架空导线的几种防腐措施

2017年第4期No. 4 2017

电线电缆

Electric Wire & Cable

2017年8月Aug.,2017

架空导线的几种防腐措施

胡渊蔚\ 华建飞2，党朋1

(1.上海电缆研究所有限公司，上海200093; 2.杭州电缆股份有限公司，浙江杭州310018)

摘要：架空导线在运行的过程中，容易受到腐蚀因素的影响，从而诱发导线的腐蚀断裂。因此，对导线采取有 效的防腐措施，具有重大的经济价值和社会效益。防腐油脂在

ACSR 等架空导线中已经得到了普遍的使用，

关于架空导线用防腐油脂特性的国家标准也正在制订之中。采用铝包钢线、锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢 丝，以及碳纤维复合芯作为导线加强芯，能够保护铝导体免受电化学腐蚀，提高导线寿命。常温固化的FEVE

氟树脂涂料具有优异的耐候和耐腐蚀性能，其在架空导线防腐的应用，具备技术上的可行性，也开拓了氟碳树

腊的市场空间。

关键词：导线；防腐油脂；锌-5%铝-混合稀土；氟碳树脂；碳纤维芯

中图分类号

:TM244. 2

文献标识码:A

文章编号

:1672^6901 (2017)044012-04

Anti-Corrosion Measurements of Overhead Conductors

HU Yuan -wei 1, HUA Jian -fei 2, DANG Peng 1

(1. Shanghai Electric Cable Research Institute Co., Ltd., Shanghai 200093, China ；

2. Hangzhou Cable Co., Ltd., Hangzhou 310018, China)

A bstract ： The overhead conductors are easily corroded, which leads the fracture of conductors in operation. It has social and economic effects to adopt effective anti-corrosion measures for overhead conductors. The anti-corrosive grease for overhead is widely used in the production, and the national standard for the characters of grease is drawing up. Adopt the aluminium-clad steel wire, the zinc-5% aluminum-mixed mischmetal alloy-coated steel wires, and composite carbon fiber core as reinforced core, winch protects the aluminium wires from the electrochemical corro­sion, and leads to improve the life of conductor. The room temperature cured FEVE coatings have excellent weather resistance and corrosion resistance. The room temperature cured FEVE coatings have the possibility in the application of conductor anticorrosion, and the market space of FEVE is also expanded.K eyw ords ： conductors ； anti-corrosive grease ； zinc-5 % aluminum-mixed mischmetal alloy ； FEVE ； carbon fiber re­inforced 〇引言

架空导线作为电力输送的主要载体，承担着输 送电能的主要功能。输电线路的安全可靠运行是电 网安全的基本保障。我国幅员辽阔，气候条件和地 理环境复杂多样，在盐湖地区、沿海和海岛地区，以 及工业污秽地区，输电线路用导线容易受到腐蚀介 质的侵蚀[13]。因此，对架空导线进行防腐处理，提 高导线的使用寿命，从而避免输电安全事故的发生， 具有重大意义。

1研究现状

钢芯铝绞线作为架空裸导线中的主要产品，其

收稿日期

=2016-08-08作者简介:胡渊蔚（1989 -)，男，助理工程师. 作者地址:上海市军工路1000号[200093 ].

安全可靠运行对电力输送的保障至关重要。钢芯铝 绞线所用钢芯，通常采用镀锌钢丝。在镀锌钢丝与 铝线的接触处，锌易被腐蚀，继而产生露钢现象，使 铝线受到腐蚀。目前，架空导线的防腐措施有以下 几种方式：

(1) 采用铝包钢线、锌-5%铝-混合稀土合金

层钢丝，以及碳纤维复合芯作为导线加强芯；(2) 在钢芯铝绞线的绞制过程中涂覆防腐

脂，可以分为轻、中、重三种防腐方式[1’4];(3)

采用氟碳树脂等新型防腐涂层，提高导

的耐腐蚀性能。

2新型加强芯材料

2.1铝包钢线加强芯

与钢芯铝绞线之间的双金属接触不同，在铝包

钢芯铝绞线中，各单线之间均为铝接触，减少了钢芯 铝绞线中主要存在的电化学腐蚀，减缓了线路的腐

蚀速度。铝包钢线除了具有良好的耐腐蚀性能外，还同时具备钢线的抗拉性能，以及铝的导电性能。

与钢芯铝绞线相比，铝包钢芯铝绞线的导电率可提 高5%〜8%，使用寿命提高一倍以上。此外，与镀 锌钢丝相比，铝包钢芯线具有更低的单位质量，能够 减小杆塔负荷。尽管铝包钢芯线在制作成本上高于 镀锌钢丝，但综合考虑使用寿命、电力损耗等方面，铝包钢线加强芯具有一定的优势[5]。

铝包钢线一般通过在高强度钢丝上连续挤压包 覆铝，再经过钢铝同比例变形的拉拔变形制得。铝 包钢线的一般工艺流程如图1所示[6]。

图1铝包钢线的工艺流程图[6]

目前，随着我国制造水平的不断提高，以及输电 线路产品的不断开发，高强度铝包钢线的应用研究 也在不断进行中。高强度铝包钢线采用如SWRH82B、SWRH87B等含碳量较高的高碳钢盘条

作为芯部，通过包覆工艺、热处理工艺而制成新型铝 包钢产品[7]。

2.2锋-5%错-混合稀土合金渡层钢丝加强芯

锌-5%铝-混合稀土（Galfan)合金作为钢丝基体 的热浸镀材料，其耐腐蚀性能为纯锌的2〜3倍，同时具有良好的韧性和抗扭折性能。Galfan合金镀层 在欧、美、日、韩等国，已得到了广泛的使用，开始逐 步取代纯锌镀层。近年来，随着GB/T20492 —2006 《锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢丝、钢绞线》标准的 制定，以及热浸镀Galfan合金工艺的不断发展，使 得锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢丝得到了更好的 应用[8]。

热浸镀Galfan合金镀层的生产工艺主要分为 森吉米尔法（Sendzimir)和溶剂法。

2.2. 1森吉米尔法制备Galfan合金後层

森吉米尔法采用还原性气体去除金属表面的氧 化物。其制备的工艺流程大致如下[9]:放线—微氧 化—^还原—冷却—浸镀Galfan合金—抹试—空 冷—卷取。在制备过程的还原环节，所采用的还原 气氛为75%的H2,25%的N2，还原性气体需要经过 干燥处理，露点控制在-40 °C。采用森吉米尔法制 备合金镀层的方法在浸镀的过程中避免了助镀剂的使用，简化了生产的工艺流程，减少了对环境的污 染，但在生产的过程中，炉内温度较高，钢丝基体强 度损失较大。因此，采用森吉米尔法生产的产品具 有较高的抗腐蚀性能，而强度性能较为一般。

2.2.2 溶剂法制备Galfan合金镀层

溶剂法是采用化学溶剂对金属表面进行处理的 方式，先清洁金属表面，再对合金进行浸镀处理。溶 剂法热浸镀工艺可分为单镀法和双镀法两种，目前 双镀法在热浸镀Galfan合金的工业制备上应用较 为广泛。单镀法和双镀法的工艺流程如下[1()]:单镀法:放线^脱脂（火法或电解）—水洗—酸 洗（HC1，室温）—净水洗—助镀剂处理—热浸镀

Galfan合金^烘干—水冷^收线；

双镀法:放线^碱洗（火法或电解）—水洗—酸 洗（HC1，室温)—净水洗—助镀液—热浸镀锌—助 镀处理热浸镀Galfan合金^抹拭^冷却^收线。

采用溶剂法热浸镀工艺制备Galfan合金时，需 对金属基体进行预镀处理，而我国大部分厂家传统 使用的氯化锌和氯化铵混合液助镀剂，无法满足热 浸镀Galfan合金的需要，制约了产品的生产。在目 前的生产中，采取在原先氯化锌和氯化铵助镀剂的 基础上加人少量稀土类盐以及醇类的方式，起到改 善镀层质量的效果[11]。

2.3碳纤维复合加强芯

国外从20世纪90年代开始着手于对新型复合 材料合成芯导线的研究。在2003年，美国的CTC 公司（Composite Technology Corporation )，推出了碳 纤维复合芯软铝绞线（ACCC/TW)[12_13]。2005年8 月，上海电缆研究所开始对碳纤维复合芯铝绞线进 行系统试验。与钢芯铝绞线相比，其具有高强度、耐 腐蚀、低弧垂等特点，在增大输电能力、提高电网安 全运行等方面具有重大的经济和社会效益[14]。

碳纤维是由有机纤维如黏胶纤维、聚丙烯睛纤 维或沥青基纤维在保护气氛下热处理碳化成为含碳 量90%〜100%的纤维。在碳纤维复合芯软铝绞线 中（ACCC/TW)，碳纤维、玻璃纤维以及高温固化树 脂是制备碳纤维复合芯的主要材料[15]。碳纤维复 合芯线外层使用的玻璃纤维和环氧树脂，都具有良 好的抗腐蚀性能[15]。碳纤维复合材料芯与铝股之 间不存在接触电位差，可以保护铝导体免受电化学 腐蚀。与传统的钢芯铝绞线相比，避免了铝线和镀 锌钢线之间的电化学腐蚀，能够有效地延长导线的 使用寿命。上海电缆研究所的盐雾腐蚀试验结果表 明，在经过周期为360h的试验后，并无任何腐蚀现 象的发生[14]。

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