CN106244952A - 一种电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电缆，电缆的芯体包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6。本发明的电缆，通过对铝合金配方的改进，降低了其电阻，提高了电导率，降低了输电时的能耗，同时，由于其抗拉强度亦有所提高，提高了其工业实用性。

Description

一种电缆
技术领域
本发明涉及一种电缆，尤其是一种能够降低导电消耗的节能电缆。
背景技术
在电力输送过程中，损耗是不可避免的，每年因输送导致的损耗数量是巨大的。其中，据国家能源局发布的全国跨区跨省输电线路损耗情况通报记载，2013年全国跨区输电总计送端电量2907.2亿千瓦时，受端电量2006.2亿千瓦时，损失电量91亿千瓦时，平均输电损耗率4.34％。如何减少传输中的能耗是人们一直致力于解决的技术问题，而随着节能减排和环保意识的加强，这一问题更加为人们所关注。
目前电力输送中的常用导电材料主要为铝或铜，而在以铝为导电材料时，为了获得更佳的综合性能，通常采用铝合金材料。通常认为，合金中的铝含量越高，其电导率也就越好。
而为了使得铝合金材料具有更佳的电导率，人们研究开发了多种铝合金材料，但是，其仍有可提高的空间。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种电缆，其具有更高的电导率，可以降低电缆在输送电力过程中的能量损耗。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6。
本发明一个较佳实施例的电缆，其铝合金材料中下列各成分的重量百分比含量为：碳纳米管4.1％～8.2％，锰0.25％～0.37％，硅0.19％～0.31％，铁0.17％～0.19％，镓0.13％～0.17％，混合稀土元素0.03％～0.045％，锡0.02％～0.03％，镁0.021％～0.029％，锗0.05％～0.11％，钛0.02％～0.07％，铬0.02％～0.06％，镍0.03％～0.07％，铜0.02％～0.05％，借以获得更佳的电导率。
其中，为了获得更佳的电导率，更进一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧25～28，镱19～21，钷12～16，铽11～13，钕8～12，铕6～8，钪4～5。
本发明一个较佳实施例的电缆，其铝合金材料包含如下重量百分比的成分：碳纳米管6.2％，锰0.33％，硅0.29％，铁0.18％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.028％，镁0.025％，锗0.08％，钛0.03％，铬0.04％，镍0.05％，铜0.036％，借以获得更佳的电导率。
其中，为了获得更佳的电导率，更进一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧26.1，镱20.3，钷14.6，铽12.7，钕10.3，铕7.1，钪4.6。
本发明还提供一种用于电缆的芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6。
本发明一个较佳实施例的芯体，其铝合金材料中下列各成分的重量百分比含量为：碳纳米管4.1％～8.2％，锰0.25％～0.37％，硅0.19％～0.31％，铁0.17％～0.19％，镓0.13％～0.17％，混合稀土元素0.03％～0.045％，锡0.02％～0.03％，镁0.021％～0.029％，锗0.05％～0.11％，钛0.02％～0.07％，铬0.02％～0.06％，镍0.03％～0.07％，铜0.02％～0.05％，借以获得更佳的电导率。
其中，为了获得更佳的电导率，更进一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧25～28，镱19～21，钷12～16，铽11～13，钕8～12，铕6～8，钪4～5。
本发明一个较佳实施例的芯体，其铝合金材料包含如下重量百分比的成分：碳纳米管6.2％，锰0.33％，硅0.29％，铁0.18％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.028％，镁0.025％，锗0.08％，钛0.03％，铬0.04％，镍0.05％，铜0.036％，借以获得更佳的电导率。
其中，为了获得更佳的电导率，更进一步的，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧26.1，镱20.3，钷14.6，铽12.7，钕10.3，铕7.1，钪4.6。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明的电缆，通过对其中的导电材料的改进，降低了电阻率，获得了更佳的电导率，降低了电力输送过程中的能耗，且具有更佳的抗拉强度。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
本发明第一实施例的电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管1.1％，锰0.15％，硅0.14％，铁0.16％，镓0.08％，混合稀土元素0.02％，锡0.02％，镁0.02％，锗0.02％，钛0.01％，铬0.01％，镍0.01％，铜0.01％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例2
本发明第二实施例的电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管8.3％，锰0.43％，硅0.33％，铁0.23％，镓0.18％，混合稀土元素0.05％，锡0.04％，镁0.035％，锗0.16％，钛0.13％，铬0.11％，镍0.08％，铜0.06％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例3
本发明第三实施例的电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管4.1％，锰0.25％，硅0.19％，铁0.17％，镓0.13％，混合稀土元素0.03％，锡0.02％，镁0.021％，锗0.05％，钛0.02％，铬0.02％，镍0.03％，铜0.02％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例4
本发明第四实施例的电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管8.2％，锰0.37％，硅0.31％，铁0.19％，镓0.17％，混合稀土元素0.045％，锡0.03％，镁0.029％，锗0.11％，钛0.07％，铬0.06％，镍0.07％，铜0.05％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例5
本发明第五实施例的电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管6.2％，锰0.33％，硅0.29％，铁0.18％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.028％，镁0.025％，锗0.08％，钛0.03％，铬0.04％，镍0.05％，铜0.036％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例6
本发明第六实施例的电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管1.1％，锰0.25％，硅0.29％，铁0.17％，镓0.18％，混合稀土元素0.02％，锡0.02％，镁0.035％，锗0.11％，钛0.03％，铬0.02％，镍0.01％，铜0.06％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例7
本发明第七实施例的电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管4.1％，锰0.37％，硅0.19％，铁0.18％，镓0.08％，混合稀土元素0.045％，锡0.02％，镁0.02％，锗0.16％，钛0.07％，铬0.04％，镍0.03％，铜0.01％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例8
本发明第八实施例的电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管6.2％，锰0.15％，硅0.31％，铁0.23％，镓0.13％，混合稀土元素0.03％，锡0.028％，镁0.021％，锗0.02％，钛0.13％，铬0.06％，镍0.05％，铜0.02％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例9
本发明第九实施例的电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管8.2％，锰0.33％，硅0.14％，铁0.19％，镓0.17％，混合稀土元素0.05％，锡0.03％，镁0.028％，锗0.05％，钛0.01％，铬0.11％，镍0.07％，铜0.036％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例10
本发明第十实施例的电缆，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管8.3％，锰0.43％，硅0.33％，铁0.16％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.04％，镁0.029％，锗0.08％，钛0.02％，铬0.01％，镍0.08％，铜0.05％，其余为铝和不可避免的杂质。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方A)：镧22，镱18，钷11，铽9，钕7，铕5，钪3。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方B)：镧31，镱23，钷26，铽17，钕13，铕10，钪6。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方C)：镧25，镱19，钷12，铽11，钕8，铕6，钪4。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方D)：镧28，镱21，钷16，铽13，钕12，铕8，钪5。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方E)：镧26.1，镱20.3，钷14.6，铽12.7，钕10.3，铕7.1，钪4.6。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方F)：镧22，镱20.3，钷16，铽17，钕12，铕8，钪6。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方G)：镧26.1，镱23，钷11，铽11，钕13，铕6，钪4.6。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方H)：镧25，镱21，钷12，铽12.7，钕7，铕7.1，钪5。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方I)：镧31，镱18，钷14.6，铽13，钕8，铕5，钪4。
实施例1至实施例10中的任一实施例，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成(配方J)：镧28，镱19，钷26，铽9，钕10.3，铕10，钪3。
前述实施例中的铝合金导体可以按如下方法制得(其中各数值可以具有误差，一般为±10％，较佳为±5％，更佳为±1％)：
S1、按预定比例准备上述各组分原料；
S2、将步骤S1中的铝原料的30wt％以及其他各组分混合置于球磨机中，按照每克混合料添加0.45ml石蜡的比例进行球磨，球料质量比16:1，大小球质量比1:5，转速750r/min，球磨时间18h；
S3、将步骤S2得到的粉末在595℃、11T压力下真空热压14h，制得坯料；
S4、将步骤S1中的铝原料的另外70wt％放入850℃的熔化炉中熔化为铝液，在780℃时将步骤S3中的坯料加入；
S5、精炼之后，制得二次坯料；
S6、将二次坯料在565℃，14T压力下热挤压，得到直径5.5mm的管材；
S7、将管材轧制12道次，得到直径3mm的线材。
前述实施例中的铝合金导体的性能测试如下：
综上所述，本发明的电缆，通过对铝合金配方的改进，降低了其电阻，提高了电导率，降低了输电时的能耗，同时，由于其抗拉强度亦有所提高，提高了其工业实用性。

Claims (5)

1.一种电缆，其特征在于，其包括：
芯体，其包括由铝合金材料制成的导体，铝合金材料由如下重量百分比的成分组成：
碳纳米管1.1％～8.3％，锰0.15％～0.43％，硅0.14％～0.33％，铁0.16％～0.23％，镓0.08％～0.18％，混合稀土元素0.02％～0.05％，锡0.02％～0.04％，镁0.02％～0.035％，锗0.02％～0.16％，钛0.01％～0.13％，铬0.01％～0.11％，镍0.01％～0.08％，铜0.01％～0.06％，其余为铝和不可避免的杂质，其中，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧22～31，镱18～23，钷11～26，铽9～17，钕7～13，铕5～10，钪3～6。
2.如权利要求2所述的电缆，其特征在于，其铝合金材料中下列各成分的重量百分比含量为：碳纳米管4.1％～8.2％，锰0.25％～0.37％，硅0.19％～0.31％，铁0.17％～0.19％，镓0.13％～0.17％，混合稀土元素0.03％～0.045％，锡0.02％～0.03％，镁0.021％～0.029％，锗0.05％～0.11％，钛0.02％～0.07％，铬0.02％～0.06％，镍0.03％～0.07％，铜0.02％～0.05％。
3.如权利要求2所述的电缆，其特征在于，其铝合金材料包含如下重量百分比的成分：碳纳米管6.2％，锰0.33％，硅0.29％，铁0.18％，镓0.16％，混合稀土元素0.04％，锡0.028％，镁0.025％，锗0.08％，钛0.03％，铬0.04％，镍0.05％，铜0.036％。
4.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧25～28，镱19～21，钷12～16，铽11～13，钕8～12，铕6～8，钪4～5。
5.如权利要求4所述的电缆，其特征在于，混合稀土元素由如下重量份的成分组成：镧26.1，镱20.3，钷14.6，铽12.7，钕10.3，铕7.1，钪4.6。
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