將包括主干線路用的大截面、大容量鋼芯鋁絞線、鋁包鋼芯鋁絞線；也包括跨漢江的千米級大跨越，它將是全鋁包鋼絞線，長江大跨越則是世界矚目的，它的跨距和塔高將是世界之最，特高強度鍍鋅鋼線和特高強度鋁合金線絞成的導(dǎo)線，標(biāo)志著我國導(dǎo)線的制造水平；這二個大跨越的地線，均采用鋁包鋼絞線，拉力單重比超過18km。這些導(dǎo)線技術(shù)要求都很高，線種又多，所以應(yīng)積極配合工程建設(shè)，當(dāng)工程建成時，導(dǎo)地線的制造水平將躍上一個新的臺階。
⑵ 高速電氣化鐵路 主要配合工程，提供接觸網(wǎng)用接觸線（電車線）。按京滬高速列車速度，目前我國能生產(chǎn)的接觸線，純銅、銅合金、鋼鋁線的性能指標(biāo)都不能達到要求，需重新進行開發(fā)。法國在時速300～350公里的接觸網(wǎng)中采用錫銅－120接觸線；德國在時速360公里的接觸網(wǎng)中使用鎂銅－120接觸線；日本在時速300公里的接觸網(wǎng)中使用GT-CSD-110銅包鋼接觸線。這幾種接觸線對于京滬高速列車接觸網(wǎng)都可能被采用接觸線，應(yīng)結(jié)合工程起動研制。
2. 為信息社會提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品
二十一世紀將是一個信息的社會，未來應(yīng)為信息社會提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。最主要的產(chǎn)品有：
⑴ 光纖復(fù)合架空地線（OPGW） 由于光纖復(fù)合架空地線具有的特點，當(dāng)它被架設(shè)在桿塔以后，既是避雷用的地線又是通信通道，二者兼?zhèn)?，因此受人們青睞，發(fā)展神速。我國在原有基礎(chǔ)上也將大量采用。對于新建的500kV線路，其地線一律采用OPGW，而220kV和110kV線路，在可能的條件下也將使用，今后五年內(nèi)每年至少需要3000～4000公里OPGW。在我國已架設(shè)的OPGW線路中，除了上海電纜研究所提供的部分產(chǎn)品以外，大都由國外進口。我國擁有生產(chǎn)光纜的良好設(shè)備，又引進制造地線的英國BWE公司的Conform機，上海電纜研究所又掌握OPGW從設(shè)計、制造、金具與附件、架設(shè)施工、線路開通等技術(shù)，無疑建立一個年產(chǎn)2000公里OPGW的工廠是合適的，將為社會提供優(yōu)質(zhì)的OPGW產(chǎn)品。
⑵ 銅包鋼線與銅包鋁線 作為同軸電纜內(nèi)芯線（內(nèi)導(dǎo)體）的銅包鋁線與銅包鋼線，要有專門的生產(chǎn)廠家提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。目前我國生產(chǎn)銅包鋼線的廠家不少，大多是采用電鍍法，對要求導(dǎo)電率為30％IACS或40％IACS的產(chǎn)品，往往制造有困難，而浸涂法、引涂法、鑄軋法的產(chǎn)品，由于各種具體原因而在市場上難以見到其優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；銅包鋁線也局限于電鍍法。
近年出現(xiàn)的由國內(nèi)單位自行開發(fā)用焊接包覆法制造銅包鋼和銅包鋁是一個很好的方法，相對于國外先進設(shè)備而言，國產(chǎn)開發(fā)的設(shè)備還應(yīng)加大力度在工藝和設(shè)備中以改進提高，使之能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
3. 開發(fā)新一代的優(yōu)質(zhì)導(dǎo)體材料
⑴ 銅導(dǎo)體 在九十年代，我國已經(jīng)開始用低品位銅生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)銅桿的試驗工作，包括采用稀土優(yōu)化處理方法，改善銅材質(zhì)量，現(xiàn)此項工作已初露端倪，應(yīng)投入力量，加強研究，期望獲得新的突破，逐步用于實踐中。
用橄欖爐熔銅，連鑄連軋生產(chǎn)銅桿，可用適當(dāng)?shù)膹U銅或較低品位的銅，造出優(yōu)質(zhì)銅桿，盡管此法國外已有報導(dǎo)，然而變成現(xiàn)實仍有很大距離，應(yīng)加強研制。
如果上述二項能獲得實質(zhì)性進展，并在實際中應(yīng)用的話，那對銅導(dǎo)體加工將是一個很大的進步。
⑵ 鋁導(dǎo)體
① 進一步提高鋁導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，通過加入適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀瑢X的導(dǎo)電率從61％IACS提高到63％IACS。這在理論上是可行的，主要是如何尋找合金元素和工藝手段，然后進入實用化階段。這項研究工作成功，將為輸電網(wǎng)提供性能優(yōu)良的鋁導(dǎo)體，改善電網(wǎng)輸電質(zhì)量，其結(jié)果使國民經(jīng)濟受益匪淺。
② 大力采用高強度鋁合金用于輸電線路建設(shè)，降低線路造價，提高線路輸電水平。十年內(nèi)，把現(xiàn)在國內(nèi)年使用1000～2000噸，提高到年用量3～4萬噸，即約占當(dāng)年架空線使用量的8％左右時，再建5～6個年產(chǎn)5000噸鋁合金工廠是完全應(yīng)該的。其次，還將大力推廣應(yīng)用耐熱鋁合金，使應(yīng)用鋁合金的水平接近先進國家。
4. 貫徹產(chǎn)品質(zhì)量第一，工程安全可靠
⑴ 執(zhí)行ISO 9000 電線電纜行業(yè)要大力推行ISO 9000標(biāo)準的貫徹，要打好質(zhì)量的翻身仗。裸電線作為電線電纜產(chǎn)品的頭道工序，更應(yīng)抓緊質(zhì)量關(guān)，否則將災(zāi)及各種產(chǎn)品。對于像架空線這樣純屬裸電線的產(chǎn)品，由于關(guān)系到輸電網(wǎng)，特別是500kV這樣重要線路更是要抓好每一個環(huán)節(jié)，把好質(zhì)量關(guān)。
⑵ 貫徹執(zhí)行國家標(biāo)準、國際標(biāo)準與行業(yè)標(biāo)準 像架空線應(yīng)執(zhí)行國標(biāo)“圓線同心絞架空導(dǎo)線”，這也是IEC 610889；執(zhí)行IEC 1232“電工用鋁包鋼線”， IEC 1396“光纖復(fù)合架空地線的電氣、機械和物理性能要求和試驗方法”。以及它們相對應(yīng)的國家標(biāo)準和行業(yè)標(biāo)準，貫徹所有有關(guān)的國際、國家和行業(yè)標(biāo)準。對于那些不注重產(chǎn)品質(zhì)量、不執(zhí)行標(biāo)準的企業(yè)，應(yīng)通過行業(yè)協(xié)會、國家技術(shù)監(jiān)督局給予制裁，不準其產(chǎn)品在市場上銷售。
⑶ 健全行業(yè)重點試驗室 結(jié)合長江三峽工程需要，改進完善架空線試驗室，使之能夠滿足三峽工程送電工程用導(dǎo)地線（包括光纖復(fù)合架空地線）的性能測試要求；更新六十年代設(shè)備，完善拉力機的智能化，增加導(dǎo)線蠕變試驗機、導(dǎo)線振動試驗機、大電流試驗裝置、過滑車試驗裝置等。
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