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铝合金电缆性能指标都不如铜电缆
2024/07/12 产品与研发

  由于铝具有不错的导电性能,所以从1960年代起,北美就开始使用铝电缆,刚开始与高压架空线一样,使用纯铝材料,后来才普遍的使用8000系列铝合金材料。

  在1965-1971年期间,美国一些采用纯铝芯电缆的建筑火灾事故频发。通过一系列分析,其根本原因是没有为铝芯电缆设计专用的连接器,而是直接采用了铜芯电缆的连接器,导致铝线与插座或开关之间发生松弛、微观损坏、起弧,使接触电阻增大发生过热而引发火灾。

  为了扭转这个局面,北美电缆业界从电缆产品和连接器几个维度进行了改进,采取了以下措施。

  ? 在电线连接方面;采用多种方法,改进连接性能,包括使用镀锡端子、在铝线和铜端子间增加特殊垫片、连接点涂敷抗氧化剂、设计专门的插座等;

  ? 在标准方面;通过美国UL公司,以及美国国家防火委员会(NFPA)的试验,1985年,NEC电气规定在2000V以下某些类型电线年,美国材料和试验协会(ASTM )颁布了B800标准,将6种牌号的8000系列铝合金列入电缆导体标准(注)。

  二是8000系列铝合金,是在纯铝材料基础上开发的一种新型号,最大的目的是提升普铝电缆的蠕变性能,主要是未解决接头端子出现的问题。

  三是1985年美国电气法规规定在2000V以下某些类型电线系列铝合金。可见在美国,铝合金电缆从来也没有进入到中压领域,而只是在低压部分领域适用。

  四是从1988年颁布B800标准算起,截至目前为止,美国铝合金电缆使用的历史不到30年。

  从上述两个铝合金标准表中能够准确的看出,1350电工纯铝,属于纯铝,其含铝量为99.50%;8000系列铝合金,属于其他合金系列,其铝含量超过98%,加入Si Cu Fe Me 等微量元素,总计1%-1.5%。这也就是说8000系列铝合金只是在纯铝基础上,加入一点微量元素,目的是改善铝的蠕变性能,用来制造铝合金电缆,并没有改善铝的其它使用性能。

  因此,相对1000系列纯铝来说,8000系列铝合金的性能没有根本性提升,只是在抗蠕变方面有了一些改进而已。

  通过铝合金产品质量标准的指标能够准确的看出,8000系列铝合金的机械抗拉强度比纯铝低30%,比铜低100%以上,所以从这个指标来看,采用8000系列铝合金的电缆,如果在施工中处理不当,轻易造成断、裂痕迹出现,而这种断、裂痕迹,无疑是电缆稳定运行中的一大隐患。

  在断裂延伸率/柔软性方面,铜材料最好,8000系列铝合金次之,纯铝不如8000系列铝合金。

  通过性能比较,能够准确的看出,使用8000系列铝合金制造电缆,比纯铝制造电缆,只是在抗蠕变性和断裂延伸性方面有提高,其它方面的性能不仅没有改善,甚至还不如纯铝材料。由于8000系列铝合金的价格高于纯铝,所以是不是能够考虑使用纯铝,替代8000系列铝合金作为制造电缆的材料。

  铝合金电缆与铜电缆相比,各项使用指标都弱于铜电缆,因此铝合金电缆要全面替代铜电缆是不现实的。

  总的来讲,铝合金电缆的开发,在铜电缆和纯铝电缆之外,为用户更好的提供了第三种选择。但从我国电力体系的真实的情况看,系统复杂性越高,带来的是风险加大、维护成本上升,备品备件增加。考虑这一些因素,欧盟国家采取了比较现实的政策,规定电缆就采用铜和纯铝材料,而不使用铝合金材料,这种系统性选型的思考方法,是否可以让我们思考呢?

  (注)数据来源:美国消费者产品安全委员会1974年对多个州市做的火灾调查。

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