鋁合金電纜簡介
鋁合金電纜是新型材料電力電纜鋁合金電力電纜是以AA8030 系列鋁合金材料為導(dǎo)體,采用特殊輥壓成型型線絞合生產(chǎn)工藝和退火處理等先進(jìn)技術(shù)的新型材料電力電纜。合金電力電纜彌補了以往純鋁電纜的不足,雖然沒有提高了電纜的導(dǎo)電性能,但彎曲性能、抗蠕變性能和耐腐蝕性能等卻大大提高,能夠保證電纜在長時間過載和過熱時保持連續(xù)性能穩(wěn)定,采用AA-8030 系列鋁合金導(dǎo)體,可以大大提高鋁合金電纜的導(dǎo)電率、耐高溫性,同時解決了純鋁導(dǎo)體、蠕變等問題。
鋁合金的導(dǎo)電率是最常用基準(zhǔn)材料銅IACS的61.8%,載流量是銅的79%,優(yōu)于純鋁標(biāo)準(zhǔn)。但在同樣體積下,鋁合金的實際重量大約是銅的三分之一。因此,相同載流量時鋁合金電纜的重量大約是銅纜的一半。采用鋁合金電纜取代銅纜,可以減輕電纜重量,降低安裝成本,減少設(shè)備和電纜的磨損,使安裝工作更輕松。
相關(guān)特點
1.從專業(yè)角度來說鋁合金電纜在電工鋁中加入硅、鋅、硼等合金元素,都是我們的需要。同時通過工藝調(diào)整,使得鋁合金導(dǎo)體的機(jī)械性能大幅提高,避免純鋁導(dǎo)體的伸長率低、抗蠕變性能差、柔韌性差的問題,增加電纜系統(tǒng)的連接可靠性。
2.還有就是保持鋁合金的電氣性能與電工鋁導(dǎo)體持平,也是很好的品質(zhì)。在61%IACS以上。鋁合金電導(dǎo)體的直流電阻考核指標(biāo)可參考GB/T3956-2008《電纜的導(dǎo)體》中實心導(dǎo)體或絞合導(dǎo)體的直流電阻值,并且GB/T3954-2014《電工鋁圓桿》中已經(jīng)有AA8030等類型桿。
3.使用的時候合金電力電纜彌補了以往純鋁電纜的不足,的了解起來,雖然沒有提高了電纜的導(dǎo)電性能,但彎曲性能、抗蠕變性能和耐腐蝕性能等卻大大提高,能夠保證電纜在長時間過載和過熱時保持連續(xù)性能穩(wěn)定,可以大大提高鋁合金電纜的導(dǎo)電率、耐高溫性,蠕變等問題。
導(dǎo)電率
鋁合金的導(dǎo)電率是最常用基準(zhǔn)材料銅IACS的61.8%,載流量是銅的79%,優(yōu)于純鋁標(biāo)準(zhǔn)。但在同樣體積下,鋁合金的實際重量大約是銅的三分之一。因此,相同載流量時鋁合金電纜的重量大約是銅纜的一半。采用鋁合金電纜取代銅纜,可以減輕電纜重量,降低安裝成本,減少設(shè)備和電纜的磨損,使安裝工作更輕松。
重量
在滿足同等電氣性能的前提下,使用鋁合金電纜的重量是銅芯電纜的一半,其截面是傳統(tǒng)銅芯電纜的1.1~1.25倍,價格比傳統(tǒng)的銅芯電纜低15~30%。
相關(guān)優(yōu)點
抗蠕變性能
鋁合金導(dǎo)體的合金材料與退火處理工藝減少了導(dǎo)體在受熱和壓力下的“蠕變”傾向,相對于純鋁,抗蠕變性能提高300%,避免了由于冷流或蠕變引起的松弛問題。 抗拉強度和延伸率
鋁合金導(dǎo)體相比于純鋁導(dǎo)體,由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工藝,極大的提高了抗拉強度,且延伸率提高到30%,柔韌性比銅高33%,彈性低40%,使用更加安全可靠。
熱膨脹系數(shù)
熱膨脹系數(shù)用來計算在溫度變化時材料的尺寸變化。鋁合金的熱膨脹系數(shù)與銅相當(dāng),多年來鋁連接器一直可靠地用于銅和鋁導(dǎo)體,且當(dāng)今使用的大部分電氣連接器都是用鋁制造的,這尤其適合鋁合金。所以鋁合金導(dǎo)體與連接器的膨脹和收縮完全一致。
連接性能
用鋁合金制造的電氣連接與用銅導(dǎo)體制造的連接一樣安全穩(wěn)定。 鋁合金的成分大大改進(jìn)了其連接性能,當(dāng)導(dǎo)體退火時,添加的鐵產(chǎn)生高強度抗蠕變性能,即使在長時間過載和過熱時,也能保證連接穩(wěn)定。
自重承載力強
鋁合金改善了純鋁的抗拉強度,鋁合金電纜可支撐4000米長度的自重,銅電纜只能支撐2750米。這種優(yōu)勢在大跨度的建筑(如體育場館)配線時體現(xiàn)得尤為突出。
防腐蝕性能
鋁固有的防腐性能源自當(dāng)鋁表面與空氣接觸時形成薄而堅固的氧化層,這種氧化層特別耐受各種形式的腐蝕。而合金中添加的稀土元素又能進(jìn)一步改善鋁合金的耐腐蝕性能,特別是電化學(xué)腐蝕。鋁能承受惡劣環(huán)境的特點使其被廣泛應(yīng)用于托盤內(nèi)電纜的導(dǎo)體,以及許多工業(yè)元件和容器。腐蝕的產(chǎn)生通常與不同的金屬在潮濕環(huán)境中的連接有關(guān),可使用相應(yīng)的保護(hù)措施來防止腐蝕的發(fā)生,比如使用潤滑油、抗氧化劑和保護(hù)涂層。堿性土壤和某些類型的酸性土壤環(huán)境對鋁有較大的腐蝕性,所以直埋敷設(shè)的鋁導(dǎo)體應(yīng)使用絕緣層或模壓護(hù)套防止腐蝕。在含硫的環(huán)境中,例如鐵路隧道和其它類似地方,鋁合金的抗腐蝕性能大大優(yōu)于銅。
柔韌性
鋁合金有很好的彎曲性能,其獨特的合金配方、加工工藝,使柔韌性大幅提高。鋁合金比銅柔韌性高30%,反彈性比銅低40%。一般銅纜的彎曲半徑為10~20倍外徑,而鋁合金電纜彎曲半徑僅為7倍外徑,更容易進(jìn)行端子連接。
鎧裝特性
國內(nèi)常用的鎧裝電纜,大多采用鋼帶鎧裝,安全級別低,在受到外界破壞力時,其抵御能力差,容易導(dǎo)致?lián)舸?,且重量重,安裝成本相當(dāng)高,加之耐腐蝕性能差,使用壽命不長。而我們根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的金屬連鎖鎧裝電纜,采用的是鋁合金帶連鎖鎧裝,其層與層之間的連鎖結(jié)構(gòu),保證電纜能經(jīng)受外界強大的破壞力,即使電纜遭受較大的壓力和沖擊力時,電纜亦不易被擊穿,提高了安全性能。同時鎧裝結(jié)構(gòu)使電纜與外界隔離,即使在火災(zāi)時,鎧裝層提高了電纜的阻燃耐火級別,降低了火災(zāi)的危險系數(shù)。鋁合金帶鎧裝結(jié)構(gòu)相對于鋼帶鎧裝,其重量輕,敷設(shè)便利,可免橋架安裝,能減少20%~40%的安裝費用。根據(jù)使用場所的不同可以選擇不同的外護(hù)套層,使鎧裝電纜的用途更加廣泛。
緊壓特性
單從體積電導(dǎo)率方面考慮,鋁合金不及銅,但我們開發(fā)的導(dǎo)體不僅從材料性能方面作出了改進(jìn),而且在工藝方面也取得大的突破,我們采用超常規(guī)的緊壓技術(shù),使緊壓系數(shù)達(dá)到0.93,而異型線的緊壓系數(shù)能達(dá)到0.95,在國內(nèi)屬于首創(chuàng)。通過最大極限的緊壓,可以彌補鋁合金在體積導(dǎo)電率上的不足,使絞合導(dǎo)體線芯如實心導(dǎo)體一般,明顯的降低線芯外徑,提高導(dǎo)電性能,在同等載流量情況下導(dǎo)體外徑只比銅纜大10%。
性能
一.耐腐蝕性能
純鋁的耐腐蝕性能比銅好,但鋁合金的耐腐蝕性能比純鋁更優(yōu),因為鋁合金中加入的稀土等化學(xué)元素可以增加鋁合金的耐腐蝕性能,特別是耐電化學(xué)腐蝕性能,解決了純鋁長期在接頭處出現(xiàn)的電化學(xué)腐蝕的問題。
二.機(jī)械性能
第一.抗拉強度和延伸率。鋁合金導(dǎo)體相比于純鋁導(dǎo)體,由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工藝,極大的提高了抗拉強度,且延伸率提高到30%,使用更加安全可靠。
第二.彎曲性能。鋁芯電纜的彎曲性能很差,彎曲很容易發(fā)生斷裂,鋁合金電力電纜的彎曲半徑為7倍電纜外徑,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于GB/T12706的“電纜安裝時的最小彎曲半徑”中規(guī)定的10倍-20倍電纜外徑。
第三.柔韌性能。純鋁電纜只要幾次一定角度的扭轉(zhuǎn),導(dǎo)體就會出現(xiàn)開裂或折斷,易引發(fā)事故,而鋁合金電力電纜能夠經(jīng)受幾十次的彎折,消除了以往純鋁電纜安裝使用過程中出現(xiàn)事故的隱患,極大地提高了安全可靠性能。
三.導(dǎo)電能力
鋁合金導(dǎo)體是在純鋁中添加稀土、鎂、銅、鐵等元素,經(jīng)過合金工藝形成的新興導(dǎo)體材料。眾所周知,在鋁中加入其它多種合金元素后,導(dǎo)電性能會下降,而通過工藝控制,可以使導(dǎo)電率恢復(fù)到接近純鋁的水平,使其與純鋁具有相近的載流量。
四.抗蠕變性能
純鋁抗蠕變性能差,由通電斷電引起的熱脹冷縮在連接處會造成蠕變量大,長時間之后會出現(xiàn)松弛,接觸電阻增大而引起過熱,容易引發(fā)事故。AA8000系列鋁合金的抗蠕變性是純鋁導(dǎo)體的300%,大大減少了電纜接頭松弛的可能性,改善了導(dǎo)體的連接狀況。
應(yīng)用范圍
鋁合金電力電纜所具備的良好的機(jī)械性能和電性能,使得它可以廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域,如普通民宅、高層建筑、電梯、大小型超市商場、地鐵、機(jī)場、車站、醫(yī)院、銀行、寫字樓、賓館酒店、郵政電信大樓、展覽館、圖書館、博物館、古代建筑、學(xué)校、電力大樓、公共娛樂場所、隧道、地下建筑、倉庫等,還可以用于冶金、鋼鐵、焦炭、煤礦、電廠、輸變電站、造船、石油、化工、醫(yī)藥、核電站、航空航天、軍事、造紙等行業(yè),以及家電、汽車、公共交通設(shè)施等等。
性能優(yōu)勢
安全性能
1.歷史實踐證明
鋁合金電纜自1968年美國研發(fā)、使用至今已53年,該產(chǎn)品使用已相當(dāng)普遍,北美國家市場占有率達(dá)到80%。經(jīng)過53年的實踐證明,鋁合金電纜使用從未發(fā)生任何故障,是安全的。
2.檢測及認(rèn)證
鋁合金電纜通過美國的UL,加拿大的CUL,澳大利亞的SAI GLOBAI國際權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測認(rèn)證和中國國家電纜電線檢測中心,國網(wǎng)武漢高壓研究所,國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心等權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測認(rèn)證,鋁合金導(dǎo)體符 合CSA標(biāo)準(zhǔn)C22.2第38條款關(guān)于ACM合金導(dǎo)線的要求,和GB12706.1--2008和IEC60502.1最新版的性能要求,以及UL對 AA8000系列相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
3.鋁合金成分作用
◆鋁合金導(dǎo)體成分加入稀土和鐵等成分后,大大地提高了其導(dǎo)電性能和連接性能,尤其是當(dāng)導(dǎo)體退火時添加鐵產(chǎn)生了高強度的抗蠕變性能,在電流過載時,鐵發(fā)揮持續(xù)的連接作用,使鋁合金導(dǎo)體不會發(fā)生蠕變。
◆蠕變對電纜危害極大,若電纜發(fā)生蠕變,其接觸點原來壓不夠緊,壓力減小使得接觸電阻迅速增大,電流流過后造成接頭處過熱,如果不定期檢修,就會出現(xiàn)安全隱患。解決電纜蠕變問題非常重要。
◆蠕變:金屬在溫度,外力和自重的作用下,隨著時間的推移,將緩慢的產(chǎn)生不能復(fù)原的永久變形,這種現(xiàn)象為蠕變。
4.阻燃性能
鋁合金電纜的絕緣材料采用阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯(XLPE),工藝上采用自鎖鎧裝結(jié)構(gòu),散熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于PVC材料的護(hù)套,可以迅速散熱,火焰消失后火苗能迅速熄滅,不會延然其它材料,阻燃性能極為優(yōu)異。鋁合金電纜采用新型材料和新工藝,可確保其使用更加安全。
電氣性能
1.電纜載流量
◆合金導(dǎo)體的截面積是銅1.5倍時,合金導(dǎo)體和銅導(dǎo)體電氣性能一樣,實現(xiàn)了相同的載流量、電阻、和壓損。
◆鋁合金的電阻率介于鋁與銅之間,載高于銅,而略低于鋁,在相同載流量前提下,同等長度的鋁合金導(dǎo)體的重量僅為銅的一半。如果按銅的電導(dǎo)率是100%計 算,合金導(dǎo)體的電導(dǎo)率約為61.2%,合金的比重為2.7,銅的比重為8.9,則(8.9/2.7)×(0.612/1)=2,即2單位重量的銅的電阻與 1單位質(zhì)量的合金的電阻相同,因此,當(dāng)合金導(dǎo)體的截面積是銅的1.5倍是,其電氣性能相同,即實現(xiàn)了和銅相同的載流量,電阻,和電壓損失。
◆影響電力電纜載流量的因素很多,如線路特性(如工作電,電流類型,頻率,負(fù)荷因素);電線電纜的結(jié)構(gòu)(如導(dǎo)電線芯的結(jié)構(gòu),芯數(shù),絕緣材料的種類,屏蔽層及內(nèi)外護(hù)層的結(jié)構(gòu)和材料,總外徑);敷設(shè)條件(如空氣中敷設(shè),管道中敷設(shè),直接埋地敷設(shè),地下溝道中敷設(shè),水底中敷設(shè));導(dǎo)電線芯最高允許工作溫度和周圍環(huán)境條件(如空氣和土 壤溫度,土壤熱阻系數(shù),周圍熱源的鄰近效應(yīng))等。
2.減少電纜外截面
鋁合金電纜生產(chǎn)過程中,德國最先進(jìn)的緊壓技術(shù),使其導(dǎo)體的填充系數(shù)能達(dá)到93%。并且鋁合金電纜采用的是硅烷交聯(lián)聚乙烯,這種絕緣只需聚氯乙烯的2/3的厚度就能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)的絕緣性能。而銅的填充系數(shù)一般只能達(dá)到80%,常用的絕緣采用的是聚氯乙烯,所以鋁合金電纜外徑僅在銅纜的基礎(chǔ)上增加11%以內(nèi),就能有銅相同的電氣性能??梢姡褂娩X合金電纜不需更改原使用銅電纜的管道設(shè)計。(一般設(shè)計師設(shè)計的敷設(shè)管道尺寸為銅纜的150%,所以穿管不成問題。)
3.減少電纜線損
非磁性材料,不會產(chǎn)生渦流,能減少線路的損耗。鋁合金帶連鎧鎖裝材料是非磁性材料,即使存在三相不平衡電流,也不會產(chǎn)生渦流,能夠減少線路的損耗。
機(jī)械性能
1.鋁合金電纜的延伸性能
伸長率是導(dǎo)體機(jī)械性能重要指標(biāo),是產(chǎn)品優(yōu)劣和能承受外力大小的重要標(biāo)志。也是檢驗電纜導(dǎo)體機(jī)械性能的一個重要指標(biāo)。鋁合金電纜退火處理后的延伸率能達(dá)到30%,而銅纜的伸長率為25%,普通鋁桿的伸長率為15%,是能取代鋁芯電纜與銅纜的重要指標(biāo)。
2.鋁合金電纜的柔韌性能
扭轉(zhuǎn)試驗:主要檢驗金屬線材的韌性,韌性愈好,能承受的扭轉(zhuǎn)次數(shù)愈多。 普通鋁絲的一個重要缺點是脆度高,在安裝時只要若干次一定角度的扭轉(zhuǎn),導(dǎo)體就會產(chǎn)生裂紋,裂口就會發(fā)熱、腐蝕,是出現(xiàn)火災(zāi)的重要原因。使用鋁合金電纜,由 于它的韌性好,不會產(chǎn)生裂紋,在安裝中出現(xiàn)的安全隱患減少。
3.鋁合金電纜的彎曲性能
彎曲試驗:主要檢驗金屬的抗彎曲性能。材質(zhì)不均或性脆的材料,抗彎曲性能差。
根據(jù)GB/T12706中對銅纜安裝時彎曲半徑的規(guī)定,銅纜的彎曲半徑是10-20倍電纜直徑,鋁合金電纜的彎曲半徑最小為7倍電纜直徑,使用鋁合金電纜能減小布局空間,更易于敷設(shè),減少安裝成本。
4.鋁合金電纜的反彈性能
實踐證明:在室溫條件下將銅纜與鋁合金電纜彎曲90度,應(yīng)力釋放后,鋁合金電纜反彈角度為銅纜的60%。因鋁合金電纜具有無記憶力,所以反彈的性能優(yōu)于銅芯電纜,在安裝過程中端子連接接頭易于壓緊,增加其緊密程度,提高連接的穩(wěn)定性。
使用壽命
1.導(dǎo)體部分腐蝕主要有兩種:化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕
◆化學(xué)腐蝕:指金屬在大氣中與氧、氯、二氧化硫、硫化氫等氣體做用下發(fā)生腐蝕。
金屬表面與氧發(fā)生作用后,生成不同的金屬氧化物。
鋁的氧化物能構(gòu)成致密的有一定硬度的表面保護(hù)膜。
鐵的氧化物結(jié)構(gòu)松,易于脫落,并繼續(xù)不斷的向金屬內(nèi)部滲入、擴(kuò)散,破壞材料。
銅的氧化物俗稱銅綠,介于以上兩者之間,是一種有毒物質(zhì)。
◆電化學(xué)腐蝕:指由金屬和介質(zhì)組成原電池后,形成了金屬的腐蝕過程,當(dāng)兩種不同電極電位的金屬相連接,其間又有水或其它電解質(zhì)時,兩種金屬之間就會產(chǎn)生 電流形成一個原電池,其中一種金屬處于正電位,另一種處于負(fù)電位,處于負(fù)電位的金屬就不斷地以離子狀態(tài)經(jīng)電解液向處于正電位的金屬聚積。使處于負(fù)電位的金 屬逐漸損失破壞,形成電化學(xué)腐蝕。兩種金屬的電極電位之差愈大,電化學(xué)腐蝕就愈強烈。溫度愈高,金屬的腐蝕也愈嚴(yán)重。
不同的金屬有不 同電極電位。常用的幾種金屬的電極電位次序為;金屬 Ag(銀) Cu(銅) Pb(鉛) Sn(錫)Fe(鐵)Zn(鋅) A1(鋁)。電位+0.8+0.334-0.122-0.16-0.44-0.76-1.33電極電位負(fù)值越大的金屬,轉(zhuǎn)入電解質(zhì)中成為離子的趨勢越強, 即越易受到腐蝕。鋁的電極電位的負(fù)值較大,但由于其表面經(jīng)常有一層氧化膜保護(hù)層,能改善其耐腐蝕性能。
稀土鋁合金材料是在鋁中加入稀 土元素,它能夠起到凈化,提高純度,填補表層缺陷,細(xì)化晶粒。減少偏析,消除顯微不均而導(dǎo)致局部腐蝕的作用,同時也帶來鋁的電極電位負(fù)移,具有了牲陽極效 應(yīng)和優(yōu)異的導(dǎo)電性能,從而大大提高了鋁的耐腐蝕性能。對于海洋環(huán)境中C1-和石油,化工環(huán)境中的S,H2S+C02等腐蝕問題,這種材料有獨特的防腐機(jī) 理。稀土金屬的強還原性可以與S,H2S,C1-的強氧化性有效結(jié)合,相互作用,生成穩(wěn)定的化合物(C1-與稀土鋁合金生成穩(wěn)定配位化合物),將化學(xué)反應(yīng) 中的氧化和還原過程有機(jī)統(tǒng)一,相互作用,從根本上截止了S,H2S,C1-等腐蝕介質(zhì)的氧化活動造成的腐蝕破壞,從而徹底解決了在全球范圍包括美國在內(nèi)的 發(fā)達(dá)國家未能很好解決的問題,經(jīng)北京有色金屬研究總院等國家級檢測部門的檢測和工程實例數(shù)據(jù)分析表明,在氯離子,海水,海洋大氣,鹽霧環(huán)境(干濕交替), 飽和HzS,硫以及高溫,高壓環(huán)境條件下,稀土鋁合金的年腐蝕率為零或幾乎為零。
2.絕緣部分
◆電力電纜的載流 量是指在最高允許溫度下,電纜導(dǎo)體允許通過的最大電流。在設(shè)計選用電纜時,應(yīng)使電纜各部分損耗產(chǎn)生的熱量不會超過電纜允許最高溫度,在大多數(shù)情況下,電纜 的傳輸容量是由電纜溫度最高限度所確定,電纜的最高允許溫度,主要取決于所用絕緣材料的熱老化性能,因為電纜工作溫度過高,絕緣材料老化會加速,電纜壽 命大縮短。如果電纜在最允許溫度以上運行,電纜將30年安全工作。
◆XLPE是交聯(lián)聚乙烯英文名稱的縮寫,聚乙烯是一種線性分子結(jié)構(gòu),在高溫下極易變形。交聯(lián)聚乙烯過程使其變成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)即使在高溫下也一樣具有很強的抗變形能力。
◆交聯(lián)聚乙烯極佳的抗老化特性及超強的耐熱變形決定了在正常運行溫度(90C)短時故障(130C)及短路(250C)條件下可允許大電流通過。正因為它的運行溫度比聚氯乙烯高20C,具有優(yōu)異的抗熱化性能,增加絕緣的抗老化性能,壽命大大增加。
經(jīng)濟(jì)性能
◆直接采購成本
鋁合金電纜與銅芯電纜的價格比較:鋁合金電纜具備優(yōu)越的安全性能、電氣性能、機(jī)械性能和更長的使用壽命前提下,鋁合金電纜的價格只有銅電纜的75%左右。
◆ 安裝成本降低
節(jié)約安裝成本:由于鋁合金電纜的彎曲性能好和重量輕,易于安裝。
缺點
1.鋁合金電纜應(yīng)用范圍的禁區(qū)。鋁合金電纜最好不要應(yīng)用在人口密集的高層建筑上,基于安全的考慮,一般工程師會使用銅纜作為人口密集的高層建筑的豎井供電干線。
2.不適用16mm的線纜。鋁合金電纜對于較大截面的電纜線優(yōu)勢比較大。中國建筑學(xué)會建筑電氣分會與國際組織非EE的技術(shù)人員曾就鋁導(dǎo)體電纜的應(yīng)用問題在上海舉辦過一次論壇,會上得出的結(jié)論為:16mm2以下的線纜,因機(jī)械強度的問題主張用銅導(dǎo)體。因鋁導(dǎo)體的重量小于銅導(dǎo)體,所以對于較大的截面,鋁導(dǎo)體優(yōu)勢較為明顯。
3.鋁合金電纜不適宜使用在重要場合。鋁電纜的應(yīng)用范圍主要是比較普通的建筑,例如工廠、學(xué)校、住宅、商業(yè)建筑等一些領(lǐng)域。在一些普通的領(lǐng)域鋁導(dǎo)體電纜完全可以取代銅纜來使用。但是在一些比較重要的場所和一些特殊的場所,例如城市供電主干線路、大型電廠電站、重污染環(huán)境等一些不易維修的環(huán)境下,鋁導(dǎo)體電纜并非是最佳選擇。因為這些場所必須保證供電的安全性與可靠性,要求供電的穩(wěn)定性非常高,還是使用安全性更高的銅纜作為第一選擇會比較好點。
常用規(guī)格型號
國內(nèi)常見鋁合金規(guī)格型號
YJHV(TC90)型鋁合金電纜,即:交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套鋁合金電力電纜,是一種非鎧裝合金電纜;YJHLV8(AC90)型鋁合金電纜,即:交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁合金帶連鎖鎧裝鋁合金電力電纜,是一種靈活的自鎖鋁鎧裝合金電纜;
YJHLV82(ACWU90)型鋁合金電纜,即:交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁合金帶連鎖鎧裝聚氯乙烯護(hù)套鋁合金電力電纜,是一種靈活的自鎖鋁鎧裝護(hù)套合金電纜;
YJHLV22型鋁合金電纜,即:交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套鋁合金電力電纜,鎧裝層使用高強度雙鋼帶鎧裝;
YJHLY83型鋁合金電纜,即:交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁合金帶連鎖鎧裝聚聚烯烴護(hù)套鋁合金電力電纜,是一種無鹵低煙的自鎖鋁鎧裝合金電纜。
國外常見鋁合金規(guī)格型號
AC90、ACWU90、SER、SEU、RW90、RWU90、MC、UD-1350、UD-8000、MHF、XHHW-2等等型號。
制造標(biāo)準(zhǔn)
在北美等地區(qū),鋁合金電纜主要依據(jù)ASTM B800-05 (2011)、ASTM B801-07 (2012)、C22. 2 No. 51-09、UL1569進(jìn)行生產(chǎn)和檢驗。目前,我國已經(jīng)實施的鋁合金電纜標(biāo)準(zhǔn)為能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《額定電壓0.6/lkV鋁合金導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜> (NB/T 42051—2015)。
據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會網(wǎng)站消息,國家標(biāo)準(zhǔn)《額定電壓1kV ((Um = 1.2kV)到35kV (Um=40. 5kV)鋁合金芯擠包絕緣電力電纜》(GB/T31840-2015已于 2015年7月3日正式發(fā)布,并將于2016年2月1日正式實施。
應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)
1)國際標(biāo)準(zhǔn):ASTM B800-05 (2011),中文名:電工用退火和中間熱處理狀 態(tài)的8000系鋁合金線標(biāo)準(zhǔn)。
2)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn):《電纜導(dǎo)體用鋁合金線》(GB/T 30552—2014)、《電纜的導(dǎo)體》 (GB/T3956—2008)、《電工圓鋁桿》(GB/T3954—2014)。
國內(nèi)鋁合金電纜的相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)比較完善,住建部頒布的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (住宅建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(JGJ 242-2011)和《商店建筑設(shè)計規(guī)范》。
JGJ 48-2014)、國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集10CD106《鋁合金電纜敷設(shè)與安裝》等國家級指導(dǎo) 標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及各省住建廳等省級管理部門頒布實施的類似《鋁合金電纜工程設(shè)計、 施工及驗收規(guī)程》等地方指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范都已經(jīng)具備了實質(zhì)性的指導(dǎo)價值。
發(fā)展現(xiàn)狀
國外現(xiàn)狀
從1968年開始,美國就開始研制生產(chǎn)合金電力電纜,并在美國、加拿大、墨西哥等國家開始推廣應(yīng)用。主要應(yīng)用于機(jī)場、軍事基地、辦公大樓、住宅、酒店、超市、院校、體育場、醫(yī)院、工廠廠房等建設(shè)工程。美國成功應(yīng)用合金電纜40余年,從未出現(xiàn)過任何安全事故。這是在全國快速推廣應(yīng)用新型材料合金電力電纜的重要原因之一。
國內(nèi)現(xiàn)狀
鋁合金電纜已不是新鮮事物,其性能、價格上的優(yōu)勢也經(jīng)過了權(quán)威檢測考驗。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,銅線線纜仍占超過90%的市場份額。當(dāng)然,這并不能阻止鋁合金電纜逐步為大眾所認(rèn)可、接受的良好勢頭,通過公司訂單狀態(tài)及用戶反饋,明確表示其了對鋁合金電纜未來的信心。
資料顯示,性價比更高、電氣性能優(yōu)越的鋁合金電纜在歐美國家已擁有了近40年的使用歷史,在醫(yī)院、教堂、政府機(jī)構(gòu)中使用率尤為突出??傮w上看來,鋁合金電纜的銷量與銅線電纜有著較大的差距,但來自政府、工廠、醫(yī)院、民用住宅的小型訂單卻呈現(xiàn)明顯上升趨勢,這代表著鋁合金電纜在最基礎(chǔ)的電纜運用領(lǐng)域中、在最復(fù)雜的使用工況中,已經(jīng)獲得了廣泛的認(rèn)可,也意味著未來鋁合金電纜前景大好!
在醫(yī)用和民用項目中也是如此,許多醫(yī)院前期在主體建筑中仍然使用銅線電纜,而在環(huán)境復(fù)雜、工況多變的戶外、過道照明中嘗試耐腐蝕性能更好的鋁合金電纜,使用效果良好并計劃在接下來線纜的更新?lián)Q代中,以鋁合金電纜全面節(jié)約銅線電纜。
鋁合金電纜與鋁芯電纜性能差異
下面從耐腐蝕性能、機(jī)械性能、導(dǎo)電能力、抗蠕變性能等四個方面進(jìn)行分析。
一.耐腐蝕性能
純鋁的耐腐蝕性能比銅好,但鋁合金的耐腐蝕性能比純鋁更優(yōu),因為鋁合金中加入的稀土等化學(xué)元素可以增加鋁合金的耐腐蝕性能,特別是耐電化學(xué)腐蝕性能,解決了純鋁長期在接頭處出現(xiàn)的電化學(xué)腐蝕的問題。
二.機(jī)械性能
1.抗拉強度和延伸率。鋁合金導(dǎo)體相比于純鋁導(dǎo)體,由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工藝,極大的提高了抗拉強度,且延伸率提高到30%,使用更加安全可靠。
2.彎曲性能。鋁芯電纜的彎曲性能很差,彎曲很容易發(fā)生斷裂,鋁合金電力電纜的彎曲半徑為7倍電纜外徑,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于GB/T 12706-2020的“電纜安裝時的最小彎曲半徑”中規(guī)定的10倍-20倍電纜外徑。
3.柔韌性能。純鋁電纜只要幾次一定角度的扭轉(zhuǎn),導(dǎo)體就會出現(xiàn)開裂或折斷,易引發(fā)事故,而鋁合金電力電纜能夠經(jīng)受幾十次的彎折,消除了以往純鋁電纜安裝使用過程中出現(xiàn)事故的隱患,極大地提高了安全可靠性能。
三.導(dǎo)電能力
鋁合金導(dǎo)體是在純鋁中添加稀土、鎂、銅、鐵等元素,經(jīng)過合金工藝形成的新興導(dǎo)體材料。眾所周知,在鋁中加入其它多種合金元素后,導(dǎo)電性能會下降,而通過工藝控制,可以使導(dǎo)電率恢復(fù)到接近純鋁的水平,使其與純鋁具有相近的載流量。
四.抗蠕變性能
純鋁抗蠕變性能差,由通電斷電引起的熱脹冷縮在連接處會造成較大的蠕變量,長時間之后還會出現(xiàn)松弛,使得接觸電阻增大而引起過熱,引發(fā)安全事故。AA8000系列鋁合金的抗蠕變性是純鋁導(dǎo)體的300%,大大減少了電纜接頭松弛的可能性,改善了導(dǎo)體的連接狀況。
鋁合金電纜和鋁芯電纜區(qū)別
一.制作材質(zhì)不同
鋁芯電纜是由鋁材料制成的鋁芯電纜,通常以"L"為代表。鋁合金電纜是由AA 8030系列鋁合金材料作為導(dǎo)體,采用特殊壓制技術(shù)和退火處理等先進(jìn)技術(shù)發(fā)明和制造的一種新型材料電力電纜。
二.性能不同
1.耐腐蝕性能
純鋁的耐蝕性優(yōu)于銅,但鋁合金的耐蝕性優(yōu)于純鋁。因為在鋁合金中加入稀土等化學(xué)元素可提高鋁合金的耐蝕性,特別是鋁合金的耐腐蝕性能,解決了純鋁在接頭處的長期電化學(xué)腐蝕問題。
2.力學(xué)性能
(1)抗拉強度和伸長性
與純鋁導(dǎo)體相比,鋁合金導(dǎo)體的抗拉強度大大提高,由于加入了特殊成分和特殊的加工工藝,延伸率提高到百分之三十,使用起來更加安全可靠。
(2)彎曲特性
鋁芯電纜的彎曲性能很差,容易斷裂,鋁合金電纜的彎曲半徑是電纜外徑的7倍,比GB/T 12706規(guī)定的電纜外徑的10~20倍要好得多。
(3)靈活
純鋁電纜只有幾次扭轉(zhuǎn),導(dǎo)體就會開裂或斷裂,容易引起事故,鋁合金電力電纜可以承受數(shù)十次的彎曲,消掉了以往安裝和使用純鋁電纜時發(fā)生事故的隱患,大大提高了電纜的安穩(wěn)性和可靠性。
3.導(dǎo)電能力
鋁合金導(dǎo)體是在純鋁中加入稀土、鎂、銅、鐵等元素而形成的一種新型導(dǎo)體材料。眾所周知,在鋁中加入其他合金元素后,導(dǎo)電率會下降,但通過過程控制,電導(dǎo)率可恢復(fù)到接近純鋁的水平,使其具有與純鋁相似的電流。
三.重量不同
當(dāng)鋁芯電纜和鋁合金增加截面以取代銅芯電纜時,重量約為銅芯電纜的一半,安裝非常方便。
四.費用不同
鋁芯電纜的成本約為銅電纜的1/5,約為鋁合金電纜的1/3,成本較低。