CN113611444B - 一种双层导体可分离双层绝缘体电线及加工方法 - Google Patents

一种双层导体可分离双层绝缘体电线及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双层导体可分离双层绝缘体电线及加工方法，包括电线、主导线、外层导线、内绝缘套和外绝缘套，所述导体由内外两层构成，所述内层导线外围包裹有外层导线，所述外层导线套设有内绝缘套，所述内绝缘套外围套设有中绝缘套，所述中绝缘套外围套设有外绝缘套。能够提高硬铜导线的导电率，从工艺中严格控制有害杂质的带入，生产中进行硼化、精炼、钛化处理，然后经过结晶、轧制、拉制、回复等处理工艺可制造出导电率≥63％IACS的硬态铜线，强度≥160Mpa，能够满足架空导线用硬铜线的技术要求，通过双层导体以及分离式双层绝缘体的加工方法，可使该电线具有高载流，低电阻，高安全性、可采用传统的施工工艺；在线路运行使用该导线中可降低线路损耗，节省施工费用。

Description

一种双层导体可分离双层绝缘体电线及加工方法
技术领域
本发明属于电线技术领域，具体涉及一种双层导体可分离双层绝缘体电线及加工方法。
背景技术
“节能减排”也是国家产业长期发展的政策方针。同时国家电网公司也提出了建设“资源节约型、环境友好型、新技术、新材料、新工艺”的新型智能电网。目前架空输电线路常用的输送导线是普通的钢芯铝绞线，而普通的钢芯铝绞线所用铜线导电率为61％IACS的硬铜线，一般电阻率在0.02790～0.028264Ω·mm2/m，而架空导线中，主要依靠铜线来传输电流，如果能提高铜线的导电率，则可降低线路能耗，从而降低线路的运行成本。
钢芯软铝线导线，将拉制的铝线线经退火工艺处理，使其再结晶变成软铝线线，在绞制成软铝线导线，软铝线线的导电率可达到63％IACS，一般电阻率在0.027151～0.027586Ω·mm2/m。钢芯软铝线导线虽然提高了铝线线的导电率，但铝线线的强度及硬度降低，导致施工展放困难，同时安全性能降低。铝线线的强度及硬度降低后，施工中易擦伤导线表面，从而引起线路运行噪音，电磁干扰增强、抗电晕能力下降，使其环保性能及节能效果不尽人意。同时展放中还会因单线延伸产生浮线(起灯笼)，跳股等现象，影响导线的整体性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双层导体可分离双层绝缘体电线及加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双层导体可分离双层绝缘体电线及加工方法，包括电线、主导线、外层导线、内绝缘套和外绝缘套，所述主导线外围包裹有外层导线，所述外层导线套设有内绝缘套，所述内绝缘套外围套设有外绝缘套，所述主导线由8-20组高导铜合金丝绕设组成，所述外层导线具体为8-12根，所述外层导线为高导电铝丝制成，包括以下加工方法：
步骤一：取铝、硅、铜和硼进行熔炼，随后进行浇铸处理，浇铸成型后进行轧杆，随后进行收杆，得到合金导电杆，且合金导电杆的直径为￠8mm-￠16.5mm，抗张强度控制在85-145MPa，在20℃条件下时导体电阻率小于0.02Ω·mm 2/m，伸长率大于7％；
步骤二：将步骤一熔炼过程中加入铜、钒、锰和铝，且进行精炼、除气过滤处理，得到高导电铝杆；
步骤三：将高导电铝杆进行多道模具进行拉制，模具的延伸系数控制在1.3-1.45，且拉制时，高导电铝线的拉丝润滑液的温度小于50℃，且拉制成的高导电铝线的抗张强度控制在150MPa-190MPa，电阻率控制小于0.03Ω·mm2/m，得到高导电铝丝；
步骤四：取铜、银、锡、铟、锰和钛进行熔炼，以35-50mm/min的铸造速，连续铸造得到线径为95-90μm导线，随后进行直径减小加工，得到线径为60-50μm导电线；
步骤五：对得到的导电线进行热处理，使其拉伸强度相对于热处理前的拉伸强度降低至90％以上且低于100％的拉伸强度的工序，随后再次减小其直径，得到20-35μm高导铜合金丝，并将其绕设绞合形成主导线；
步骤六：取环氧树脂、氢氧化铝、三氧化二锑和氧化锌进行高温混合，挤塑为内绝缘套；
步骤七：取聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺，端胺基聚丁二烯丙烯腈橡胶高温混合挤塑成型为外绝缘套；
步骤八：将得到的高导电铝丝对主导线外部进行绕设，并穿设至内绝缘套内，随后将内绝缘套连同高导电铝丝和主导线穿设至外绝缘套内，得到双层导体可分离双层绝缘体电线。
进一步地，所述步骤三拉制过程中，对铝线的面积压缩比最后一道控制在1.3-1.5，其余各道控制1.2-1.3，拉丝成品表面温度小于50℃。
进一步地，所述聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺，端胺基聚丁二烯丙烯腈橡胶的材料重量份比为3:2:1:4。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够提高硬铜导线的导电率，从工艺中严格控制有害杂质的带入，生产中进行硼化、精炼、钛化处理，然后经过结晶、轧制、拉制、回复等处理工艺可制造出导电率≥63％IACS的硬态铜线，强度≥160Mpa，能够满足架空导线用硬铜线的技术要求，通过双层导体以及分离式双层绝缘体的加工方法，可使该电线具有高载流，低电阻，高安全性、可采用传统的施工工艺；在线路运行使用该导线中可降低线路损耗，节省施工费用，给输变电行业带来巨大的经济效益和社会效益，且导体结构：为双层绞合结构，导体分为两层，内层和外层可以完整分离开；导体特点：铜丝与铜丝之间结合更紧密，导体外表更圆整，提升了导体的导电性能、散热性能、抗拉性能，采用这种结构更省电、更安全，布线过程中拉拽不易变形；绝缘层结构：为三层结构。最内层为交联聚乙烯，特点1、本材料对导体的包覆性能更好，防水防潮，特点2、本材料耐压等级为600-1000伏，家用电出现电压不稳的时候，能够保证用电安全；中间层为聚氯乙烯，最外层为尼龙料，特点为：增加电线表面光滑度，提高施工的便捷性、顺畅度。
附图说明
图1为本发明一种双层导体可分离双层绝缘体电线及加工方法的整体结构示意图。
图中：1、电线；2、主导线；3、外层导线；4、内绝缘套；5、外绝缘套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种双层导体可分离双层绝缘体电线及加工方法，包括电线1、主导线2、外层导线3、内绝缘套4和外绝缘套5，所述主导线2外围包裹有外层导线3，所述外层导线3套设有内绝缘套4，所述内绝缘套4外围套设有外绝缘套5，所述主导线2由8组高导铜合金丝绕设组成，所述外层导线3具体为8根，所述外层导线3为高导电铝丝制成，包括以下加工方法：
步骤一：取铝、硅、铜和硼进行熔炼，随后进行浇铸处理，浇铸成型后进行轧杆，随后进行收杆，得到合金导电杆，且合金导电杆的直径为￠8mm，抗张强度控制在85MPa，在20℃条件下时导体电阻率小于0.02Ω·mm2/m，伸长率大于7％；
步骤二：将步骤一熔炼过程中加入铜、钒、锰和铝，且进行精炼、除气过滤处理，得到高导电铝杆；
步骤三：将高导电铝杆进行多道模具进行拉制，模具的延伸系数控制在1.3，且拉制时，高导电铝线的拉丝润滑液的温度小于50℃，且拉制成的高导电铝线的抗张强度控制在150MPa，电阻率控制小于0.03Ω·mm2/m，得到高导电铝丝；
步骤四：取铜、银、锡、铟、锰和钛进行熔炼，以35mm/min的铸造速，连续铸造得到线径为95μm导线，随后进行直径减小加工，得到线径为60μm导电线；
步骤五：对得到的导电线进行热处理，使其拉伸强度相对于热处理前的拉伸强度降低至90％以上且低于100％的拉伸强度的工序，随后再次减小其直径，得到20μm高导铜合金丝，并将其绕设绞合形成主导线2；
步骤六：取环氧树脂、氢氧化铝、三氧化二锑和氧化锌进行高温混合，挤塑为内绝缘套4；
步骤七：取聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺，端胺基聚丁二烯丙烯腈橡胶高温混合挤塑成型为外绝缘套5；
步骤八：将得到的高导电铝丝对主导线2外部进行绕设，并穿设至内绝缘套4内，随后将内绝缘套4连同高导电铝丝和主导线2穿设至外绝缘套5内，得到双层导体可分离双层绝缘体电线。
其中，所述步骤三拉制过程中，对铝线的面积压缩比最后一道控制在1.3，其余各道控制1.2，拉丝成品表面温度小于50℃。
其中，所述聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺，端胺基聚丁二烯丙烯腈橡胶的材料重量份比为3:2:1:4。
实施例2
如图1所示，一种双层导体可分离双层绝缘体电线及加工方法，包括电线1、主导线2、外层导线3、内绝缘套4和外绝缘套5，所述主导线2外围包裹有外层导线3，所述外层导线3套设有内绝缘套4，所述内绝缘套4外围套设有外绝缘套5，所述主导线2由20组高导铜合金丝绕设组成，所述外层导线3具体为12根，所述外层导线3为高导电铝丝制成，包括以下加工方法：
步骤一：取铝、硅、铜和硼进行熔炼，随后进行浇铸处理，浇铸成型后进行轧杆，随后进行收杆，得到合金导电杆，且合金导电杆的直径为￠16.5mm，抗张强度控制在145MPa，在20℃条件下时导体电阻率小于0.02Ω·mm 2/m，伸长率大于7％；
步骤二：将步骤一熔炼过程中加入铜、钒、锰和铝，且进行精炼、除气过滤处理，得到高导电铝杆；
步骤三：将高导电铝杆进行多道模具进行拉制，模具的延伸系数控制在1.45，且拉制时，高导电铝线的拉丝润滑液的温度小于50℃，且拉制成的高导电铝线的抗张强度控制在190MPa，电阻率控制小于0.03Ω·mm2/m，得到高导电铝丝；
步骤四：取铜、银、锡、铟、锰和钛进行熔炼，以50mm/min的铸造速，连续铸造得到线径为90μm导线，随后进行直径减小加工，得到线径为50μm导电线；
步骤五：对得到的导电线进行热处理，使其拉伸强度相对于热处理前的拉伸强度降低至90％以上且低于100％的拉伸强度的工序，随后再次减小其直径，得到35μm高导铜合金丝，并将其绕设绞合形成主导线2；
步骤六：取环氧树脂、氢氧化铝、三氧化二锑和氧化锌进行高温混合，挤塑为内绝缘套4；
步骤七：取聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺，端胺基聚丁二烯丙烯腈橡胶高温混合挤塑成型为外绝缘套5；
步骤八：将得到的高导电铝丝对主导线2外部进行绕设，并穿设至内绝缘套4内，随后将内绝缘套4连同高导电铝丝和主导线2穿设至外绝缘套5内，得到双层导体可分离双层绝缘体电线。
其中，所述步骤三拉制过程中，对铝线的面积压缩比最后一道控制在1.5，其余各道控制1.3，拉丝成品表面温度小于50℃。
其中，所述聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺，端胺基聚丁二烯丙烯腈橡胶的材料重量份比为3:2:1:4。
本发明的工作原理及使用流程：能够提高硬铜导线的导电率，从工艺中严格控制有害杂质的带入，生产中进行硼化、精炼、钛化处理，然后经过结晶、轧制、拉制、回复等处理工艺可制造出导电率≥63％IACS的硬态铜线，强度≥160Mpa，能够满足架空导线用硬铜线的技术要求，通过双层导体以及分离式双层绝缘体的加工方法，可使该电线具有高载流，低电阻，高安全性、可采用传统的施工工艺，导体特点：铜丝与铜丝之间结合更紧密，导体外表更圆整，提升了导体的导电性能、散热性能、抗拉性能，采用这种结构更省电、更安全，布线过程中拉拽不易变形；绝缘层结构：为三层结构。最内层为交联聚乙烯，特点1、本材料对导体的包覆性能更好，防水防潮，特点2、本材料耐压等级为600-1000伏，家用电出现电压不稳的时候，能够保证用电安全；中间层为聚氯乙烯，最外层为尼龙料，特点为：增加电线表面光滑度，提高施工的便捷性、顺畅度；在线路运行使用该导线中可降低线路损耗，节省施工费用，给输变电行业带来巨大的经济效益和社会效益。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种双层导体可分离双层绝缘体电线，包括电线(1)、主导线(2)、外层导线(3)、内绝缘套(4)和外绝缘套(5)，其特征在于，所述主导线(2)外围包裹有外层导线(3)，所述外层导线(3)套设有内绝缘套(4)，所述内绝缘套(4)外围套设有外绝缘套(5)，所述主导线(2)由8-20组高导铜合金丝绕设组成，所述外层导线(3)具体为8-12根，所述外层导线(3)为高导电铝丝制成，包括以下加工方法：
步骤一：取铝、硅、铜和硼进行熔炼，随后进行浇铸处理，浇铸成型后进行轧杆，随后进行收杆，得到合金导电杆，且合金导电杆的直径为￠8mm-￠16.5mm，抗张强度控制在85-145MPa，在20℃条件下时导体电阻率小于0.02Ω·mm 2/m，伸长率大于7％；
步骤二：将步骤一熔炼过程中加入铜、钒、锰和铝，且进行精炼、除气过滤处理，得到高导电铝杆；
步骤三：将高导电铝杆进行多道模具进行拉制，模具的延伸系数控制在1.3-1.45，且拉制时，高导电铝线的拉丝润滑液的温度小于50℃，且拉制成的高导电铝线的抗张强度控制在150MPa-190MPa，电阻率控制小于0.03Ω·mm2/m，得到高导电铝丝；
步骤四：取铜、银、锡、铟、锰和钛进行熔炼，以35-50mm/min的铸造速，连续铸造得到线径为95-90μm导线，随后进行直径减小加工，得到线径为60-50μm导电线；
步骤五：对得到的导电线进行热处理，使其拉伸强度相对于热处理前的拉伸强度降低至90％以上且低于100％的拉伸强度的工序，随后再次减小其直径，得到20-35μm高导铜合金丝，并将其绕设绞合形成主导线(2)；
步骤六：取环氧树脂、氢氧化铝、三氧化二锑和氧化锌进行高温混合，挤塑为内绝缘套(4)；
步骤七：取聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺，端胺基聚丁二烯丙烯腈橡胶高温混合挤塑成型为外绝缘套(5)；
步骤八：将得到的高导电铝丝对主导线(2)外部进行绕设，并穿设至内绝缘套(4)内，随后将内绝缘套(4)连同高导电铝丝和主导线(2)穿设至外绝缘套(5)内，得到双层导体可分离双层绝缘体电线。
2.根据权利要求1所述的一种双层导体可分离双层绝缘体电线，其特征在于：所述步骤三拉制过程中，对铝线的面积压缩比最后一道控制在1.3-1.5，其余各道控制1.2-1.3，拉丝成品表面温度小于50℃。
3.根据权利要求1所述的一种双层导体可分离双层绝缘体电线，其特征在于：所述聚酯酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺，端胺基聚丁二烯丙烯腈橡胶的材料重量份比为3:2:1:4。
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