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中天科技尤伟任谈铝合金导体在架空输电的应用2

 吴工图书馆 2016-03-28

  因为中天有出口业务,在澳大利亚和新西兰市场,我们也会运用这个产品,所以我们也在研究这个产品,它的性能相对比较优良。总的来说,整个架空线缆材料领域主要是铝锆系列和铝镁硅系列。铝锆系列耐热150度,高强耐热150度,超耐热210度,当然还有230度的特耐热。铝镁硅系列,因为它的温度等级基本上都按照我们的90度常用热数,它通过导电率、配方的改变,导电率的强度可以进行适当的调整,它还是有很大的优势的。另外,铝铁铜系列因为它的延伸率相对比较低,所以一般情况下在低电上使用有它的合理性。目前,我们正在做一些架空线的材料研究。
  
  那么下面我讲一下对电网的理解,整个电网界对架空线路新的要求是什么?首先是电网的智能化、特高压的传输和新能源的运用,我们想围绕这三个方面来讲。目前,中国政府提出两型三新,也就是环境友好、资源节约型,和新材料、新技术、新工艺的应用。另外还有就是3C绿色电网这个概念。为此,我们正在做一些材料方面的研究。按照我的理解,两型三新第一就是线路安全,如果没有安全的前提,产品就没有生命力;第二个是节能,当产品具备节能效果的时候,它的未来发展就会有很大的空间;第三个就是节材,刚才日本同行也在讲他们使用的节能导体产生什么样的性能。在中国,我们也是这个思路,也就是说通过材料上的研究使产品的性能有大的提升,说白了就是花最小的成本代价获得最好的效益。针对这个,全世界的做法有两类,一个是新建,一个是改造。新建线路具备了使用新型材料条件,产品的成本和寿命可以做到可控。另外一个就是改造线路,对高损耗的破旧电路电网进改造,增容,它是一个比较大的课题。
  
  线路做到节能选用什么导线最好?线路增容需要选用什么导线?重冰区选用什么导线?大跨越选用什么导线?这些问题正是我们最近研究的课题。中国有很大的冰区,尤其是重冰区,我们怎么办?我们大跨越,像我们长江、黄河大跨越,我们用什么导线来替代钢芯铝绞线之类的产品?那么我在这里就举几个案例来说明一下国际上目前的情况,据我们中天2012年的统计,我们把98个国家的信息做了一个汇总,大概我们收集到的信息是有143万吨的架空线需要使用,在这个其中有38.5%用的是是铝合金芯铝绞线,22.3%用的是是铝合金绞线,还有34.2%用的是钢芯铝绞线,使用铝合金芯铝绞线和钢芯铝绞线的总和比例已经超过60%,也就是说合金化已经成为国际主流。在俄罗斯、泰国等某些国家,他们用的还是传统的钢芯铝绞线,但他们对铝合金化很感兴趣,未来可能会大面积的采用铝合金导线做替代。
  
  在中国是什么概念呢?2012年,据我们统计国家电网、南方电网的需求量,在架空线招标量大概在70万吨左右,其中合金化在南方电网大概占得比较大,占到了18.8%。但是国家电网因为总量比较大,大概有60万吨左右,所以它的合金比例只占到了3.9%。通过这两个数字,可以看到我们国家总的合金化比例要比国外差很多,同时说明未来的市场潜力非常大。中国合金化的典型应用主要在哪里?主要用于大跨越、重冰区,尤其以大跨越为主。从现在的趋势来看,中国合金化的速度很快,但存在一些问题,因为这跟我们的线缆制造业有关系。上世纪70-80年代我们具备220KV以上的制造厂家,只有14家国有企业,现在主流厂家已经达到了100多家,大部分为私营企业或民营企业,市场不需要这么多厂家,产能已经出现过剩现象。所谓的过剩,我给大家举个例子,在国内铝合金杆连铸连轧机大概有350条,一条线初略估计是2万吨,也就是一年的铝杆和铝合金杆的生产能力在700万吨。我们的用量是什么水平呢?全国最高的用量不会超过200万吨架空线,产能远远的过剩。当然企业生产水平不同,领导厂家的产能我们需要鼓励,但低水平的产能应该及时停止。
  
  由于我们国家电网的的发展,节能降耗的需求将会促进合金化的发展,但目前的制造水平成了快速发展的瓶颈。质量是关键,大家需要想好怎么去更好的推动它。所以说,产能和质量是国家大力应用合金化中最大的顾虑。当我们的合金导线被广泛的接受以后,合金导线的市场份额在增大。更多的企业投入合金项目,这两年之内会超过30家,大家都在不停的投入。如果这样大量的投入投下去之后,质量做不好,不仅会对应用市场的安全产生隐患,对整个线缆行业的健康发展也是重大隐患,泡沫太大。那么我们应该怎么从生产上及时预警这样的隐患,主要是杆材,我的理解就是通过应用铝熔体纯净化、微细化技术,制造高质量铝合金杆。另外,如何把控产品的整体质量?目前来说,主要是对试样的监测。仅仅通过被动的检测手段很难控制整个市场,我个人的观点就是通过刚提到的工艺控制来解决隐患问题,这是关键。比如材料的杂质问题,比如含氢量问题,比如夹杂物问题,等等。这些关键工艺问题不掌握好,将大大的影响线路安全、施工及寿命。
  
  接下来,我把铝镁硅给大家做一个简单的介绍。铝镁硅有两大系列,一个是铝合金芯铝绞线,一个是中强度铝合金绞线。大家可以看,我们不通过其它的手段,仅仅通过它的结构的改变,包括材料的改变,就可以看到当我们的钢芯铝绞线结构外径完全相同的情况下,铝合金芯高导铝绞线是97.8%,中强度铝合金绞线是97.4,这就能够实实在在的产生降耗。铝合金芯铝绞线具有优异的传输性能;与钢芯铝绞线相比,铝合金芯(成型)铝绞线直流电阻率更低,传输损耗较小,导线重量轻、拉重比基本相当,对杆塔的荷载设计非常有利。另外,中强度铝合金绞线由于具备更优异的拉重比,在扩大杆塔档距、优化线路设计上具有更广泛的选择机会;采用增加导线导电截面的方法实现导线节能,是导线应用的一大创新。总的来说,铝合金芯铝绞线和中强度铝合金绞线的特点就是重量轻、电阻低、没有磁损耗、寿命长,这就是我们国家电网在推行节能应用导线的重要品种。实际上,还有一个产品就是铝锆合金,那么我简单举一个例子。间隙型导线,日本在上个世纪70年代就已经大规模采用。当我们的线路如果产生容量不够,需要增容,但是又不能动杆塔的时候,我们会采用间隙型导线,用于增容改造线路,导线大容量传输时弧垂与ACSR相比不增加,实现不换塔2倍电流传输;超耐热铝合金的耐高温特性,导线具备传输二倍以上容量可能性,强度有保障;
  
  最后,再和大家讲一下合金化的发展趋势,中国电网已建成的特高压是围绕智能电网,规划的特高压大概有20条左右,12条在建,这12条预期导线用量在直流线路方面55万吨,交流线路用76万吨。另外还有新能源,到2020年,我们国家的非化石能源的比重占到能源消费的15%。通过建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网,促进大水电、大煤电、大核电、大型可再生能源发电基地集约化发展。
  
  在宏观走势下,我们看一看国家电网在做什么。2012年,它们推了30个试点节能导线,2013年推了450项试点,估算一下,全国450个试点试完以后呢,合金化的导线大概能占到24万吨左右,那么也就是基本定下来,2014年将把这种节能型导线全面的替代钢芯铝绞线,这是国家电网的近期行动。目前铝合金一般以钢芯耐热铝合金绞线、全铝合金绞线、铝合金芯铝绞线的形式广泛应用于中国电力传输线路。据国内市场近年来的招标信息显示,合金化导线招标数量呈快速上升趋势,保守估计2015年将达70万吨以上。这是一个比较现实的数据,应该能达到。从经济效益、能源效益来说,我们的电网线路需要经济合理化的合金产品。国内企业正在研究的领域主要是高强度、高耐热性的产品,我们能达到的标准基本上是IEC60104:1987这个标准,结合BSEN50183:2000标准,从这个标准表格中看到中国加工合金化的趋势。像AL5、AL4这些产品,在中国还没有生产。国际市场正在做这些产品,我想未来我国的合金化会有更好的发展方向。通过我们当代人或者下代人的努力,中国合金电网的智能化是可以实现的。谢谢大家!请问在座有问题吗?

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