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        新聞資訊

        鋁合金電纜在工程中的應用及優勢說明

        更新日期:2013年4月3日 大字 小字
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            我國電工行業從1957年至1973年,先后發展了鋁排、鋁絞線、鋁芯絕緣電線電纜、鋁芯電磁線、鋼鋁電車線、鋁芯軟電纜和鋁包鋼線等產品,取得很大成績,鋁導體的用量占導體總用量的比例上升到60%以上。進入90年代中期,在某些組織的宣傳、推動下,銅芯電纜的推廣大有壟斷市場之勢。而今,鋁導體的用量一再下滑,不能不引起深思。

          中國銅精礦的供應不到30%,超過70%的比例需要依賴進口,這遠遠高于中國鐵礦石和石油的對外依存程度,而受國內需求推動,我國已經成為全球最大的銅消費國,2006年我國的銅消費量總計達到400萬噸,約占全球供給總量的22%左右。目前電纜用銅大部分從國外進口,國外礦產壟斷企業爭相提價,造成建筑電氣成本居高不下。反過來看,我國已探明鋁礬土儲藏量為37億噸。在這樣的礦產資源形勢下,竭力推崇不惜重金進口銅,而不用自己擁有的豐富的鋁資源,使歐洲同行很不理解。有法國電纜業者曾經說,法國不產銅而鋁資源豐富,所以法國的電力電纜中,百分之六十以上使用鋁導體的,并且得到法國電力公司(EDF)的認可。

          隨著科學技術的發展,高質量、高科技含量的鋁材被開發出來,加之全球貧銅富鋁的資源現狀,銅件目前已是鋁價的3倍以上(銅約6萬元/噸,鋁約1.7萬元/噸),"鋁"代銅又成為自然的選擇。國外在鋁制導體的研究和應用方面,美國及加拿大開發出了AA8000系列電工級鋁合金作為導體材料。美國《國家電氣規范》NEC2008版310.14規定:8AWG、10AWG、12AWG截面(相當于國內8.37mm2、5.26mm2、3.332mm2)的實心導體應有AA8000系列電工級鋁合金材料制造;絞合型導體從8AWG到1000Kcmil(相當于國內506.7mm2)也應由AA8000系列電工級鋁合金導體材料制造。山東萬達電纜有限公司就是依據以上規范特別開發了與民用建筑配電相適應的鋁合金線纜。

          鋁合金電纜的定義

           鋁合金電力電纜,是以AA-8000 系列鋁合金材料為導體,采用特殊緊壓工藝和退火處理,和連鎖鎧裝工藝等先進技術發明創造的新型材料電力電纜。

           合金電纜和普通電纜的區別

           合金電纜采用AA-8000 系列鋁合金導體,而普通電纜則采用銅或者純鋁作為電纜導體。

           為什么要推廣使用合金電纜?

           在同樣體積下,鋁合金的實際重量大約是銅的三分之一。按照該計算,在滿足相同導電性能的前提下,相同重量鋁合金電纜的長度是銅電纜的兩倍。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,減少設備和電纜的磨損,使安裝工作更輕松。

           合金電纜比普通電纜的優勢:

           導電性能:

           鋁合金的導電率是最常用基準材料銅IACS的61.5%,載流量是銅的79%,優于純鋁標準。

           抗蠕變性能

           鋁合金導體的合金材料與退火處理工藝減少了導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

           鋁合金導體相比于純鋁導體,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。

           熱膨脹系數

           熱膨脹系數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與銅相當,多年來鋁連接器一直可靠地用于銅和鋁導體,且當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。所以鋁合金導體與連接器的膨脹和收縮完全一致。

           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。這種優勢在大跨度的建筑(如體育場館)配線時體現得尤為突出。

           防腐蝕性能

           鋁固有的防腐性能緣自當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一步改善鋁合金的耐腐蝕性能,特別是電化學腐蝕。鋁能承受惡劣環境的特點使其被廣泛應用于托盤內電纜的導體,以及許多工業元件和容器。腐蝕的產生通常與不同的金屬在潮濕環境中的連接有關,可使用相應的保護措施來防止腐蝕的發生,比如使用潤滑油、抗氧化劑和保護涂層。堿性土壤和某些類型的酸性土壤環境對鋁有較大的腐蝕性,所以直埋敷設的鋁導體應使用絕緣層或模壓護套防止腐蝕。在含硫的環境中,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,更容易進行端子連接。

           鎧裝特性

           國內常用的鎧裝電纜,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,容易導致擊穿,且重量重,安裝成本相當高,加之耐腐蝕性能差,使用壽命不長。而我們根據美國標準開發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構,保證電纜能經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。同時鎧裝結構使電纜與外界隔離,即使在火災時,鎧裝層提高了電纜的阻燃耐火級別,降低了火災的危險系數。鋁合金帶鎧裝結構相對于鋼帶鎧裝,其重量輕,敷設便利,可免橋架安裝,能減少20%~40%的安裝費用。根據使用場所的不同可以選擇不同的外護套層,使鎧裝電纜的用途更加廣泛。

           緊壓特性

           單從體積電導率方面考慮,鋁合金不及銅,但我們開發的導體不僅從材料性能方面作出了改進,而且在工藝方面也取得大的突破,我們采用超常規的緊壓技術,使緊壓系數達到0.93,而異型線的緊壓系數能達到0.95,在國內屬于首創。通過最大極限的緊壓,可以彌補鋁合金在體積導電率上的不足,使絞合導體線芯如實心導體一般,明顯的降低線芯外徑,提高導電性能,在同等載流量情況下導體外徑只比銅纜大10%。

           阻燃性能

           在建筑物發生火災時,濃煙和含鹵毒素(如電纜中的有鹵阻燃劑等)是致命殺手?!睹裼媒ㄖ姎庠O計規范》(JGJ16-2008)7.4.1條第2款規定"對一類高層建筑以及重要的公共場所等防火要求高的建筑物,應使用阻燃低煙無鹵交聯聚乙烯絕緣電力電纜。"

           山東萬達電纜有限公司生產的鎧裝鋁合金電纜的絕緣采用的是低煙無鹵的XLPE(交聯聚乙烯)材料,加之其獨特的自鎖型鎧裝結構,使其達到低煙無鹵阻燃IA級,這種電纜在燃燒時的透光率達到了99%(標準要求IA級透光率≥80%),只產生極微量的煙霧,發生火災時減少了對人身的二次傷害,有利于及時疏散和救援。

           自鎖型鎧裝電纜的鋁合金鎧帶散熱性好,可以很快帶走熱量,其阻燃特性優異,在火焰撤走后能迅速熄滅,不會延然其他材料。通過燃燒試驗對比,供火40min碳化高度只有0.15m,遠低于國家標準《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗 第33部分:垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗A類》(GB/T 18380.33-2008)的阻燃電纜碳化高度≤2.50m的要求。

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