有金属在电力行业的应用 作为一种能够集中大量生产，又可经济方便地远距离输送，电力成为现代社会应用最广的能源，广泛地应用于国民经济各部门和日常生活中，电力工业是世界各国一个重要的基础产业。s100无人机
纯铝具有低廉的价格，较高的导电性和导热性，良好的可塑性和铸造性能，虽然其化学性质活泼，但暴露于空气中能生成一层致密氧化膜，以保护内部金属不再继续受腐蚀，因此在电力行业中广泛应用于电气设备作为导电体和结构。纯铜既有优良导电性能，又有良好的可塑性、延展性。热导率和耐腐性，广泛应用于电力系统中，作为电气设备、材料的导体、屏蔽、接地等方面。其它如锌、锡，铅、银、铂、锑、钨、镍、镁、锆及金等有金属，由于它们各自的特性在电力行业也有少量的应用。 电力行业中有金属的应用 有金属在电力行业中主要应用于电气设备和电气材料的导电体、导热体、各种触头、熔体、热偶和设备壳体，也少量使用在其它设备与结构上。 在电力系统最常用的为汽轮发电机，汽轮发电机为同步发电机，一般为卧式，由定子、转子以及端盖、轴承、刷架和地板等部件组成，有金属主要使用在下面各部位：定子绕组及铜屏蔽由纯铜制作，对于大容量的发电机而言其质量能达几十吨、上百吨；兼冷却用的空心导线由无氧铜制作，弹性压件与轴瓦一般由铜合金制作：转子槽楔一般用硬铝制作，靠近转子端头的槽楔一般用铝铁镍青铜或铝青铜、铍青铜制作，风叶多数为铝合金制作，转子绕组由纯铜或铜银线制作，转子导电杆导电螺钉由锆铜制作，阻尼绕组由黄铜、纯铜及铝青铜制作，阻尼环由纯铜或黄铜制作。密封油系统、冷却系统管道及阀芯一般由铜或铜合金制作。电动机有交流电动机、直流电动机和交直流两用电动机，交流电动机可分为同步电动机和异步电动机，在电力行业中最常用异步电动机，一般由定子、转子、轴承装置、端盖、接线盒及风扇和风罩构成，定子绕组导电部分由纯铜制作，笼型电机转子有铸铝转子和焊接铜转子两种；绕线电机转子一般为铜绕线，其集电环一般采用铜合金或低碳钢，电刷用石墨或铜石墨制作。
变压器的高低绕组、引出线、开关的引线、铜屏蔽由纯铜制作，调压开关的转换开关的触头由银合金制作，切换开关触头由铜钨合金或其它合金制作，温度测量装置的测温电阻由铂金制作，高压套管的电容屏蔽由铝箔制作，接线端子为银镀铜。
目前断路器的导电部分根据额定电流的大小使用铝或铜，柱式断路器灭弧室的两端外壳使用铸铝，罐式ＳＦ６断路器、ＧＩＳ及Ｈ－ＧＩＳ设备外壳、内部屏蔽部分厂家采用铝制，高压ＳＦ６断路器的触头以及ＧＩＳ、Ｈ－ＧＩＳ设备内的ＧＣＢ、ＥＳ、ＤＳ触头目前基本采用铜钨合金，真空断路器的触头一般由银碳化钨制作，液压、气动断路器操作机构管路使用铜管。隔离开关导电部分及其支撑用铜、铝或铝合金制造，触头由铜或铜合金镀银，引弧棒采用钨合金。
互感器作为电力系统中测量和保护用的重要设备，分为电压互感器和电流互感器两大类，其中电流互感器的高压线圈及接线板为铜或铝，二次线圈均为铜，电容屏蔽膜为铝。电磁式电压互感器的一二次线圈均为铜制；电容式电压互感器电容导电膜为铝，其电磁单元绕
组及抽头为铜制作。双人雨披
避雷器是一种限制电力系统过电压的一种设备，目前最常用的是氧化锌避雷器,其内部的内部导电部分为铝。 电力系统中常用干式空心电抗器和铁芯式高压电抗器，干式电抗器、阻波器的线圈、支撑架、接线底座均为铝，某些非磁性支柱绝缘子上法兰用黄铜制作；铁芯式电抗器绕组用铜制作。4g视频监控
电力电容器由极板和绝缘构成，其极板一般由铝箔制作，出线端子采用纯铜。 母线分为软母线和硬母线两种，软母线一般为钢芯铝绞线，硬母线中的大容量封闭母线及其外壳一般用铝管制作。变压器高压侧到出线各个设备的连线一般采用钢芯铝绞线，两端的设备线夹由纯铝或铝合金制作；变电站内硬母线使用铜材或铝材，前也开始采用封闭母线，软母线均采用钢芯铝绞线，管母线的材质一般为铝镁合金。
电力金具的设备线夹采用铝线夹、铜铝过渡线夹或铜线夹，其它金具如间隔棒、均压环。屏蔽环、下型线夹及管母线线夹用铝及其合金制作。
在电力系统使用电力电缆、控制电缆多采用铜芯和铜带屏蔽，在农电中使用的电力电缆多采用铝芯，此外６６ｋＶ以上高压电力电缆外护套使用铝合金、铅、铜合金护套，随着技术的发展铅护套逐渐不再用。
电力系统中的二次设备的主要设施有端子排、低压电器，微机系统，接线端子均用铜镀锡端子，内部连接导线线芯为铜镀锡，其内部电气电子元件不同程度的采用了各种合金。如低压断路器其导电部分为铜锡，控制线圈为铜绕组，热偶为各种合金。
交直流输配电线路中的铁塔需要热镀锌防腐。导线一般为钢芯铝绞线，均压环、屏蔽环及跨接金具为纯铝，间隔棒为铝合金，部分耐张线夹为铝，地线为钢芯铝绞线、铝包钢或钢绞线。
其它方面的应用，高地下水位地区的接地网和设备接地网基本采用铜接地网。变电站的所有钢构架均需热镀锌防腐，室外铜接触面需挂锡。为发电厂提供直流系统整流变压器采用铜绕组，蓄电池采用铅酸蓄电池和铬镍蓄电池。核燃料的容器用锆制作。
有金属性能与使用情况分析
１ 铝的性能及使用情况
纯铝较软，而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，良好的铸造性能，硬铝质地较坚硬，重量轻仅为铜的１／３．３，价格便宜仅为铜三分之一，在空气中易与氧气化合，在表面生成一种致密的氧化物薄膜阻止其内部的进一步氧化，铝强度依赖于铝的纯度，加入适量的其它元素在导电率降低很少的情况下能够提高强度和耐热性，铝金属由于具有上述良好性能，作为导体和结构广泛应用于电力行业，成为在输变电网中使用量最大的有金属。
在变电站和发电厂中，铝使用量最大的是软母线、硬母线、空心电抗器、隔离刀闸、电容器、断路器、互感器中和电力金具中，其用量因接线方式、设备选型和配电装配型式不同而不同。例如，采用常规的ＡＩＳ型式与ＧＩＳ型式相比，ＧＩＳ比ＡＩＳ的软母线和管母线的用量少，刀闸和断路器的用铝量少，但ＧＩＳ中的母线用铝量多，但如果ＧＩＳ设备外壳为铝，则用铝量则增加很多，如果不考虑外壳用铝，常规ＡＩＳ变电站的用铝量多于ＧＩＳ。对于一个高压ＨＧＩＳ和中ＨＧＩＳ装配方式５００ｋＶ变电站，安装２组１２００ＭＶＡ主变，四条５００ｋＶ出线，八条２２０ｋＶ出线，其软母线用铝量约５０ｔ，管母线用铝量约３５ｔ，电力金具约１５ｔ，电抗器约８０ｔ，ＧＩＳ和ＨＧＩＳ导体用铝量２０ｔ，其它设备用铝量若干吨，不含设备壳体用铝，这种规模变电站用铝约２００ｔ，在发电厂，从发电机到升压变压器及厂用导体采用封闭母线，内外均采用铝制作，母线直径因发电机容量不同而不同，其直径从Φ４００ｍｍ到Φ８５０ｍｍ，因此发电厂用铝量比变电站大。输电线路中铝主要用在架空导线、地线及光纤复合铝包钢绞线（ＯＰＧＷ）及线路金具上，一条４ｘ４００的线路，如果单回线路长度为１００ｋｍ，则其铝用量超过１３００ｔ。保守估计，全国每年新增装机容量５０００万ｋＷ，则发电厂每pam加药
年的用铝量高于５万ｔ；２２０ｋＶ以上输电线路新建３万ｋｍ，则其用铝量超过４０万ｔ（不含２２０ｋＶ以下线路；变电容量新增４亿ｋＶＡ，则其用铝量超过３０万ｔ。
２ 铜的使用量
铜具有良好的导电性，导热性，耐腐蚀性和延展性等物理化学特性，其导电性能和导热性能仅次于银居第二位，但价格仅约为银价格的１／４５，纯铜可拉成很细的铜丝，制咸很薄的铜箔，且具有相当强度和韧性。由于铜具有上述优良性能，有些性能是铝所不能替代，虽然价格较贵，在电力行业上依然有着广泛的用途。
虽然近年来技术进步，一方面部分电器设备如隔离开关，断路器的导体采用了铝制，因耐弧性能不足，其触头依然还需铜合金制作，而且低压电器的导电部分基本上还是采用铜或铜合金制作。另一方面由于铝的强度、延展性、导电率等原因，很难在容量越来越大的发电机、变压器和电抗器绕组里应用，在发电厂、变电站和城市配电网的动力电缆、控制电缆和通讯电缆的导体和屏蔽采用纯铜制作。在输变电网和发电厂中，变压器绕组，发电机
绕组、油浸式电抗器绕组、电缆及低压电器用铜量最多，其用量仅次于铝。在配电网中变压器、电缆及高低压电器使用最多，其用量超过铝。例如，５００ｋＶ变压器每万千伏安用铜量约０．６－０．８１，对于更低电压等级的变压器，其电压越低每万千伏安用铜量越多，大容量发电机的每万千瓦耗铜量约４－５ｔ。
除了纯铜外，铜可以与锡、锌、镍、锆等金属化合成具有不同特点的合金，即青铜、黄铜和白铜。普通黄铜管用于发电厂的冷凝器和气液动操作管路上，锆铜用在发电机的轴瓦上，铜钨合金用于高压断路器的引弧触头，铜铬合金应用于真空断路器的导电触头。
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３ 其它有金属性质与使用
锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。利用锌的还原性和易于铁结合特点，变电站架构和输电线路铁塔的铁构件均采用热镀锌进行防腐，由于热镀锌层厚达１００ｍｍ以上，因此在电力行业锌的消耗量相当大
银是导热、导电性能最好的金属，其化学性质稳定，对水与大气中的氧都不起作用，具有很高的延展性，银常用来制作灵敏度极高的电器元件，各种要求较高电器接触点都是用银或其合金制作的，此外在高压隔离开关的动静触头均采用银或其合金镀层。
金属铅在空气中受到氧、水和二氧化碳作用，其表面会很快氧化生成保护薄膜，具有紫外线不易穿透等性能，过去常作为电缆的护套，目前由于交联聚乙烯电缆的广泛应用，在电缆护套方面的使用逐年减少。目前沿在电力行业主要用于制造铅酸蓄电池。
其它金属如镍应用于制造镉镍碱性蓄电池及发电厂给水加热器的管子。锡在空气中表面生成二氧化锡保护膜保持稳定，因此成为在潮湿场所铜与铜或其它金属连接时铜表面的保护膜。纯铂由于有很高的化学稳定性和温度电阻特性，常用作热电偶来测量温度。
电力对有金属的需求前景
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一方面，随着我国国民经济的发展，电力需求量不断增长，近年来装机容量呈快速增长的态势，截止２００６年底，全国发电装机容量达到６２２００万ｋｗ。而２００７年全国新增发电装机将达９５００万ｋｗ左右，新增发电装机容量有可能创下峰值年，在今后的若干年内，每年的装机容量仍然可能平稳以每年新增１２％速度发展。
大容量、远距离输电将是下一阶段电力建设的一项非常重要的任务，要解决输电通道、输电走廊紧张及远距离输电损耗问题，必须不断提高输电技术水平，电力建设的投资将飞速增长。
电力行业发电厂和电网建设将对电网保护与控制设备、输变电设备、发电设备、电力计量设备等行业内企业产生直接影响。电力环保设备中火电厂烟气脱硫设备、除尘器也随着电源投资力度的加大和国家环保政策的日益严格而需求量大增，这些将保证电力行业对铜铝的需求在近几年还会保持一定的增长；特别是城市配电网的改造，对电力电缆、高低压电器的需求将会快速增长，将提升对铜的需求，成为铜的消耗大
户。
另一方面，新技术的应用对有金属的用量也有一定影响，例如，大导线截面技术通过加大输电线路的导线截面来达到提高线路输送能力节约土地资源，对单条线路来说，会增加铝的用量，对系统而言可减少输电线路数量，综合来说增加用铝量；紧凑型输电技术是通过对输电导线的优化排列，缩小相间距离。将三组导线置于同一塔窗内，增加相分裂导线根数，减少波阻抗，增加电容，大幅度的提高自然输送功率。如果采用同杆双回紧凑型技术，能够大幅度压缩输电线路走廊，该技术对铝的用量与大截面导线的效果相同；在变电站配电装置中应用ＧＩＳ（气体绝缘全封闭组合电器）和ＨＧＩＳ（不包含母线的气体绝缘封闭组合电器）技术，与常规敞开式设备相比，虽然增大设备投资额，但ＧＩＳ减少了软硬母线、隔离开关、接地开关用铝量，ＨＧＩＳ减少了软母线、接地开关、隔离开关的用铝量，但如果其壳体采用铝制则其用铝量则大大提高；应用大容量变压器技术，变压器单位容量用铜量减少。
总体来说，随着国民经济的快速增长，电网建设的速度不会减慢，电力行业对有金属需求不会急剧减少，需求结构的变化跟变电站和输电线路结构选择、设备选择有关；对国内
有的需求还与设备厂家的需求选择有关。
结论
由于铜铝本身所具有的物理化学特性，在电力行业中得到广泛的应用，并在可以预见的未来不会被其它材料替代；电力系统中发电厂的装机容量和电网的容量将随着国民经济的发展而增长，其对有金属的需求不会急剧减少，将会稳步增长。
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