[發(fā)明專利]一種超高壓電力電纜用導(dǎo)體材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810361181.9
• 申請(qǐng)日: 2018-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108531794B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季紅;章遷平;儲(chǔ)賢民;丁志順;芮新余;劉永光;曹勇利;余衛(wèi)鋒;劉威;劉超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇新遠(yuǎn)程電纜有限公司;遠(yuǎn)程電纜股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/16
• 分類號(hào): C22C21/16;C22C1/02;C22C1/06;C22F1/057;H01B1/02
• 代理公司: 32228 無(wú)錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 聶啟新

一種超高壓電力電纜用導(dǎo)體材料，由如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的元素組成：Al：65～75％；Cu：20～30％；Mg：2～3.5％；RE：0.5～0.8％；In：0.3～0.5％；Ce：0.1～0.2％；Co：0.1～0.2％。本發(fā)明所得導(dǎo)體成本較純銅導(dǎo)體低30～40％，電阻率低，抗拉強(qiáng)度大，彈性模量高，密度小，適用于作為超高壓電纜的導(dǎo)體材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種超高壓電力電纜的導(dǎo)體及其制備方法。

背景技術(shù)

超高壓電力電纜是指輸送電壓在275～800千伏的電纜。超高壓電力電纜一般可以分為充油電纜和交聯(lián)聚乙烯電纜；其中交聯(lián)聚乙烯電纜具有介質(zhì)損耗小、防火性能好、安裝敷設(shè)方便等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為發(fā)展的主流。以500kV的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜為例，從導(dǎo)體開(kāi)始向外依次包括導(dǎo)體屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層、絕緣屏蔽層、阻水緩沖層、金屬護(hù)層及外護(hù)套等。

目前，國(guó)內(nèi)外電纜導(dǎo)體材質(zhì)主要有銅芯、鋁芯兩種。銅芯電纜比鋁芯電纜有明顯的優(yōu)勢(shì)。主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：(1)銅芯電纜導(dǎo)體電阻率低：鋁的電阻率約是銅的1.68倍；(2)銅芯電纜導(dǎo)體彈性模量高，是鋁芯電纜的1.63倍，可以彎曲、易延展。(3)銅芯電纜導(dǎo)體抗拉強(qiáng)度是鋁芯電纜導(dǎo)體的2倍。(4)銅芯電纜抗腐蝕性能好。(5)銅芯電纜的載流量比鋁芯電纜大：同截面的銅芯電纜要比鋁芯電纜允許的載流量高30％左右。

但是，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，銅價(jià)格比鋁價(jià)格高很多，大概是鋁的3倍左右；以2018年4月16日長(zhǎng)江有色金屬基本行情為例，1#銅的均價(jià)為50460元/噸，A00鋁的均價(jià)為14450元/噸，銅的價(jià)格是鋁的3.5倍，鋁芯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯。對(duì)于超高壓電力電纜導(dǎo)體材質(zhì)的選擇，既需考慮經(jīng)濟(jì)性，更要考慮其較大截面特點(diǎn)和包含連接部位的可靠安全性，因此設(shè)計(jì)一種即能滿足使用要求、又能降低成本的導(dǎo)體迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N超高壓電力電纜用導(dǎo)體材料及其制備方法。本發(fā)明所得導(dǎo)體成本較純銅導(dǎo)體低30～40％，電阻率低，抗拉強(qiáng)度大，彈性模量高，密度小，耐腐蝕性好，適用于作為超高壓電纜的導(dǎo)體材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種超高壓電力電纜用導(dǎo)體材料，由如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的元素組成：

Al：65～75％；Cu：20～30％；Mg：2～3.5％；RE：0.5～0.8％；In：0.3～0.5％；Ce：0.1～0.2％；Co：0.1～0.2％。

優(yōu)選的，所述的超高壓電力電纜用導(dǎo)體材料由如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的元素組成：

Al：69％；Cu：27％；Mg：2.7％；RE：0.6％；In：0.4％；Ce：0.15％；Co：0.15％。

進(jìn)一步的，上述超高壓電力電纜用導(dǎo)體材料的制備方法包括如下步驟：

(1)將高純銅錠投爐，升溫至1200～1250℃，使銅錠完全熔化；然后加入高純鋁錠，加入量為所需Al元素用量的30～40％；同時(shí)加入重量為全部Al元素所需量的0.1～0.15％的精煉劑，進(jìn)行第一次精煉30～40分鐘，結(jié)束后進(jìn)行扒渣，把表面的浮渣扒干凈；

(2)然后加入所需用量一半的RE以及剩余的Al元素所需量的高純鋁錠，同時(shí)加入重量為全部Al元素所需量的0.3～0.5wt％的精煉劑，進(jìn)行第二次精煉30～40分鐘，結(jié)束后進(jìn)行扒渣；

(3)然后加入高純Mg、In金屬原料，完全熔化后，加入重量為全部Al元素所需量的0.05～0.15％的精煉劑，對(duì)鋁液進(jìn)行第三次精煉30～40分鐘，結(jié)束進(jìn)行扒渣；

(4)最后加入高純Ce、Co金屬原料和剩余的RE合金，加入覆蓋劑對(duì)合金液體進(jìn)行保溫，精煉30～40分鐘，使鋁液中雜、氫氣進(jìn)行上浮；清理雜質(zhì)、準(zhǔn)備鑄造；