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架空導線的幾種防腐措施

文檔作者：胡淵蔚華建飛2 黨朋1 文檔來源： 1 .上海電纜研究所有限公司 2 .杭州電纜股份有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年07月13日
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2017年第4 期
No. 4 2017
電線電纜
Electric Wire &amp;amp; Cable
2017年8 月
Aug.,2017
架空導線的幾種防腐措施
胡淵蔚\ 華建飛2， 黨朋1
( 1 .上海電纜研究所有限公司，上海200093; 2 .杭州電纜股份有限公司，浙江杭州310018)
摘要：架空導線在運行的過程中，容易受到腐蝕因素的影響，從而誘發導線的腐蝕斷裂。因此，對導線采取有
效的防腐措施，具有重大的經濟價值和社會效益。防腐油脂在ACSR等架空導線中已經得到了普遍的使用，
關于架空導線用防腐油脂特性的國家標準也正在制訂之中。采用鋁包鋼線、鋅-5% 鋁-混合稀土合金鍍層鋼
絲，以及碳纖維復合芯作為導線加強芯，能夠保護鋁導體免受電化學腐蝕，提高導線壽命。常溫固化的FEVE
氟樹脂涂料具有優異的耐候和耐腐蝕性能，其在架空導線防腐的應用，具備技術上的可行性，也開拓了氟碳樹
臘的市場空間。
關鍵詞：導線；防腐油脂；鋅-5% 鋁-混合稀土；氟碳樹脂；碳纖維芯
中圖分類號:TM244. 2 文獻標識碼:A 文章編號:1672^6901 (2017)044012-04
Anti-Corrosion Measurements of Overhead Conductors
HU Yuan-wei1, HUA Jian-fei2, DANG Peng1
(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
架空導線作為電力輸送的主要載體，承擔著輸
送電能的主要功能。輸電線路的安全可靠運行是電
網安全的基本保障。我國幅員遼闊，氣候條件和地
理環境復雜多樣，在鹽湖地區、沿海和海島地區，以
及工業污穢地區，輸電線路用導線容易受到腐蝕介
質的侵蝕[13]。因此，對架空導線進行防腐處理，提
高導線的使用壽命，從而避免輸電安全事故的發生，
具有重大意義。
1 研究現狀
鋼芯鋁絞線作為架空裸導線中的主要產品，其
收稿日期=2016-08-08
作者簡介:胡淵蔚（1989 - ) ，男，助理工程師.
作者地址:上海市軍工路1000號[200093 ].
安全可靠運行對電力輸送的保障至關重要。鋼芯鋁
絞線所用鋼芯，通常采用鍍鋅鋼絲。在鍍鋅鋼絲與
鋁線的接觸處，鋅易被腐蝕，繼而產生露鋼現象，使
鋁線受到腐蝕。目前，架空導線的防腐措施有以下
幾種方式：
( 1 ) 采用鋁包鋼線、鋅- 5 % 鋁-混合稀土合金層鋼絲，以及碳纖維復合芯作為導線加強芯；
( 2 ) 在鋼芯鋁絞線的絞制過程中涂覆防腐脂，可以分為輕、中、重三種防腐方式[1’4];
( 3 ) 采用氟碳樹脂等新型防腐涂層，提高導的耐腐蝕性能。
2 新型加強芯材料
2 . 1 鋁包鋼線加強芯
與鋼芯鋁絞線之間的雙金屬接觸不同，在鋁包
鋼芯鋁絞線中，各單線之間均為鋁接觸，減少了鋼芯
鋁絞線中主要存在的電化學腐蝕，減緩了線路的腐
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蝕速度。鋁包鋼線除了具有良好的耐腐蝕性能外，
還同時具備鋼線的抗拉性能，以及鋁的導電性能。
與鋼芯鋁絞線相比，鋁包鋼芯鋁絞線的導電率可提
高5 % ?8 % ，使用壽命提高一倍以上。此外，與鍍
鋅鋼絲相比，鋁包鋼芯線具有更低的單位質量，能夠
減小桿塔負荷。盡管鋁包鋼芯線在制作成本上高于
鍍鋅鋼絲，但綜合考慮使用壽命、電力損耗等方面，
鋁包鋼線加強芯具有一定的優勢[5]。
鋁包鋼線一般通過在高強度鋼絲上連續擠壓包
覆鋁，再經過鋼鋁同比例變形的拉拔變形制得。鋁
包鋼線的一般工藝流程如圖1 所示[6]。
圖1 鋁包鋼線的工藝流程圖[6]
目前，隨著我國制造水平的不斷提高，以及輸電
線路產品的不斷開發，高強度鋁包鋼線的應用研究
也在不斷進行中。高強度鋁包鋼線采用如
SWRH82B、SWRH87B 等含碳量較高的高碳鋼盤條
作為芯部，通過包覆工藝、熱處理工藝而制成新型鋁
包鋼產品[7]。
2. 2 鋒- 5 %錯-混合稀土合金渡層鋼絲加強芯
鋅- 5 % 鋁-混合稀土（ Galfan)合金作為鋼絲基體
的熱浸鍍材料，其耐腐蝕性能為純鋅的2 ?3 倍，同
時具有良好的韌性和抗扭折性能。Galfan合金鍍層
在歐、美、日、韓等國，已得到了廣泛的使用，開始逐
步取代純鋅鍍層。近年來，隨著GB/T 20492 —2006
《鋅- 5 % 鋁-混合稀土合金鍍層鋼絲、鋼絞線》標準的
制定，以及熱浸鍍Galfan合金工藝的不斷發展，使
得鋅- 5 % 鋁-混合稀土合金鍍層鋼絲得到了更好的
應用[8]。
熱浸鍍Galfan合金鍍層的生產工藝主要分為
森吉米爾法（Sendzimir)和溶劑法。
2. 2. 1 森吉米爾法制備Galfan合金後層
森吉米爾法采用還原性氣體去除金屬表面的氧
化物。其制備的工藝流程大致如下[9]:放線—微氧
化—^還原— 冷卻— 浸鍍Galfan合金— 抹試— 空
冷—卷取。在制備過程的還原環節，所采用的還原
氣氛為7 5 % 的H2, 2 5 % 的N2，還原性氣體需要經過
干燥處理，露點控制在-40 °C。采用森吉米爾法制
備合金鍍層的方法在浸鍍的過程中避免了助鍍劑的
使用，簡化了生產的工藝流程，減少了對環境的污
染，但在生產的過程中，爐內溫度較高，鋼絲基體強
度損失較大。因此，采用森吉米爾法生產的產品具
有較高的抗腐蝕性能，而強度性能較為一般。
2. 2. 2 溶劑法制備Galfan合金鍍層
溶劑法是采用化學溶劑對金屬表面進行處理的
方式，先清潔金屬表面，再對合金進行浸鍍處理。溶
劑法熱浸鍍工藝可分為單鍍法和雙鍍法兩種，目前
雙鍍法在熱浸鍍Galfan合金的工業制備上應用較
為廣泛。單鍍法和雙鍍法的工藝流程如下[1()]:
單鍍法:放線^脫脂（火法或電解）—水洗— 酸
洗（HC1，室溫）— 凈水洗— 助鍍劑處理— 熱浸鍍
Galfan合金^烘干—水冷^收線；
雙鍍法:放線^堿洗（火法或電解）—水洗— 酸
洗（HC1，室溫)— 凈水洗— 助鍍液— 熱浸鍍鋅— 助
鍍處理熱浸鍍Galfan合金^抹拭^冷卻^收線。
采用溶劑法熱浸鍍工藝制備Galfan合金時，需
對金屬基體進行預鍍處理，而我國大部分廠家傳統
使用的氯化鋅和氯化銨混合液助鍍劑，無法滿足熱
浸鍍Galfan合金的需要，制約了產品的生產。在目
前的生產中，采取在原先氯化鋅和氯化銨助鍍劑的
基礎上加人少量稀土類鹽以及醇類的方式，起到改
善鍍層質量的效果[11]。
2 . 3 碳纖維復合加強芯
國外從2 0 世紀9 0 年代開始著手于對新型復合
材料合成芯導線的研究。在2 0 0 3年，美國的CTC
公司（ Composite Technology Corporation ) ，推出了碳
纖維復合芯軟鋁絞線（ACCC/TW) [12_13]。2 0 0 5年8
月，上海電纜研究所開始對碳纖維復合芯鋁絞線進
行系統試驗。與鋼芯鋁絞線相比，其具有高強度、耐
腐蝕、低弧垂等特點，在增大輸電能力、提高電網安
全運行等方面具有重大的經濟和社會效益[14]。
碳纖維是由有機纖維如黏膠纖維、聚丙烯睛纖
維或瀝青基纖維在保護氣氛下熱處理碳化成為含碳
量9 0 % ?1 0 0 % 的纖維。在碳纖維復合芯軟鋁絞線
中（ACCC/TW) ，碳纖維、玻璃纖維以及高溫固化樹
脂是制備碳纖維復合芯的主要材料[15]。碳纖維復
合芯線外層使用的玻璃纖維和環氧樹脂，都具有良
好的抗腐蝕性能[15]。碳纖維復合材料芯與鋁股之
間不存在接觸電位差，可以保護鋁導體免受電化學
腐蝕。與傳統的鋼芯鋁絞線相比，避免了鋁線和鍍
鋅鋼線之間的電化學腐蝕，能夠有效地延長導線的
使用壽命。上海電纜研究所的鹽霧腐蝕試驗結果表
明，在經過周期為360h 的試驗后，并無任何腐蝕現
象的發生[14]。
? 13 ?
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3 架空裸導線用防腐油脂
通過在鋼芯和鋁合金的外表面涂覆防腐油脂來
提高導線的防腐性能，是目前普遍使用的一種防腐
手段。鋼芯鋁絞線在防腐形式上可以分為輕防腐、
中防腐、重防腐等三種。輕防腐導線將油脂涂覆于
鋼芯和鋁層間，中防腐在導線的各層間都涂有油脂。
輕防腐和中防腐導線，在絞制的過程中，X#導線各層
進行涂覆。重防腐導線在導線的最外層表面也進行
防腐油脂的涂覆，一般在施工現場進行[16]。
雖然防腐油脂在鋼芯鋁絞線的防腐中，已經得
到了普遍的使用，但是在國內尚缺少規范架空導線
用防腐油脂特性的標準。國外可參照的標準有:IEC
61394 ： 2007 Overhead lines-Requirements for greases
for aluminium, aluminium alloy and steel bare conductors
和 BS EN 50326—2002 Conductors for overhead
line-Characteristics of greases。
目前，國內關于架空導線用防腐油脂特性的各
項標準，也正在加緊制訂中。采用油脂防腐的導線，
特別是重防腐導線，在施工的過程中，需將接頭處防
腐油清理干凈。此外，由于之前架空導線用防腐油
脂國內標準的缺失，部分防腐油脂存在滴點等性能
上的不足，使得在高溫運行時，防腐油脂滴出減少，
對環境造成影響的同時，也減弱了防腐的性能。隨
著國內架空導線用防腐油脂標準的制訂，防腐油脂
的市場將得到進一步的規范。
4 新型防腐涂層
氟碳樹脂是以四氟乙烯（TFE) 、三氟氯乙烯
(CTFE) 、氟乙烯（VF)等含氟烯烴為基本單元得到
的分子結構中含有較多F—C 鍵的聚合物，以此為
基礎制備的涂料稱為氣碳樹脂涂料。氣碳樹脂
具有優異的耐候性、耐化學品性、耐腐蝕性、拒水、拒
油性，以及優良的耐鹽霧性和耐污性等特點。我國
氟碳涂料產業始于2 0 世紀8 0 年代中期，發展迅速，
主要的產品有兩大系列：一是高溫烘烤的鋁幕墻板
用熱塑性偏氟乙烯涂料;二是溶劑可溶型常溫固化
的FEVE氟樹脂涂料。常溫固化FEVE氟碳涂料具
有良好的物理機械性能和自潔性，同時具備優異的
防腐性能和耐候性，FEVE氟碳樹脂涂料目前在建
筑、土木工程、交通運輸以及電氣等領域，已有了廣
泛的應用[1849]。
在TB/T 1527—2011《鐵路鋼橋保護涂裝及涂
料供貨技術條件》中，已經將氟碳面漆列人了鋼橋
涂裝體系中，并對其技術條件做了一定規定，其在導
. 14 .
線防腐上的應用也正在得到關注。美國國際腐蝕工
程師協會（NACE) ，將FEVE氟碳樹脂涂裝體系評
為有2 5 年以上長期耐候性的最高性能涂裝體系。
目前在我國，已經有公司開始著手于氟碳樹脂在架
空導線上的應用。但在我國，架空導線的設計使用
年限一般為4 0 年，因此FEVE氟碳樹脂在我國架空
導線上的使用還需要得到進一步的驗證。
我國目前具有FEVE氟碳樹脂涂料生產能力的
企業達7 0 余家，產能達2 萬t,而年銷售量只有
2000 t 左右。若能開發FEVE氟碳樹脂涂料在導線
防腐上的應用，將為氟碳樹脂涂料開拓新的市場。
5 結束語
通過在鋼芯鋁絞線的絞制過程中涂覆油脂，以
提高防腐性能是目前較為普遍的防腐方法。在該方
法中，油脂的性能至關重要。隨著國內導線防腐用
油脂標準的制訂，將有效推動油脂防腐導線的發展。
使用鋁包鋼線、鋅- 5 % 鋁-混合稀土合金鍍層鋼絲，
以及碳纖維復合芯替代鍍鋅鋼絲作為導線加強芯，
能夠減少電化學腐蝕的產生，提高導線的使用壽命。
常溫固化FEVE氟碳涂料具有優異的防腐性能，其
在架空導線的防腐領域中，具有較高的研究和應用
價值。
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( 下轉第1 9 頁）
2017年第4 期
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使用掃描電鏡檢測如此薄的鍍層厚度是較為方
便和精確的。因為掃描電鏡附帶有|套分析軟件，
在獲得輪廓清晰的鍍層圖像后，利用分析軟件中線
段長度測量功能，在任意放大倍率下可準確測出鍍
層厚度值。
圖9 所為標稱直徑0. 45 mm的鍍銀銅包鋼
線不同放大倍率的掃描電鏡圖像。圖中尺寸線段的
數值，如銅包鋼線直徑、銅層和鍍銀層的厚度都是自
動分析和顯示的。由圖9 可見，該鍍銀層盡管很薄，
但仍能精確顯示出來，其平均厚度為5. 5 pm。
1----- 1 10聲
b) xi 800
圖9 在鍍銀銅包鋼線的掃描電鏡照片上
自動測試的有關尺寸
(上接第1 4 頁）
[ 1 2 ] | 龐士順，桂和懷，黃成A?.碳纖維復合芯導線的施工工藝
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[J ] . 電線電纜，2007(5) :3741.
6 結束語
本文介紹了幾個應用掃描電鏡研究和分析銅包
鋁線和銅包鋼線特性的實例，表明這種多功能的電
子顯微儀器在銅包鋁線、銅包鋼線等雙金屬層狀復
合材料微觀領域的研究和分析中具有不可替代的作
用。其必將為雙金屬層狀復合材料的創新和研究提
供更為科學的手段。
目前，我國從事雙金屬復合材料的生產企業，還
不具備購制掃描電鏡的條件。對于技術人員來說，
雖不強調精通掃描電鏡的原理與結構，但應了解其
特點及應用范圍，以便在必要時與當地大專院校和
科研機構合作，應用他們的掃描電鏡共同進行有關
項目的研究。
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