1 引言
这么多年来，随着国内架空输电网建设的日益增长，相对应的架空导线制造技术也取得了长足的进步，尤其是自1985年以来铝导体净化技术的应用，使我国在这方面逐渐接近甚至赶超世界发达国家。然而，在导线制造与应用方面，我国还几乎全部使用圆线同心绞架空导线，对型线同心绞产品的生产和应用经验缺乏，这与国外有明显的差距。此外，型线产品对于我国架空线路所面临的输电效率低、线路损耗大、环境复杂、防腐要求高等基本需求，有较为明显的性能优势，因此，推广型线产品的研制经验具有现实意义。
本文基于实际需求，结合自身的经验，重点介绍了一种高强度铝包钢芯硬铝型线绞线的生产工艺，并简要说明了其性能优势。
2 生产工艺
该产品的生产工艺过程包括高强度铝包钢绞线生产、硬铝型线设计与拉丝和型线绞合。我们以JLX2/LB20A-400/52为例进行说明。
2.1高强度铝包钢绞线生产
此产品设计的高强度铝包钢线为20.3%IACS导电率等级，抗拉强度需达1450MPa，1%伸长应力需达1300MPa，其中抗拉强度和1%伸长应力大大高于国家标准规定值，以提高产品运行安全性。
为此，首先要选择抗拉强度1300MPa的φ5.9mm的铅淬火钢丝作为原材料，基体材料强度对最终产品抗拉强度的具有决定作用，后将钢丝包覆为φ6.7mm坯料杆。
其次，针对拉制后单线抗拉强度高的特点，关键在于调整双金属拉丝工艺，以克服强度高易断线的难题，调整后拉丝配模如表1所示。
表1 铝包钢线拉丝模与压力模直径（mm）
拉制后的铝包钢线经过管绞机1+6绞合成铝包钢绞线芯。
2.2硬铝型线结构与模具设计
根据制备圆线和型线的经验，我们设计了“SZ”型铝导体结构。型线截面过小，拉制困难，截面过大，物理性能控制困难，因此我们确定将其单根截面控制在13~19mm2。此外，为保证S、Z型线绞合时相邻股线充分叠压，这种型线应有足够叠压宽度。由此根据计算结果、CAD截面图得出，以10+16结构比较合理。产品与各层型线结构图1：
图1 产品与型线结构图
在设计型线拉线模具时需考虑到设备精度、拉制过程中断面减缩率和绞合过程中的延伸，模具尺寸应在型线设计尺寸上高度和宽度适当放大。同时，Z型线在拉制时型腔中变形极度不均匀，其承受更大的负荷，而且其内部存在的棱角，容易使拉制时出现应力集中区域而损伤模具和线材，另外，该模具的内部结构复杂，使得内表面加工，如沉积、涂覆等难以进行，因此在如果设计不当，很容易造成模具变形或出现裂纹，为此，我们确定了合适的模具内部倒角。设计后出线模结构如图2所示，以此模具拉制出内层截面15.70~15.80mm2，外层截面16.40~16.60mm2的硬铝型线。
图2 型线模具出线模结构图
2.3导线绞合
较圆线绞合，型线绞合的最大难题是绞合时单线在高速旋转绞合过程中极易翻身，从而造成绞合失败，因此，需在单线进入并线模之前进行准确定位和预扭。为达到此目的，我们在绞笼前端安装一套定位装置(图3)，该装置具有分线及预成型功能。在绞合时，将铝线先通过定位装置保证单线分布均匀，再进行人工预扭，保证扭转方向与绞合方向相同。
图3 型线定位装置
型线经过定位和预扭以后，进入并线模时即可保持固定的位置与角度，形成表面平整的成品绞线。
3 性能特点
型线同心绞架空导线其导体外层采用紧凑型结构，因此，当导线直径相同，但架空导线有效截面可增加[1]。有效截面增加即意味着同样的架空线路走廊，输送效率得到了提高。该产品与相同直径常规导线参数对比如表2。
表2 相同直径导线参数表
由表可见，同样导线外径情况下，采用型线绞合，载流量提高约16%。
此外，本产品在结构上采用了“SZ”铝型线与铝包钢加强芯。型线同心绞的型线可以是S、Z、T的形状，以S、Z型线绞成的导线最为紧密，层间和单线缝隙形成迷宫状，由于水固有的表面张力，绞制紧密的导线很难让水分渗入，也就较少了电化学腐蚀产生的可能[2]。而铝包钢加强芯的出现本身就是为了解决导线腐蚀问题。二者有机结合，大幅提高了导线的耐腐蚀能力。
3 总结
综上所述，型线产品具有提高输送效率、耐腐蚀等优势，但生产工艺具有较高的难度，这也是限制该类产品大规模应用的重要原因。文本仅仅介绍了一种规格产品的关键研制过程，希望能为行业提高经验上的参考，更多规格产品的生产工艺还需自行摸索。
随着行业技术的不断进步，相信未来型线产品工艺能够成熟化，缩小国外的差距，进而推动该类产品在更大范围内应用。
参考文献：
[1]刘斌，党鹏，季世泽.型线同心绞架空导线技术发展与应用[J].电线电缆，2008(6).
[2]黄豪士，江建华等.超耐腐蚀型导线及其在平潭岛输电线路上的应用[J].电线电缆，2012(2).
