導(dǎo)線的強度和導(dǎo)電性仿佛一對冤家,此消彼長、相互制約。近日,中國電力科學(xué)研究院有限公司科研人員突破了鋁線強度與導(dǎo)電性相互掣肘的天然壁壘,開發(fā)出一種全新的鋁線制備工藝——超低溫往復(fù)剪切變形,并首次在半硬鋁單線中制備出納米析出相,在鋁線導(dǎo)電性略有降低的基礎(chǔ)上,將半硬鋁線的抗拉強度提高70%以上,實現(xiàn)了鋁線強度與導(dǎo)電性的兼容調(diào)和。
導(dǎo)線強度的提升有助于提高輸電線路的技術(shù)經(jīng)濟性,節(jié)約鐵塔鋼材用量;導(dǎo)電性的提升則有助于進一步降低輸電線路電能損耗,增加輸電效能。但由于金屬材料存在天然壁壘,架空導(dǎo)線導(dǎo)體強度的提升通常伴隨著導(dǎo)電性的急劇降低。納米科技被認為能夠突破常規(guī)金屬材料的性能極限,一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點。
中國電力科學(xué)研究院研制出的納米析出相半硬鋁單線,在導(dǎo)電率不低于61.5% IACS(國際退火銅標準)的前提下,突破了國際公認的半硬鋁單線拉伸強度110兆帕關(guān)口,達到了190兆帕,強度提升70%以上,實現(xiàn)了導(dǎo)電性與強度的協(xié)同提升。
研究人員表示,以檔距500米的500千伏角鋼直線塔為參考,在輸電線路其他設(shè)計參數(shù)不變的前提下,采用該技術(shù)提升鋁線強度至190兆帕?xí)r,輸電線路弧垂可減少14%,鐵塔高度降低2.4米,每基鐵塔可節(jié)約鋼材12噸。以此推算,該新型鋁單線全面應(yīng)用后每年可節(jié)約鐵塔鋼材1200萬噸以上,煉鋼耗能減排二氧化碳2000萬噸以上。