2018年国家技术发明二等奖 电网是我国经济发展的命脉，架空输电导线作为电力输送的“血管”是电网中用量最大、最关键的组成部分之一。导线的导电率每提升1%IACS，全国每年节约线损超70亿千瓦时。特高压、远距离、大容量输电和清洁能源利用的发展，对架空导线的导电率、强度、耐热性能和疲劳性能提出了更高的要求。但提升导电率与同时提高强度和耐热性之间存在矛盾，导致我国电网建设急需的特种导线难以满足工程需求。上海交通大学孙宝德教授团队与江苏中天科技集团合作，经十余年研究，取得以下创新性成果： 1.发明了耐热高导Al-Zr-Y合金材料及微结构调控工艺，解决了耐热相粗大和溶质锆(Zr)原子析出不充分的难题，使导电率从60% IACS提高到60.8%IACS，耐热温度从150℃提高到210℃。研制的耐热铝合金导线电网改造工程中获得大量应用，占国内耐热导线40%市场份额； 2. 发明了高强抗疲劳Al-Mg-Si导线，解决了强化相调控和超细夹杂去除的难题，显著提高了材料的抗疲劳性能，在运行张力增大的条件下，振动疲劳寿命超过3000万次。研制的特种大跨越导线和全铝合金节能导线，占国内30%市场份额，特别是大跨越导线，几乎包揽了国家电网大跨越工程； 3. 发明了高效除氢、活性涂层陶瓷过滤和新型细化剂制备等导线冶金质量控制技术，解决了微量杂质元素与气体去除的难题，实现了电工铝导线的导电率从61%IACS提高到62.5%IACS以上，研制的新型节能导线在特高压工程中获得大量应用。 上述成果依托国家973项目、国家自然科学基金、上海市节能减排专项等项目，共获得19项中国发明专利，1项美国专利和25项实用新型专利，发表论文49篇。成果在特高压电网建设、电网增容改造、新能源并网发电、电网领域节能减排中发挥重要的作用，并且出口到欧美及一带一路沿线国家，海外累计架线超2万公里，打破国际垄断，成为中国制造和中国电力走出去的“国家名片”。 导线性能测试实验室 超细夹杂物去除-现场试验 加拿大奥尔兹湾跨海大跨越——世界拉力最大的输电跨越工程 晋东南-南阳-荆门 1000kV 黄河大跨越

项目成果/简介:2018年国家技术发明二等奖电网是我国经济发展的命脉，架空输电导线作为电力输送的“血管”是电网中用量最大、最关键的组成部分之一。导线的导电率每提升1%IACS，全国每年节约线损超70亿千瓦时。特高压、远距离、大容量输电和清洁能源利用的发展，对架空导线的导电率、强度、耐热性能和疲劳性能提出了更高的要求。但提升导电率与同时提高强度和耐热性之间存在矛盾，导致我国电网建设急需的特种导线难以满足工程需求。上海交通大学孙宝德教授团队与江苏中天科技集团合作，经十余年研究，取得以下创新性成果：1.发明了耐热高导Al-Zr-Y合金材料及微结构调控工艺，解决了耐热相粗大和溶质锆(Zr)原子析出不充分的难题，使导电率从60% IACS提高到60.8%IACS，耐热温度从150℃提高到210℃。研制的耐热铝合金导线电网改造工程中获得大量应用，占国内耐热导线40%市场份额；2. 发明了高强抗疲劳Al-Mg-Si导线，解决了强化相调控和超细夹杂去除的难题，显著提高了材料的抗疲劳性能，在运行张力增大的条件下，振动疲劳寿命超过3000万次。研制的特种大跨越导线和全铝合金节能导线，占国内30%市场份额，特别是大跨越导线，几乎包揽了国家电网大跨越工程；3. 发明了高效除氢、活性涂层陶瓷过滤和新型细化剂制备等导线冶金质量控制技术，解决了微量杂质元素与气体去除的难题，实现了电工铝导线的导电率从61%IACS提高到62.5%IACS以上，研制的新型节能导线在特高压工程中获得大量应用。上述成果依托国家973项目、国家自然科学基金、上海市节能减排专项等项目，共获得19项中国发明专利，1项美国专利和25项实用新型专利，发表论文49篇。成果在特高压电网建设、电网增容改造、新能源并网发电、电网领域节能减排中发挥重要的作用，并且出口到欧美及一带一路沿线国家，海外累计架线超2万公里，打破国际垄断，成为中国制造和中国电力走出去的“国家名片”。导线性能测试实验室超细夹杂物去除-现场试验加拿大奥尔兹湾跨海大跨越——世界拉力最大的输电跨越工程晋东南-南阳-荆门 1000kV 黄河大跨越知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家973项目、国家自然科学基金、上海市节能减排专项等

该项目采用连续管线成型及填充技术，将纳米掺杂和连续管线成型（CTFF）加工工艺结合在一起。/line应用领域:超导磁体;超导电机;超导储能器；超导限流器等强电领域及国防军工。

一种Nb3Al/Nb多芯复合超导线材的制备方法，其步骤是：按Nb3Al的化学计量比称取Nb箔和Al箔；将Nb箔、Al箔重叠并缠绕在Nb棒上，再将其装入Nb管中，然后拉拔成0.8-1mm的细线，得单芯线材；将单芯线材截成等长的多段后，整齐的装入Nb管中，并在Nb管的中轴线上放置一根与等长的Nb棒；然后将Nb管拉拔、轧制成直径1-2.5mm的圆形或扁形的线材，即得多芯线材；将制得的多芯线材截成10cm的短线材，利用脉冲电源在真空条件下对短线材进行0.05-0.2秒的1900-2100℃的高温处理，即得。该法制备周期短、效率高；制得线材整体连接紧密、均匀性好、无分离现象；不存杂质相，超导性能优良。

高速电气化铁路电力牵引用接触线是通过与电力机车受电弓滑板滑动摩擦 直接向电力机车输送电流的导线，随着电气铁路运行向高速发展，要求接触线材 料在具有良好导电性的同时，还应具有高的机械强度和高的抗软化温度。我国目 前所使用的高速电气化铁路电力牵引用接触线材料多为进口材料。本课题组在国家“863”项目的支持下于 2002 年开始研制和开发具有自主 知识产权的高性能接触线材料。经过三年的攻关，已经研制出满足高速列车要求 的析出强化型的高强度、高耐磨、高导电铜合金导线，并提供相应的适合工业化 生

"用紫铜导线做成的导线直计电度表，可使电度表由一公斤重，变成100克重 "

卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。 图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局） 图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）

201120155065.5本实用新型公开了一种金属线材扭转试验机，该试验机的第一滑块设置于第一凹槽内，第二滑块设置 于第二凹槽内，第三滑块设置于第三凹槽内，台阶槽设置于第三滑块上，第一滑块、第二滑块和第三滑块 相互平行，基板在第一滑块和第二滑块之间的位置上设有用于金属线材穿过的通孔，第一滑块和下卡块固 定相连，下卡块和上卡块设置在导轨上，导轨的两端分别固定在第一滑块和第二滑块上，连杆的一端限制 在台阶槽内，另一端穿过第二滑块和上卡块相连。本实用新型在产率上能大幅度提高，并且由于采用了自 动装夹的夹紧模块，也大大减少了单个线材的试验时间。 

碳纤维复合芯导线的出现为电力行业的变革与发展提供了契机。碳纤维复 合芯架空导线是一种倍容输电导线，具有以下优点：强度高、重量轻、弹性模 量高、线损小、耐腐蚀等优点。 本项目首次引入改性双马树脂作为碳纤维复合芯导线芯棒的基体，实现了 连续编织拉挤工艺制备碳纤维复合芯导线芯棒产业化，产品性能稳定均一，具 129 有优异的抗劈裂性能，具有高的高温强度保持率，抗老化耐腐蚀，多项指标达 到国际领先水平。与常规钢芯铝绞线相比，碳纤维复合芯导线提高导线抗拉强 度 80%以上，提高电力传输容量 1 倍以上，减少电力塔杆 20%。本技术获国家 “863”项目资助，获中国电力科学技术奖一等奖、国家能源局科技进步一等奖、 山东省科技进步一等奖。 山东大学碳纤维复合芯导线技术已全面实现产业化，可全部替代进口产品。 山东大学已经与多家企业进行碳纤维复合材料制品攻关并进行联合推广。本技 术申请专利技术 15 项，合作企业 5 家，顺利挂网应用 200 余条， 累计长度超过 6000 公里，企业直接产值近 5 亿元，2013 年国标的实行，也为该产品提供了更 加广阔的空间，未来的发展将更加迅速，现时也为企业创造更多的效益。