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新材料的应用——镀铜钢绞线

      在传统的风电机组接地网系统施工中，采用镀锌扁钢接地时常常遇到施工难度大、材料往山上运输和装卸往往比较困难、接地电阻容易超标并且处理困难的难题，直接影响施工效率和风机安全运行。国电山西宁武风电场采用镀铜钢绞线(直径14.4mm）接地取代镀锌扁钢接地，直接在风机基础基坑开挖后一次性成形，既减少开挖接地沟道和回填土的麻烦，又****了接地网施工的效率（镀铜钢绞线与风机基础底部钢筋的干涉相比与镀锌扁钢与基础底部钢筋的干涉要小得多，因此基础底部钢筋安装也比较规范，并且镀铜钢绞线敷设比镀锌扁钢敷设更省事方便。镀铜钢绞线采用放热焊接，焊接方法简单，容易掌握；无需外接电源或热源；供焊接用的材料、工具很轻、携带方便；焊接点的载流能力与导线的载流能力相等；焊接是一种*性的分子结合，不会松脱；焊接点像铜一样，耐腐蚀性能强。焊接速度快捷，节省人工；从焊口的外观上便能鉴定焊接的质量；放热焊接连接法可以完成各种导线间不同方式的连接，如直通型、丁字型、十字型等；还可以完成不同材质导线的连接，如普通钢铁、铜、镀锌钢、铜镀钢等之间的连接；甚至可以实现导体间不同形状的连接，如铜导线与铜镀钢接地棒的连接、铜导线与铜板的连接、铜导线与接地镀锌钢管的连接、导线与钢筋的连接以及导线与槽钢的连接。这种方法接头有着广泛的连接方式，而且耐腐蚀性好接触电阻低。  铜绞线和镀锌钢的导电性能在20?C的温度下，铜的电阻率是17.24×10-6（Ω·mm），钢的电阻率为138×10-6（Ω·mm）。假设以铜的导电率为基准值1， 则镀锌扁钢的导电率仅为8.6%，镀铜钢的导电率超过20%，而镀铜钢绞线的导电率为30%。     在雷电流等高频电流作用下，镀铜钢材质会产生集肤效应，导电性接近与纯铜，远远高于钢接地体。另外铜相对与真空的磁导率是1，钢为636倍，通过雷电流或故障电流时，铜导体的阻*远小于钢接地体，因此由阻*导致的地电位升高而产生的侧击概率会大大减少。 铜绞线和镀锌钢的耐腐蚀性比较，铜材耐腐蚀性能是钢材的十倍以上,是镀锌钢的三倍以上。镀铜钢的耐腐蚀性接近于纯铜，铜的表面会产生附着性较强的氧化物,对内部的材料有很好的保护作用，阻断了进一步腐蚀的形成. 镀铜钢在欧美*接地系统中普遍应用，对于这种接地材料的品质认证标准有UL467，该标准*1页第9章明确的规定了镀铜材料的厚度必须大于0.25mm，只有大于0.25mm的镀铜材料做地网才能保证地网40年免维护，在欧美*的电网系统中只有通过了UL467标准认证的镀铜材料，才能入网运行。同时IEEE std80-2000《交流变电站设计导则》第40页*1章规定常用的接地材料，纯铜材料和镀铜材料为常用材料，可以埋入地下保证40年以上的使用寿命，热镀锌钢材只能用于设计寿命不超过15年的临时接地，且要定期检测接地电阻及锈蚀情况。

      铜包钢线****早是在三十年代由美国开发和应用的。****初只是用在军事方面，以前的军事电话线为铜线，而采用了新开发的铜包钢线以后，由于铜有良好的导电性，钢 有良好的强度，使得这种材料不仅功率消耗小，而且还能满足支承能力。同时铜包钢线还保持了铜耐蚀性好的优点，所以在矿山，沿海等地带得到了更大的发展。

如今的铜包钢产品也就是铜包着钢丝，钢丝外围包裹铜层的复合线材主要分为电镀、包覆、热铸、浸以及电铸等方法。铜包钢线是一种兼有铜的优异的耐蚀性能、导电性能和钢的良好强度的特殊复合线材。这种双金属线的使用价值体现在其它方面还有良好的焊接功能和磁性能。

   根据铜包钢线所用钢芯牌号和变形状态不同可分为软态铜包钢线和硬态铜包钢线。软态铜包钢线一般采用低碳钢作芯体．由于低碳钢芯体具有良好的变形性能，它与 铜复合主要用于徽电子领域．硬态铜包钢线主要用于要求有支承功能的应用领域，例如用作铁路电气化的架空电缆或通讯技术用的电缆线。

绞合方向

    绞线方向分为右向和左向，具体判别方法是：摊开手掌（掌心正对自己），让四指平行于绞线的轴向，若伸开的右手大拇指方向与单线的斜出方向一致，绞向就是右向，也就是Z 向；若伸开的左手大拇指方向与单线的斜出方向一致，绞向就是左向，也就是S 向。

绞合规律

     同心式正规绞合除各层绞向相反外，在中心层单线根数固定的情况下，每层单线的根数也是固定的。除中心层为 1 根单线是例外情况，其余中心层为 2～5 根单线的同心式正规绞合，其外层单线数均比中心层单线数多6 根。根据计算，同心式绞合每层单线根数永远比其相邻的内层多6.28根，取其整数，即永远是多 6 根，不论层数有多少，也不论中心层根数是 2～5 根中任何一种情况，均符合这个绞合规律，唯，一例外情况是当中心层为1 根时，其*层绞线的单线数是6 根，比中心层 1 根单线只多出5 根。