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9月11日，上海交通大學(xué)11日發(fā)布消息稱，該校材料學(xué)院孫寶德、高海燕教授研究團(tuán)隊(duì)，與江蘇中天科技合作，在973、國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市節(jié)能減排專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助下，歷經(jīng)二十余年，突破了制約高性能鋁合金導(dǎo)線材料的關(guān)鍵技術(shù)，研制了高導(dǎo)耐熱、高強(qiáng)抗疲勞、特高壓節(jié)能導(dǎo)線等新型特種導(dǎo)線材料及制備技術(shù)，建立了全流程工藝控制體系，形成自主核心技術(shù)，高導(dǎo)耐熱導(dǎo)線、高強(qiáng)抗疲勞導(dǎo)線、高導(dǎo)電工鋁導(dǎo)線三大類十九種新型導(dǎo)線通過(guò)了權(quán)威部門組織的新產(chǎn)品鑒定，滿足了國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)急需。

上海交大孫寶德教授

該項(xiàng)目將在9月17日至21日舉行的第二十一屆工博會(huì)上亮相。

中國(guó)能源與電力負(fù)荷逆向分布，國(guó)家實(shí)施“西電東送，北電南送”戰(zhàn)略。架空輸電線路用導(dǎo)線作為電力輸送的“血管”，是電網(wǎng)中用量最大、最關(guān)鍵的組成部分之一。隨著特高壓、遠(yuǎn)距離、大容量輸電和清潔能源利用的發(fā)展，對(duì)架空導(dǎo)線的導(dǎo)電率、強(qiáng)度、耐熱性能和疲勞性能提出了更高的要求。但提升材料導(dǎo)電率與同時(shí)提高其強(qiáng)度和耐熱性之間存在矛盾，導(dǎo)致中國(guó)電網(wǎng)建設(shè)急需的特種導(dǎo)線難以滿足工程需求。

數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)架空導(dǎo)線總長(zhǎng)1000余萬(wàn)公里，2018年中國(guó)全社會(huì)用電約6.8萬(wàn)億千瓦時(shí)，其中因?qū)Ь€電阻造成的損失巨大。導(dǎo)線的導(dǎo)電率即使僅提高千分之一(0.1%IACS)，全國(guó)每年可節(jié)電約7億千瓦時(shí)，減少電煤消耗約23萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放58萬(wàn)噸，節(jié)能減排效益顯著。

導(dǎo)線的耐熱溫度決定其輸送電流的能力，采用耐熱導(dǎo)線可提高輸電容量，有效緩解電力供需矛盾，降低城區(qū)線路改造的走廊成本；同時(shí)可更好滿足太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源峰值和谷值輸電的大溫差需求。但導(dǎo)線的耐熱性與導(dǎo)電率是一對(duì)矛盾。

孫寶德團(tuán)隊(duì)通過(guò)理論計(jì)算和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，研究了新型鋁鋯釔耐熱合金及其微結(jié)構(gòu)調(diào)控方法和工藝，研制出新型耐熱導(dǎo)線，總體技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)，這一技術(shù)在全國(guó)一百多條舊網(wǎng)改造中獲得應(yīng)用，川渝電網(wǎng)“大動(dòng)脈”洪板線改造全部采用項(xiàng)目成果，一條線達(dá)到了兩條線路的輸電能力。

上海交大孫寶德教授團(tuán)隊(duì)“高性能架空導(dǎo)線制備技術(shù)”助力中國(guó)特高壓電網(wǎng)建設(shè)。供圖

中國(guó)特高壓工程需要跨越高山峻嶺和大江大河架設(shè)電網(wǎng)，形成了中國(guó)特色的“大跨越”工程。項(xiàng)目組針對(duì)鋁鎂硅合金亞穩(wěn)強(qiáng)化相的精確調(diào)控超細(xì)夾雜物的去除開(kāi)展了大量研究，研制了不同強(qiáng)度級(jí)別的高強(qiáng)度鋁合金材料，建立了全流程精細(xì)控制技術(shù)，消除了材料內(nèi)部潛在的疲勞裂紋源。研制的高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線，在運(yùn)行張力增大的條件下，振動(dòng)疲勞壽命不低于3000萬(wàn)次，滿足線路設(shè)計(jì)預(yù)期壽命達(dá)到50年的安全標(biāo)準(zhǔn)，綜合技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，在國(guó)家電網(wǎng)特高壓大跨越工程中獲得大量應(yīng)用。

中國(guó)電工鋁導(dǎo)線占導(dǎo)線用量近70%，是特高壓電網(wǎng)的基礎(chǔ)導(dǎo)體材料。近年來(lái)，特高壓輸電技術(shù)對(duì)電工鋁導(dǎo)體的性能提出了更高的要求。針對(duì)中國(guó)鋁土資源鐵硅含量相對(duì)較高的特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)研究了高導(dǎo)電工鋁材料及其冶金質(zhì)量控制技術(shù)，解決了微量雜質(zhì)元素與氣體去除的難題，突破了鑄錠晶粒細(xì)化瓶頸，保證了導(dǎo)線組織與性能的穩(wěn)定性和一致性。研制的高導(dǎo)電工鋁導(dǎo)線在特高壓工程中得到應(yīng)用。

十多年來(lái)，上海交通大學(xué)孫寶德教授研究團(tuán)隊(duì)與江蘇中天科技集團(tuán)一直保持密切合作，面向國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)對(duì)高性能導(dǎo)線的迫切需求，成立了“上海交大-中天科技”聯(lián)合研究中心。研究中心根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)的線路設(shè)計(jì)需求，參與導(dǎo)線選型和截面設(shè)計(jì)，交大負(fù)責(zé)基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，中天科技負(fù)責(zé)中試及產(chǎn)業(yè)推廣，真正做到“設(shè)計(jì)、工藝、制造”一體化，有力促進(jìn)了中國(guó)高性能架空導(dǎo)線制造企業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)與自主創(chuàng)新能力的提高。

同時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研制的高導(dǎo)耐熱導(dǎo)線和高導(dǎo)抗疲勞導(dǎo)線已走出國(guó)門，出口到歐美及一帶一路沿線國(guó)家，承接了眾多海外架空線路建設(shè)工程，累計(jì)架線超2萬(wàn)公里，打破國(guó)際大公司的壟斷，成為中國(guó)制造和中國(guó)電力走出去的“國(guó)家名片”。(完)