CN105719722A - 一种单芯铝合金电缆及多芯铝合金电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明属线材技术领域，尤其是涉及一种单芯铝合金电缆，其特征在于它包含有28根铝合金制成的导体；导体外包覆有绝缘层，绝缘层上具有与绝缘层颜色相异的标识条；所述绝缘层的材料是低密度聚乙烯或中密度聚乙烯或高密度聚乙烯或低烟无卤聚乙烯或尼龙或聚氨酯或热塑性弹性体；所述铝合金具有特殊成份。本发明还揭示了使用该铝合金的电缆。本发明的铝合金电缆具有重量更轻、运费更低、价格更便宜等优点。

Description

一种单芯铝合金电缆及多芯铝合金电缆
本申请是名称为：一种铝合金及使用该铝合金的电缆、申请日为：2015年03月31日、申请号为：201510147022.5的发明专利的分案申请；申请号为：201510147022.5的发明专利要求了申请日为：2015年03月10日、申请号为：20201510103934.2的发明专利的优先权，本申请同样要求该申请的优先权。
技术领域
本发明属于材料及线缆技术领域，尤其是涉及一种铝合金及使用该铝合金的电缆。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中得到广泛应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，铝合金的需求日益增多，人们对于铝合金的研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金在电力行业的发展，同时电力行业的发展又拓展了铝合金的应用领域。
电力电缆是用来输送和分配电能的资源，其基本结构由线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层等组成。其中，线芯是电力电缆的导电部分，用来输送电能，其是电力电缆的主要部分。由于铜具有良好的导电性，铜广泛用于电力电缆的线芯。但是随着铜资源的日益匮乏，而铝的含量很丰富，以铝代替铜受到了研究者的关注，因此铝合金作为电缆导体成为了研究的热点。
虽然迄今为止，在线缆行业中，铝合金仅大量应用于架空输电线，但是，随着技术的发展，铝或铝合金电缆必将在占据国民经济第二大产业的线缆行业中大量应用。
现有技术中，人们对于可用于线缆的铝合金已经有了较多的研究，如名称为：Al-Fe-Ba-RE铝合金及其制备方法和电力电缆、授权公告号为：CN102978448B的中国专利；名称为：Al-Fe-Si-B-RE铝合金及其制备方法和电力电缆、授权公告号为：CN102978458B的中国专利；名称为：Al-Fe-Nb-RE铝合金及其制备方法和电力电缆、授权公告号为：CN102978457B的中国专利；名称为：Al-Fe-Ti-RE铝合金及其制备方法和电力电缆、授权公告号为：CN102978464B的中国专利；名称为：Al-Fe-W-RE铝合金及其制备方法和电力电缆、授权公告号为：CN102978468B的中国专利等等，然而，现有技术中的铝合金形成的电缆，性能参数还不能达到线缆行业的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是揭示一种铝合金，进一步地揭示使用该铝合金的电缆；它们是采用以下技术方案来实现的。
一种铝合金，其特征在于它包括：0.01～0.10wt％的硅；0.60～0.80wt％的铁；0.12～0.20wt％的铜；0.01～0.20wt％的镁；0.01～0.05wt％的锌；0.01～0.03wt％的硼；0.01～0.03wt％的镓；0.10～0.20wt％的银；0.03～0.08wt％的金；0.1～0.3wt％的锆；0.001～0.003wt％的锂；0.01～0.05wt％的铬；0.03～0.08wt％的钨；0.01～0.03wt％的钛；0.001～0.3wt％的锶；余量的铝；其中镁硅质量比为（1.70～1.80）:1。
上述所述的一种铝合金，其特征在于所述镁硅质量比为1.75:1。
一种单芯铝合金电缆，其特征在于它包含有至少一根由上述所述的铝合金制成的导体，导体外包覆有绝缘层，绝缘层上具有与绝缘层颜色相异的标识条；所述绝缘层的材料是低密度聚乙烯或中密度聚乙烯或高密度聚乙烯或低烟无卤聚乙烯或聚氯乙烯或聚四氟乙烯或尼龙或聚氨酯或热塑性弹性体。
上述所述的一种单芯铝合金电缆，其特征在于它包含有28根由上述所述的铝合金制成的导体；其中，有第一类导体1根，有完全相同的第二类导体6根，有完全相同的第三类导体9根，有完全相同的第四类导体12根；第一类导体位于中央且为正六棱柱形状，第一类导体的截面为正六边形；第二类导体位于第一类导体之外且所有第二类导体的外侧面位于同一圆柱面上，每根第二类导体的外侧面为圆柱面的一部分，每根第二类导体的内侧面为平面且内侧面的边长不大于第一类导体的边长，第二类导体的内侧面与第一类导体的侧面相贴，每根第二类导体的另一对侧面分别与其它第二类导体的侧面相贴；第三类导体位于第二类导体之外且所有第三类导体的外侧面位于同一圆柱面上，每根第三类导体的外侧面为圆柱面的一部分，每根第三类导体的内侧面为圆柱面的一部分且内侧面的弧长不大于第二类导体的外侧面的弧长，第三类导体的内侧面与第二类导体的外侧面相贴，每根第三类导体的另一对侧面分别与其它第三类导体的侧面相贴，第三类导体内侧面的曲率半径与第二类导体外侧面的曲率半径相等；第四类导体位于第三类导体之外且所有第四类导体的外侧面位于同一圆柱面上，每根第四类导体的外侧面为圆柱面的一部分，每根第四类导体的内侧面为圆柱面的一部分且内侧面的弧长不大于第三类导体的外侧面的弧长，第四类导体的内侧面与第三类导体的外侧面相贴，每根第四类导体的另一对侧面分别与其它第四类导体的侧面相贴，第四类导体内侧面的曲率半径与第三类导体外侧面的曲率半径相等。
上述所述的一种单芯铝合金电缆，其特征在于所述标识条是凸出于绝缘层的或者是嵌入到绝缘层中的。
一种铝合金电缆，其特征在于它包含有多根上述所述的单芯铝合金电缆及将多根单芯铝合金电缆整体包覆住的外护套构成；任意两根单芯铝合金电缆上的标识条的颜色是不同的；每根单芯铝合金电缆都与外护套相内切，相邻的单芯铝合金电缆相外切。
本发明的铝合金中加入锆与铝形成ZrAl3化合物,阻碍再结晶过程,细化再结晶晶粒；加入的银、金使铝合多的导电率大大提高，接近了铜的导电率；铬、钨、钛的加入，大大提高了铝合金的抗腐蚀能力；镁硅质量比为（1.70～1.80）:1,保证了铝合金的强度比纯铝的强度高40～60MPa。
本发明中的电缆，同样的载流量，重量仅为铜缆的34～40%、成本仅为铜缆的45～55%；因此，节省了大量的运费、成本。
本发明的铝合金具有以下主要有益效果：导电率更高，抗腐蚀能力更强，强度更高，成本更低；铝合金电缆具有重量更轻、运费更低、价格更便宜等优点。
附图说明
图1为本发明单芯铝合金电缆的立体结构示意图。
图2为图1放大后的横截面结构示意图。
图3为本发明铝合金电缆的立体结构示意图。
图4为图3放大后的横截面结构示意图。
具体实施方式
实施实例1为本发明铝合金的实施实例，实施实例2为本发明单芯铝合金电缆的实施实例，实施实例3为本发明铝合金电缆的实施实例。
实施实例1
一种铝合金，其特征在于它包括：0.01～0.10wt％的硅；0.60～0.80wt％的铁；0.12～0.20wt％的铜；0.01～0.20wt％的镁；0.01～0.05wt％的锌；0.01～0.03wt％的硼；0.01～0.03wt％的镓；0.10～0.20wt％的银；0.03～0.08wt％的金；0.1～0.3wt％的锆；0.001～0.003wt％的锂；0.01～0.05wt％的铬；0.03～0.08wt％的钨；0.01～0.03wt％的钛；0.001～0.3wt％的锶；余量的铝；其中镁硅质量比为（1.70～1.80）:1。
上述所述的一种铝合金，其特征在于所述镁硅质量比为1.75:1。
实施实例2
请见图1和图2，一种单芯铝合金电缆1，其特征在于它包含有至少一根由实施实例1所述的铝合金制成的导体，导体外包覆有绝缘层15，绝缘层上具有与绝缘层颜色相异的标识条；所述绝缘层的材料是低密度聚乙烯或中密度聚乙烯或高密度聚乙烯或低烟无卤聚乙烯或聚氯乙烯或聚四氟乙烯或尼龙或聚氨酯或热塑性弹性体。
上述所述的一种单芯铝合金电缆1，其特征在于它包含有28根由上述所述的铝合金制成的导体；其中，有第一类导体11共1根，有完全相同的第二类导体12共6根，有完全相同的第三类导体13共9根，有完全相同的第四类导体14共12根；第一类导体位于中央且为正六棱柱形状，第一类导体的截面为正六边形；第二类导体位于第一类导体之外且所有第二类导体的外侧面位于同一圆柱面上，每根第二类导体的外侧面为圆柱面的一部分，每根第二类导体的内侧面为平面且内侧面的边长不大于第一类导体的边长，第二类导体的内侧面与第一类导体的侧面相贴，每根第二类导体的另一对侧面分别与其它第二类导体的侧面相贴；第三类导体位于第二类导体之外且所有第三类导体的外侧面位于同一圆柱面上，每根第三类导体的外侧面为圆柱面的一部分，每根第三类导体的内侧面为圆柱面的一部分且内侧面的弧长不大于第二类导体的外侧面的弧长，第三类导体的内侧面与第二类导体的外侧面相贴，每根第三类导体的另一对侧面分别与其它第三类导体的侧面相贴，第三类导体内侧面的曲率半径与第二类导体外侧面的曲率半径相等；第四类导体位于第三类导体之外且所有第四类导体的外侧面位于同一圆柱面上，每根第四类导体的外侧面为圆柱面的一部分，每根第四类导体的内侧面为圆柱面的一部分且内侧面的弧长不大于第三类导体的外侧面的弧长，第四类导体的内侧面与第三类导体的外侧面相贴，每根第四类导体的另一对侧面分别与其它第四类导体的侧面相贴，第四类导体内侧面的曲率半径与第三类导体外侧面的曲率半径相等。
上述所述的一种单芯铝合金电缆，其特征在于所述标识条包含有第一标识条151及第二标识条152，对称分布且是凸出于绝缘层的。
当然，上述所述的一种单芯铝合金电缆，其特征在于所述标识条还可为一根或其它多根，不仅可以是凸出于绝缘层的，还可以是嵌入到绝缘层中的。
实施实例3
请见图3和图4，一种多芯铝合金电缆，其特征在于它包含有多根实施实例2所述的单芯铝合金电缆1及将多根单芯铝合金电缆整体包覆住的外护套2构成；任意两根单芯铝合金电缆上的标识条的颜色是不同的；每根单芯铝合金电缆都与外护套相内切，相邻的单芯铝合金电缆相外切。
本发明的铝合金中加入锆与铝形成ZrAl3化合物,阻碍再结晶过程,细化再结晶晶粒；加入的银、金使铝合多的导电率大大提高，接近了铜的导电率；铬、钨、钛的加入，大大提高了铝合金的抗腐蚀能力；镁硅质量比为（1.70～1.80）:1,保证了铝合金的强度比纯铝的强度高40～60MPa。
本发明的铝金合与纯铝、纯铜进行了对比试验，纯铝导电率约为65,纯铜约为101.5；而本发明的铝合金的导电率为88.5；同样放在PH为5的酸性水溶液中20天，本发明的铝合金失重＜1.5%；而铝、铜失重＞5%；同样放在PH为9的碱性水溶液中20天，本发明的铝合金失重＜0.5%；而铝、铜失重＞0.8%。
本发明的铝金合中，当镁硅质量比为1.70:1时，铝合金强度比纯铝的强度高约40MPa；当镁硅质量比为1.75:1时，铝合金强度比纯铝的强度高60MPa；当镁硅质量比为1.80:1时，铝合金强度比纯铝的强度高约40MPa；镁硅质量比从1.70:1至1.75:1，强度呈上升趋势；镁硅质量比从1.75:1至1.80:1，强度呈下降趋势。
本发明中的电缆，同样的载流量，重量仅为铜缆的34～40%、成本仅为铜缆的45～55%；因此，节省了大量的运费、成本。
本发明的铝合金具有以下主要有益效果：导电率更高，抗腐蚀能力更强，强度更高，成本更低；铝合金电缆具有重量更轻、运费更低、价格更便宜等优点。
本发明不局限于上述最佳实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种单芯铝合金电缆，其特征在于它包含有28根铝合金制成的导体；导体外包覆有绝缘层，绝缘层上具有与绝缘层颜色相异的标识条；所述绝缘层的材料是低密度聚乙烯或中密度聚乙烯或高密度聚乙烯或低烟无卤聚乙烯或尼龙或聚氨酯或热塑性弹性体；其中，所述铝合金制成的导体有第一类导体1根，有完全相同的第二类导体6根，有完全相同的第三类导体9根，有完全相同的第四类导体12根；第一类导体位于中央且为正六棱柱形状，第一类导体的截面为正六边形；第二类导体位于第一类导体之外且所有第二类导体的外侧面位于同一圆柱面上，每根第二类导体的外侧面为圆柱面的一部分，每根第二类导体的内侧面为平面且内侧面的边长不大于第一类导体的边长，第二类导体的内侧面与第一类导体的侧面相贴，每根第二类导体的另一对侧面分别与其它第二类导体的侧面相贴；第三类导体位于第二类导体之外且所有第三类导体的外侧面位于同一圆柱面上，每根第三类导体的外侧面为圆柱面的一部分，每根第三类导体的内侧面为圆柱面的一部分且内侧面的弧长不大于第二类导体的外侧面的弧长，第三类导体的内侧面与第二类导体的外侧面相贴，每根第三类导体的另一对侧面分别与其它第三类导体的侧面相贴，第三类导体内侧面的曲率半径与第二类导体外侧面的曲率半径相等；第四类导体位于第三类导体之外且所有第四类导体的外侧面位于同一圆柱面上，每根第四类导体的外侧面为圆柱面的一部分，每根第四类导体的内侧面为圆柱面的一部分且内侧面的弧长不大于第三类导体的外侧面的弧长，第四类导体的内侧面与第三类导体的外侧面相贴，每根第四类导体的另一对侧面分别与其它第四类导体的侧面相贴，第四类导体内侧面的曲率半径与第三类导体外侧面的曲率半径相等；所述铝合金包括：0.01～0.10wt％的硅；0.60～0.80wt％的铁；0.12～0.20wt％的铜；0.01～0.20wt％的镁；0.01～0.05wt％的锌；0.01～0.03wt％的硼；0.01～0.03wt％的镓；0.10～0.20wt％的银；0.03～0.08wt％的金；0.1～0.3wt％的锆；0.001～0.003wt％的锂；0.01～0.05wt％的铬；0.03～0.08wt％的钨；0.01～0.03wt％的钛；0.001～0.3wt％的锶；余量的铝；其中镁硅质量比为1.75:1。
2.根据权利要求1所述的一种单芯铝合金电缆，其特征在于所述标识条是凸出于绝缘层的或者是嵌入到绝缘层中的。
3.一种多芯铝合金电缆，其特征在于它包含有多根权利要求1或权利要求2所述的一种单芯铝合金电缆及将多根单芯铝合金电缆整体包覆住的外护套构成；任意两根单芯铝合金电缆上的标识条的颜色是不同的；每根单芯铝合金电缆都与外护套相内切，相邻的单芯铝合金电缆相外切。
4.一种铝合金，其特征在于它包括：0.01～0.10wt％的硅；0.60～0.80wt％的铁；0.12～0.20wt％的铜；0.01～0.20wt％的镁；0.01～0.05wt％的锌；0.01～0.03wt％的硼；0.01～0.03wt％的镓；0.10～0.20wt％的银；0.03～0.08wt％的金；0.1～0.3wt％的锆；0.001～0.003wt％的锂；0.01～0.05wt％的铬；0.03～0.08wt％的钨；0.01～0.03wt％的钛；0.001～0.3wt％的锶；余量的铝；其中镁硅质量比为（1.70～1.80）:1。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金，其特征在于所述镁硅质量比为1.75:1。
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