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软铜绞线(ACSR)是国内外高压输电线路中广泛应用的架空导体材料,构成输电线路的主体,导线质量和性能的稳定对电力线路的建设质量,维护保养,输配电稳定性及线路寿命等各个方面起到软铜绞线至关重要的决定作用,在输电线路的质量特性和经济技术指标中占有举足轻重的地位。

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ACSR是无绝缘防护的裸露导体,在户外施工和日常运行中经常遭遇各种极端不利环境条件,在存放和使用过程中国,周围大气和水土环境的温度、水分、湿度、酸碱性和盐分等多个物化因素都可能构成腐蚀条件对其造成腐蚀,或生产表面发黑现象。通过软铜绞线ACSR中铝(AI)、钢(St)物化性质及金属腐蚀学机理的简要分析,浅析ACSR存放的环境要求,供电力运行和导线敷设施工部门参考,避免户外施工中因存放不当而引起导线腐蚀或表面不均匀黑斑的出现。保持导线的优良电气性能,提高输电线路建设的质量和经济技术效益。
用铝(AI)和钢(St)作为导体的性质:
铝(AI)是自然界储量第三丰富的金属元素,已其轻便、耐腐蚀、延展性好喝优良的导电、导热性能而被广泛应用于电线电缆制造。户外高压架空导线多用铝做导体,避免了铜材紧张的资源限制,降低了建设成本。用ACSR生产的铝为工业纯铝,为保证良好的导电性能,要求其纯度在99.7%以上,铝的化学性质是:铝属活泼的金属,子啊干燥空气中铝的表面立即形成一层致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;铝和水反应:水是极弱的电解质,但在水中能电解出氢氧根离子与铝反应,反应条件可加热也可在常温下进行,在常温下其现象很难观察;纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应,生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝的表面。这层氧化薄膜能防止铝被继续氧化,是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。但能与强酸和强碱性物质反应,是典型的两性氧化物;
软铜绞线(ACSR)用钢线为镀锌(Zn)钢线,是为了保证软铜绞线有足够的抗拉强度,且镀锌层具耐腐蚀性能,以满足于在高空长距离、大跨越架设要求。锌是活性金属,易溶于盐酸、稀硫酸和碱性溶液中,也易从溶液中置换某些金属,如金、银、铜、镉等。
锌在常温下不会被干燥空气、不含二氧化碳的空气或干燥的氧所氧化。但在与湿空气接触时,其表面会逐渐被氧化,生成一层灰白色致密的碱性碳酸锌盐薄膜包覆其表面,它可阻止锌的继续氧化,因此具有优良的抗腐蚀性能。碱性碳酸锌盐能溶于烯酸和氢氧化钠等强酸和强碱性物质。




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压力加工性能
α单相镀锡铜绞线(从H96至H65)具有良好的塑性,能承受冷热加工,但α单相镀锡铜绞线在锻造等热加工时易出现中温脆性,其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化,一般在200~700℃之间。因此,热加工时温度应高于700℃。单相α镀锡铜绞线中温脆性区产生的原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物,在中低温加热时发生有序转变,使合金变脆;另外,合金中存在量的铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在晶界上,热加工时产生晶间破裂。实践表明,加入量的铈可以有效地中温脆性。
两相镀锡铜绞线(从H63至H59),合金组织中除了具有塑性良好的α相外,还出现了由电子化合物CuZn为基的β固溶体。β相在高温下具有很高的塑性,而低温下的β′相(有序固溶体)性质硬脆。故(α+β)镀锡铜绞线应在热态下进行锻造。含锌量大于46%~50%的β镀锡铜绞线因性能硬脆,不能进行压力加工。
(3)力学性能 镀锡铜绞线中由于含锌量不同,机械性能也不一样,图7是镀锡铜绞线的机械性能随含锌量不同而变化的曲线。对于α镀锡铜绞线,随着含锌量的增多,σb和δ均不断增高。对于(α+β)镀锡铜绞线,当含锌量增加到约为45%之前,室温强度不断提高。若再进一步增加含锌量,则由于合金组织中出现了脆性更大的r相(以Cu5Zn8化合物为基的固溶体),强度急剧降低。(α+β)镀锡铜绞线的室温塑性则始终随含锌量的增加而降低。所以含锌量超过45%的铜锌合金无实用价值。
普通镀锡铜绞线的用途极为广泛,如水箱带、供排水管、奖章、波纹管、蛇形管、冷凝管、弹壳及各种形状复杂的冲制品、小五金件等。随着锌含量的增加从H63到H59,它们均能很好地承受热态加工,多用于机械及电器的各种零件、冲压件及乐器等处。




镀锡铜绞线,铜绞线与钢芯铜绞线相比 ,一个显着的特点是具有优异的耐大气腐蚀性 ,特别耐含有SO 2 、 H 2 S 、 NO、 CO 2 等工业大气的腐蚀性。如在沿海地区、火山地区、盐雾气氛地区、工业大气污染较严重地区等 ,镀锡铜绞线,铜绞线的应用显示出明显的优越性。

由电化学原理可知 ,各种金属由于其电极电位不同 ,在电解液中 ,将发生电化学腐蚀。独的钢线在电解液中的腐蚀速度快 ,当钢和铝结合在一起时 ,钢的腐蚀速度显着降低 ,但铝的腐蚀速度被增加 ,其原因在于铝的电解电位高于钢 ,成为阳极 , 而钢则成为极 ,结果铝由于失去电子而被腐蚀 ,钢由于得到电子而被保护。 同样的道理 ,在钢芯铜绞线中 ,钢芯表面的锌与铝接触形成电化学腐蚀 ,结果使镀锌层快速腐蚀 ,从而使钢芯暴在大气中而被腐蚀。

舍已为人 对于镀锡铜绞线,铜绞线 ,铝包钢线外层的铝与铜绞线绞合在一起 ,同种金属不存在电化学腐蚀问题 ,因而腐蚀程度被成倍地降低。据有关资料介绍人们将镀铝与镀锌钢线在大气中暴晒 ,比较其耐腐蚀性 ,结果表明 ,在海洋气氛中 ,镀锌钢绞和铝钢线的腐蚀率之比为 5. 1 ∶ 1,在工业污染气氛中腐蚀率之比为 8 ∶ 1


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