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鋁合金電纜性能指標(biāo)與銅電纜的區(qū)別
更新時間:2016-12-05 11:57   來源:中金網(wǎng)   瀏覽次數(shù):209655 | 文字大小:
摘要:【中金網(wǎng)】由于鋁具有不錯的導(dǎo)電性能,所以從1960年代起,北美就開始使用鋁電纜,剛開始與高壓架空線一樣,使用純鋁材料,后來才廣泛使用8000系列鋁合金材料。

  【中金網(wǎng)】由于鋁具有不錯的導(dǎo)電性能,所以從1960年代起,北美就開始使用鋁電纜,剛開始與高壓架空線一樣,使用純鋁材料,后來才廣泛使用8000系列鋁合金材料。

  1、鋁合金電纜材料的由來

  在1965-1971年期間,美國一些采用純鋁芯電纜的建筑火災(zāi)事故頻發(fā)。通過分析,其主要原因是沒有為鋁芯電纜設(shè)計專用的連接器,而是直接采用了銅芯電纜的連接器,導(dǎo)致鋁線與插座或開關(guān)之間發(fā)生松弛、微觀損壞、起弧,使接觸電阻增大發(fā)生過熱而引發(fā)火災(zāi)。

  為了扭轉(zhuǎn)這個局面,北美電纜業(yè)界從電纜產(chǎn)品和連接器幾個方面進(jìn)行了改進(jìn),采取了以下措施。

  在材料方面;美國南線、加拿大鋁業(yè)發(fā)明了8176、8030等8000系列鋁合金,提升了蠕變性能;

  在電線連接方面;采用多種方法,改進(jìn)連接性能,包括使用鍍錫端子、在鋁線和銅端子間增加特殊墊片、連接點涂敷抗氧化劑、設(shè)計專門的插座等;

  在標(biāo)準(zhǔn)方面;通過美國UL公司,以及美國國家防火委員會(NFPA)的試驗,1985年,NEC電氣規(guī)定在2000V以下某些類型電線的鋁導(dǎo)體應(yīng)采用8000系列鋁合金。1988年,美國材料和試驗協(xié)會(ASTM )頒布了B800標(biāo)準(zhǔn),將6種牌號的8000系列鋁合金列入電纜導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)(注)。

  從美國發(fā)展鋁合金電纜的歷史看,有以下幾個特點;

  一是因純鋁和銅連接端子的問題,導(dǎo)致一些事故發(fā)生;

  二是8000系列鋁合金,是在純鋁材料基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型號,主要目的是提升普鋁電纜的蠕變性能,主要是為了解決接頭端子出現(xiàn)的問題。

  三是1985年美國電氣法規(guī)規(guī)定在2000V以下某些類型電線的鋁導(dǎo)體應(yīng)采用8000系列鋁合金??梢娫诿绹X合金電纜從來也沒有進(jìn)入到中壓領(lǐng)域,而只是在低壓部分領(lǐng)域適用。

  四是從1988年頒布B800標(biāo)準(zhǔn)算起,截至目前為止,美國鋁合金電纜使用的歷史不到30年。

  2、8000系列鋁合金的性能

  從上述兩個鋁合金標(biāo)準(zhǔn)表中可以看出,1350電工純鋁,屬于純鋁,其含鋁量為99.50%;8000系列鋁合金,屬于其他合金系列,其鋁含量超過98%,加入Si Cu Fe Me 等微量元素,總計1%-1.5%。這也就是說8000系列鋁合金只是在純鋁基礎(chǔ)上,加入一點微量元素,目的是改善鋁的蠕變性能,用于制造鋁合金電纜,并沒有改善鋁的其它使用性能。

  因此,相對1000系列純鋁來說,8000系列鋁合金的性能沒有根本性提升,只是在抗蠕變方面有了一些改進(jìn)而已。

  3、8000系列鋁合金的抗拉強(qiáng)度比純鋁差

  通過鋁合金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)可以看出,8000系列鋁合金的機(jī)械抗拉強(qiáng)度比純鋁低30%,比銅低100%以上,所以從這個指標(biāo)來看,采用8000系列鋁合金的電纜,如果在施工中處理不當(dāng),容易導(dǎo)致斷、裂痕跡出現(xiàn),而這種斷、裂痕跡,無疑是電纜穩(wěn)定運(yùn)行中的一大隱患。

  4、各種材料電纜的性能綜合比較

  通過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo),可以綜合比較鋁合金電纜、純鋁電纜與銅電纜的性能。

  在導(dǎo)電性方面,銅材料最好,純鋁次之,8000系列鋁合金不如純鋁。

  在斷裂延伸率/柔軟性方面,銅材料最好,8000系列鋁合金次之,純鋁不如8000系列鋁合金。

  在抗拉強(qiáng)度方面,銅材料最好,純鋁次之,鋁合金比純鋁差30%。

  在耐腐蝕性方面,也是銅材料最好,純鋁次之,鋁合金也不如純鋁。

  5、結(jié)論

  通過性能比較,可以看出,使用8000系列鋁合金制造電纜,比純鋁制造電纜,只是在抗蠕變性和斷裂延伸性方面有提高,其它方面的性能不僅沒有改善,甚至還不如純鋁材料。由于8000系列鋁合金的價格高于純鋁,所以是否可以考慮使用純鋁,替代8000系列鋁合金作為制造電纜的材料。

  鋁合金電纜與銅電纜相比,各項使用指標(biāo)都弱于銅電纜,因此鋁合金電纜要全面替代銅電纜是不現(xiàn)實的。

  總的來講,鋁合金電纜的開發(fā),在銅電纜和純鋁電纜之外,為用戶提供了第三種選擇。但從我國電力體系的實際情況看,系統(tǒng)復(fù)雜性越高,帶來的是風(fēng)險加大、維護(hù)成本上升,備品備件增加。綜合考慮這些因素,歐盟國家采取了比較現(xiàn)實的政策,規(guī)定電纜就采用銅和純鋁材料,而不使用鋁合金材料,這種系統(tǒng)性選型的思考方法,是否值得我們思考呢?

  (注)數(shù)據(jù)來源:美國消費(fèi)者產(chǎn)品安全委員會1974年對多個州市做的火災(zāi)調(diào)查。

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