非晶体金属铁芯配套产品项目产业界定及发展历程

第一节 非晶体金属铁芯配套产品项目界定

非晶材料是指物质从液态（或气态）急速冷却时，因来不及结晶而在室温或低温保留液态原子无序排列状态的物质。因其性能独特，非晶合金在电子、航空、航天、机械、微电子等众多领域中被广泛应用。

铁基非晶合金带材含铁约80%、含硼14%左右、含硅5-8%，其特点是磁性强，饱和磁感应强度甚至可达1.76T（非常接近硅钢的2.0T）、软磁性能优于硅钢片，价格便宜，最适合替代硅钢片，作为于中低频变压器的铁芯。

非晶合金变压器是用新型导磁材料——非晶合金来制作铁芯的新型节能变压器。非晶合金变压器可分为油浸式和干式两种。非晶合金干式变压器又有环氧浇注式和敞开式两种型式，其中环氧浇注式较多。

第二节 非晶体金属铁芯配套产品应用领域分析

1、配电变压器铁芯

铁基非晶合金铁芯具有高饱和磁感应强度、低矫顽力、低损耗（相当于硅钢片的1/3～1/5）、低激磁电流、良好的温度稳定性，使非晶合金铁芯变压器运行过程中的空载损失远低于硅钢变压器。这种情况尤其适用于空载时间长、用电效率低的农村电网。美国通过使用这种变压器每年可节约近50×109KWH的空载损耗。

2、电力互感器铁芯

在变电站使用大量的电力互感器，它们对铁芯材料的要求非常苛刻，不仅要求高的磁性指标（如高导磁率、高饱和磁感、低损耗等），而且要求铁芯材料的整个磁化曲线满足一定的条件，以保证互感器在整个测量范围内的精度。近年来，非晶微晶合金作为互感器铁芯的应用逐渐广泛起来，取得了非常理想的效果。

3、开关电源变压器及电感铁芯

传统的电源都是在50赫兹（称为工频）下将交流电变换成直流电的。由于工作频率低，变压器的体积大、能耗高、效率低。开关电源是自20世纪70年代发展起来的新型电源技术，它采用20千赫兹以上的工作频率，大大缩小了变压器的体积、减轻了重量、提高了效率。在开关电源中使用非晶微晶合金作为铁芯的元器件有：主变压器、控制变压器、共模电感、噪声滤波器、滤波电感、储能电感、电抗器、磁放大器、尖峰抑制器、饱和电感、脉冲压缩器、开关管保护电感等。

4、漏电开关互感器铁芯

漏电开关是安装在电器前面，用来保护电器和人的用电安全的装置。当由于设备绝缘不良或者人体触电时，会在互感器的次级线圈中感应出信号，经过处理后使得电闸跳开，切断电路，保护电器或人身的安全。过去一般采用坡莫合金（铁镍合金）作为这种互感器铁芯。自从八十年代以来，非晶合金开始作为漏电开关中的互感器铁芯，国内目前用量极大。

第三节 非晶体金属铁芯配套产品产业发展历程

1、非晶材料发展

1982年美国Allied Signal公司建成非晶带材连续生产厂，推出命名为Metglas的Fe基、Co基和FeNi基系列非晶带材，标志着非晶合金带材产业化和商品化的开始，该公司后被美国Honeywell公司合并，到1989年其年生产能力已达6万吨，目前已有300万台应用其铁芯的非晶配电变压器在世界各地正常运行。日本日立金属于2003年购买了美国Honeywell公司50%的股权，成为目前世界上最大的配电变压器用非晶合金带材的制造商。

国内非晶材料研究开始于1976年，经过30多年发展，已有10余家可以规模化生产非晶合金带材及其制品的企业，其中铁基非晶带材的生产能力已经超过3000吨，安泰科技股份有限公司的产量已经位居国内第一，冶科金属以年产1500吨能力位居第二，但是还没有大规模配电变压器用非晶带材的生产厂家。

2、非晶合金铁芯变压器发展

非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料——非晶合金制作铁芯而成的变压器，它比硅钢片作铁芯变压器的空载损耗（指变压器次级开路时，在初级测得的功率损耗）下降75%左右，空载电流（变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流）下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。

中国的上市公司——置信电气从美国通用电气公司引进非晶合金变压器的专有技术后，通过消化吸收，自主创新开发了适合中国电网运行的非晶合金变压器系列产品，已经成为目前国内规模最大的非晶合金变压器专业化生产企业。

中国从1998年开始批量生产非晶合金变压器，应用至今约有几万台非晶合金变压器挂网运行，容量自5kVA至2500kVA，产品形式包括箱式变电站和配变，最近几年，鉴于国家对节能减排的重视，非晶合金变压器的使用量呈爆发式快速上升趋势。

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