我国高压输电网对金属线材制品的需求

摘 要：介绍我国架空线缆对钢芯铝绞线、铝包钢丝、普通镀锌钢丝及其绞线、高强度和特高强度镀锌钢丝、锌-5％铝-稀土合金镀层钢丝及其绞线等线材制品产品的需求情况；分析行业相关产品标准规范的发展；对新产品开发与应用、质量管理观念的更新、技术体系的扩展及延伸等问题提出个人见解。

关键词：电力 线缆 铝包钢丝 镀锌钢丝 镀锌钢绞线
1 前言
    改革开放以来，我国的电力工业得到迅速发展，至2000年底总电力装机容量已达3．19亿kW，这样无论在电力装机容量上，还是在发电量上，中国电力都仅次于美国稳居世界第二位。
    发电获得很大发展，电网建设也突飞猛进。到2000年底，全国已建成35kV及以上线路达75万km。就线路总长度而言，居美国和俄罗斯之后为世界第三位。近几年来，输电线路建设规模不断扩大，建设速度明显加快。全国大陆地区已形成东北、华北、西北、华东、华中、南方和川渝7个跨省大型区域电网和福建、山东、新疆、海南、西藏5个独立省网，全国电网覆盖率已达到96％。
    尽管如此，我国电力供应水平实际上还是很低的，人均不到世界平均水平的一半。中国现在人均装机0.25kW，人均发电量1000kW，为发达国家的1/6-1/10。特别是“九?五”期间，尽管一举扭转了长期以来的电力短缺的局面，但又带来了新的问题，主要是电力体制落后于改革形势和市场经济的发展，过分强调电源发展，轻视电网建设，众多中小机组和各地区的分散办电，无法形成电力的规模化、集约化发展，也大大降低了一次能源的利用率。为此，根据国民经济总体发展规划，电力系统已制订“十?五”乃至2020年电力发展规划。

2、架空线揽的需求与发展
2. 1、铝绞线及钢芯铝绞线
    钢芯铝绞线（包括铝绞线）仍然是我国今后一个较长时期内，高压输电线路所采用的主要线种。由于稀土优化综合处理电工铝导体技术的完善与普及应用、镀锌钢丝制造行业工艺技术与装备水平的提高和线揽行业电工设备水平的进步，已经使我国以钢芯铝绞线为代表的主要架空导线达到国际同类产品的先进水平，在技术和质量上已经满足用户系统的要求。在电力事业快速发展，输电工程建设已作为重点建设内容，形成西电东送，全国联网大格局的新时期内，以钢芯铝绞线为代表的架空导线，肯定会有较大的需求增量，若以2000年需求总量为60万吨计，预计至“十五”末可达到90万吨左右，其中三峡输电及其配套工程导线年用量约10万吨。

2.2、铝合金线
    包括铝合金线，钢芯铝合金线等。国内生产厂家经过90年代中期以后的技术改造，并引进了国外先进的关键工艺设备，使产品达到了相关国际标准的要求，质量和水平已取得了用户的认同与好评，已在国内许多线路工程采用，包括二滩水电站工程等。随着电力事业的发展，高强度和耐热铝合金导体以矮优越的性能越来越受到电力系统的重视。在“十五”乃至以后更长的时期，高强度AL-Mg-Si电工导体应用将会有很大发展。预计“十五”内，国内铝合金用量逐渐会达到1万吨；如果使用比例达到5%，那年用量将有约3?4万吨。

 2.3、大跨越导线的需求与发展
    我国是多江河湖泊、多高山峡谷的国家。特别是西部电力资源的开发，将西北和西南的电能送往较为发达的中、东部地区，高压输电线路势必要经过各种跨越段区，特殊性能的大跨越导地线的需求是必然的。在电力规划或正在建设的输电工程中，有不少工程都有大跨越区段，如三峡工程中，向华东送电，需跨越汉江、长江；向广东送电需在湖北荆州跨越长江，在湖南跨越四江（澧江、沅江、资水、湘江），在广东跨越珠江等。贵州向广东送电以及以后的溪洛度、向家坝电站向华东送电，陕西向上海送电等重大工程将会有许多大跨越区段，这都需要我们线揽和线材行业具备这类特殊产品的专项技术、生产条件和综合配套能力，况且大跨越导地线的附加值还是较为丰厚的。

 2.4、OPGW的应用与发展
    OPGW以其先进的制造技术，高度的使用可靠性和长期的工程运行经验而倍受用户信任。在全世界范围内，是使用量最多的电力光揽，可以应用于110kV及以上线路更为经济适用，特别是220kV及以上线路，预计我国今后一段时期内OPGW年用量会在10000km以上，其中约40%以上应用于500kV线路。并且以铝管和不锈钢管结构并存发展为主要趋势。OPGW将大量需要铝包钢线和铝合金线作为其抗张和导体单元。

3、金属线材制品的需求与发展

 3.1、普通镀锌钢及其绞线
3.1.1 钢芯铝绞线用镀锌钢丝
      由于“十五”期间乃至2020年以前， 我国电力事业和电网建设将会有大的发展，从而使得以钢芯铝绞线为代表的架空导线的应用量不断攀升，预计“十五”末将达到90万吨。这使得镀锌钢丝的用量迅速增加。2000年，钢芯铝绞线用镀锌钢丝约为20万吨，2005年预计将达到30万吨。绝大部分用量将仍然是普通级镀锌钢丝，主要技术依据仍是GB3428标准。
3.1.2 架空输电线路用钢绞线   
      电力工程用钢绞线主要用于架空地线。2000年总用量约10万吨。2005年预计可达到12万吨。由于高压输电线路逐步增加了对OPGW和良导体地线的使用量，由此而相对减少了镀锌钢绞线的使用增量。

3.2、高强度和特高强度镀锌钢丝
3.2.1架空导线用高强度镀锌钢丝   
   已完成施工建设的三峡?常州的龙政±500kM输电线路工程开启了我国高压输电线路用导线大批量使用强度镀锌钢丝的先河，同时也为线材制品行业提供了一次提高行业技术水平和产品质量的绝好机会。该工程840km线路使用钢芯铝绞线近1.7万吨，计用高强度镀锌钢丝3400吨；正在建设的三峡?广东±500kM直流输电线路工程975km，架空导线总用量近1.9万吨，其中高强度镀锌钢丝用量3800吨。其代表性技术条件列于表1。

表1 高强度镀锌钢丝技术条件

3.2.2大跨越导线用特高强度镀锌钢丝
    特高强度镀锌钢丝主要用于大跨越工程用导线的加强钢芯。近15年来，我国许多大跨越工程用导线都是国外进口产品，其中主要原因之一是国内无法提供这种特高强度镀锌钢丝（抗拉强度≥1770Mpa）。经过近几年线揽和线材行业的共同努力，已经成功地解决了大跨越导线用线材生产的材料和工艺技术的难题，产品已经得了用户的认可。三峡?广东±500kV输电线路工程的长江、沅江、澧江的大跨越导线已确定采用AAPCSP/EST-450/200特强型钢芯铝合金导线三峡-华中500kV输电线路的跨越长江、沅江大跨越导线已确定采用AACSP/EST-640/290特强型钢芯铝合金导线。所采用的特高强度镀锌钢丝的代表性技术条件列于表2

表2 长江大跨越导线用特高强度镀锌钢丝技术条件

3. 3 锌-5%铝-稀土合金镀层钢丝及其绞线

      锌?5%铝?稀土合金镀层钢丝在其具有优良的耐腐蚀性能的同时，又保持与镀锌钢丝相同的力学性能，因而在沿海和工业污染及自然污染较重地区，替代普通镀锌钢丝和钢绞线，具有明显的技术、经济和社会效益，具有较为广阔的市场和发展前景。也吸引了诸多研究机构、制造厂家和电力用户的高度重视。制造行业也颁布了相应行业标准YB/T180和YB/T179。这些对提高该类产品的技术水平、产品质量、工程应用和市场规范化的完善，都起到了很大的推动作用，生产规模和使用量都在日渐扩大，特别是华东与福建联网的Ⅱ回线路工程用导线都采用了这种合金镀层钢丝作为钢芯，其总用量为1700吨，是首次在整条500kV输电线路用导线中全部采用这种钢丝的工程，并且其全部技术条件都参照ASTM A855标准，特别是镀层重量和铝含量（≥4.2%）严格要求必须达到。其代表性技术条件列于表3

表3 华东与福建联网工程导线用锌-5%-稀土合金镀层钢丝技术条件

3.4 铝包钢线

      铝包钢线特别适合用于大跨越导线、架空地线、OPGW、铝包钢芯铝绞线、通信避协线、铁道载流承力索等。经90年代行业厂家的技术引进，极大提高了技术装备水平和产品质量，已达到国际先进标准的水平，并取得用户的认同，成品率逐步提高，产品价格也逐渐被用户所接受。因而年应用量快速成上升。1999年的铝包钢线年用量为4000吨，2000年达到7000吨。电力系统许多工程都采用铝包钢芯铝绞线作导线，用铝包钢绞线作良导体地线。特别是OPGW使用量的快速增长，扩大了铝包钢线的应用。预计今年总用量会超过1万吨。以后年用量还会大幅度过升。目前国内主要有5个厂家生产，总能力为2万左右。影响铝包钢线生产能力的主要设备是双金属拉线机，有眼光、有实力的厂家已在策划增加拉线机，以扩大生产能力。

4 相关产品标准规范的发展

4.1.架空导线标准

    “圆心同心绞架空导线”标准-GB/T 1179-1999是等效采用IEC 61089标准，已修订并批准实施，替代GB1179-1983。该标准将电工铝、铝合金和铝包钢三大导体及相关绞线均包容其中，内容广泛，方便于生产制造和管理和工程设计的选用。

4.2.铝包钢丝标准

     等同IEC 1232-电工用铝包钢丝，新国际GB/T 17937-1999已颁布实施。

4.3.WPGW标准

      OPGW行业标准--光纤复合架空地线（JB/T 8999-1999）已经正式颁布实施；国家标准和电力行业标准，所内完成报比。

4.4.架空导线用镀锌钢丝标准

     为配合新标准GB/T1179-1999的贯彻实施，已修订了GB/T 3427-1997《钢芯铝绞线用镀锌钢丝》标准，等同于IEC 60888-1987并颁布实施。

4.5.架空导线用锌-5%铝-稀土合金镀层钢丝与绞线

      冶金行业标准--钢芯铝绞线用锌-5%铝-稀土合金镀层钢丝（YB/T 180）和锌-5%铝-稀土合金度层钢绞线（YB/T 179）已颁布实施。

5 相关问题的讨论与建议

5.1.新产品的开发与应用

5.1.1高强度镀锌钢丝
   高强度镀锌钢丝在钢芯铝绞线中的庆用具有很大原潜力和市场前景，在发达国家的同类产品中占有很大比例。过去我国由于受到钢材质量和线材制造工艺水平的限制，而无法形成批量生产能力和创造较低的生产成本，因而限制了工程的大批量应用。随着近些年技术水平的大幅度提高，我国线材行业已经有能力提高产品质量和降低生产成本。这是用于电力工程配套的最有发展潜力的线材产品之一。

5.1.2特高强度镀锌钢丝
   主要指抗拉强度达到1770Mpa的镀锌钢丝，用于大跨越导线生产。这对钢材质量和线材加工工艺技术要求较高，但产品附加值也较高，建议有条件的厂家注意发展这类产品。

5.1.3锌-5%铝-稀土合金镀层钢丝
   具有较好的应用和发展前景，但目前国内的一些厂家在控制铝含量和层重量方面还有一些技术上的困难。希望不要限于满足YB/T180的要求，架空导线新标准GB/T 1179允许和推荐采用耐腐蚀锌铝合金镀层钢丝，但要满足IEC 60888标准要求，即新修订的GC/T 3428标准要求，特别是镀层重量。

5.2.质量管理观念的更新

     怎样捍待产品质量标准是一个重要的观念题。以前习惯是用国际准、国家标准、企业标准，只要稚合这些标准的产品就可以出厂交货。而在市场经济的全新时代，只有满足了不同用户对产品质量的要求才是我们产品质量的标准。为满足工程质量和使用运行要求，高压输电工程用导地线有相当部分都提出高于或严于产品标准的技术和质量要求，希望各有关厂家一定要以工程要求为质量目标，切不可墨守旧规，死扣标准，切实做到“千方百计满足用户要求”。

5.3.技术体系的扩展与廷伸

      技术管理体系要适伸至包括产品失误 后和应用的技术服务。长期以来，不少企业的技术体系主要注重新品开发和现产品的内部技术管理，很少涉及工程技术，如工程施工和运行技术等。因此，建议有关厂家在为高压输电工程配套过程中，一定要组建和训练专业技术服务的班子，以应对各种可能出现的问题，切实为用户服务，确保工程质量。

6 结束语
    我国经济的持续高速发展，西部大开发的战略实施和国家电力发展的战略调整，进一步推动和促进了我国电力事业的大发展，特别是近20年以内点电网建设和输配电工程的发展，给我们金属线材制品行业提供了极好的发展机遇。希望线缆行业和金属线材制品行业推起手来，齐心努力，共同为我国电力事业的发展服务，共创美好明天。

作者简介：毛庆传，1957年1月出生，教授高级工程师，上海电缆研究所副工程师。