1、 引言
我國(guó)電工行業(yè)從1957年至1973年，先后發(fā)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(chǎn)品，取得很大成績(jī)，鋁導(dǎo)體的用量占導(dǎo)體總用量的比例上升到60%以上。進(jìn)入90年代中期，在某些組織的宣傳、推動(dòng)下，銅芯電纜的推廣大有壟斷市場(chǎng)之勢(shì)。而今，鋁導(dǎo)體的用量一再下滑，不能不引起深思。
中國(guó)銅精礦的供應(yīng)不到30%，超過70%的比例需要依賴進(jìn)口，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國(guó)鐵礦石和石油的對(duì)外依存程度，而受國(guó)內(nèi)需求推動(dòng)，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的銅消費(fèi)國(guó)，2006年我國(guó)的銅消費(fèi)量總計(jì)達(dá)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(guó)外進(jìn)口，國(guó)外礦產(chǎn)壟斷企業(yè)爭(zhēng)相提價(jià)，造成建筑電氣成本居高不下。反過來看，我國(guó)已探明鋁礬土儲(chǔ)藏量為37億噸。在這樣的礦產(chǎn)資源形勢(shì)下，竭力推崇不惜重金進(jìn)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(guó)電纜業(yè)者曾經(jīng)說，法國(guó)不產(chǎn)銅而鋁資源豐富，所以法國(guó)的電力電纜中，百分之六十以上使用鋁導(dǎo)體的，并且得到法國(guó)電力公司(EDF)的認(rèn)可。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高質(zhì)量、高科技含量的鋁材被開發(fā)出來，加之全球貧銅富鋁的資源現(xiàn)狀，銅件目前已是鋁價(jià)的3倍以上(銅約6萬元/噸，鋁約1.7萬元/噸)，以“鋁”代銅又成為自然的選擇。國(guó)外在鋁制導(dǎo)體的研究和應(yīng)用方面，美國(guó)及加拿大開發(fā)出了AA8000系列電工級(jí)鋁合金作為導(dǎo)體材料。美國(guó)《國(guó)家電氣規(guī)范》NEC2008版310.14規(guī)定：8AWG、10AWG、12AWG截面(相當(dāng)于國(guó)內(nèi)8.37mm2、5.26mm2、3.332mm2)的實(shí)心導(dǎo)體應(yīng)有AA8000系列電工級(jí)鋁合金材料制造;絞合型導(dǎo)體從8AWG到1000Kcmil(相當(dāng)于國(guó)內(nèi)506.7mm2)也應(yīng)由AA8000系列電工級(jí)鋁合金導(dǎo)體材料制造。山東萬達(dá)電纜有限公司就是依據(jù)以上規(guī)范特別開發(fā)了與民用建筑配電相適應(yīng)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(dǎo)體，采用特殊緊壓工藝和退火處理，和連鎖鎧裝工藝等先進(jìn)技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造的新型材料電力電纜。
3.2、合金電纜和普通電纜的區(qū)別
合金電纜采用AA-8000 系列鋁合金導(dǎo)體，而普通電纜則采用銅或者純鋁作為電纜導(dǎo)體。
3.3、為什么要推廣使用合金電纜?
在同樣體積下，鋁合金的實(shí)際重量大約是銅的三分之一。按照該計(jì)算，在滿足相同導(dǎo)電性能的前提下，相同重量鋁合金電纜的長(zhǎng)度是銅電纜的兩倍。因此，相同載流量時(shí)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。
3.4、合金電纜比普通電纜的優(yōu)勢(shì)：
導(dǎo)電性能：
鋁合金的導(dǎo)電率是最常用基準(zhǔn)材料銅IACS的61.5%，載流量是銅的79%，優(yōu)于純鋁標(biāo)準(zhǔn)。
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(duì)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(qiáng)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(qiáng)度，且延伸率提高到30%，使用更加安全可靠。
熱膨脹系數(shù)
熱膨脹系數(shù)用來計(jì)算在溫度變化時(shí)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。
自重承載力強(qiáng)
鋁合金改善了純鋁的抗拉強(qiáng)度，鋁合金電纜可支撐4000米長(zhǎng)度的自重，銅電纜只能支撐2750米。這種優(yōu)勢(shì)在大跨度的建筑(如體育場(chǎng)館)配線時(shí)體現(xiàn)得尤為突出。
防腐蝕性能
鋁固有的防腐性能緣自當(dāng)鋁表面與空氣接觸時(shí)形成薄而堅(jiān)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(diǎn)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(rùn)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(duì)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(dú)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(guó)內(nèi)常用的鎧裝電纜，大多采用鋼帶鎧裝，安全級(jí)別低，在受到外界破壞力時(shí)，其抵御能力差，容易導(dǎo)致?lián)舸抑亓恐兀惭b成本相當(dāng)高，加之耐腐蝕性能差，使用壽命不長(zhǎng)。而我們根據(jù)美國(guó)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(qiáng)大的破壞力，即使電纜遭受較大的壓力和沖擊力時(shí)，電纜亦不易被擊穿，提高了安全性能。同時(shí)鎧裝結(jié)構(gòu)使電纜與外界隔離，即使在火災(zāi)時(shí)，鎧裝層提高了電纜的阻燃耐火級(jí)別，降低了火災(zāi)的危險(xiǎn)系數(shù)。鋁合金帶鎧裝結(jié)構(gòu)相對(duì)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(fèi)用。根據(jù)使用場(chǎng)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(guó)內(nèi)屬于首創(chuàng)。通過最大極限的緊壓，可以彌補(bǔ)鋁合金在體積導(dǎo)電率上的不足，使絞合導(dǎo)體線芯如實(shí)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%。
阻燃性能
在建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)，濃煙和含鹵毒素(如電纜中的有鹵阻燃劑等)是致命殺手。《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ16-2008)7.4.1條第2款規(guī)定“對(duì)一類高層建筑以及重要的公共場(chǎng)所等防火要求高的建筑物，應(yīng)使用阻燃低煙無鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。”
山東萬達(dá)電纜有限公司生產(chǎn)的鎧裝鋁合金電纜的絕緣采用的是低煙無鹵的XLPE(交聯(lián)聚乙烯)材料，加之其獨(dú)特的自鎖型鎧裝結(jié)構(gòu)，使其達(dá)到低煙無鹵阻燃IA級(jí)，這種電纜在燃燒時(shí)的透光率達(dá)到了99%(標(biāo)準(zhǔn)要求IA級(jí)透光率≥80%)，只產(chǎn)生極微量的煙霧，發(fā)生火災(zāi)時(shí)減少了對(duì)人身的二次傷害，有利于及時(shí)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(yōu)異，在火焰撤走后能迅速熄滅，不會(huì)延然其他材料。通過燃燒試驗(yàn)對(duì)比，供火40min碳化高度只有0.15m，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗(yàn) 第33部分：垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗(yàn)A類》(GB/T 18380.33-2008)的阻燃電纜碳化高度≤2.50m的要求。
標(biāo)簽:鋁導(dǎo)體 鎧裝電纜 彎曲性能 交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜 直埋敷設(shè)
得不知的21個(gè)潔具專業(yè)名詞
