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電力電纜為什么不能選擇鋁合金電纜?

更新時間:2021-06-15點擊次數(shù):1316

 

鋁合金電纜在我國應(yīng)用時間不長但已經(jīng)有案例表明鋁合金電纜應(yīng)用在城市和廠礦有巨大隱患和風險,下面就兩個實際案例及導(dǎo)致鋁合金電纜風險事故的八個因素進行探討。
案例一
某鋼廠批量使用鋁合金電纜,投產(chǎn)一年時間發(fā)生兩次大火造成停產(chǎn)半個月,直接經(jīng)濟損失2個億。
  案例二
湖南某一城市照明配電系統(tǒng)采用了鋁合金電纜,在安裝后的一年內(nèi),發(fā)生了鋁合金電纜的強烈腐蝕,導(dǎo)致電纜接頭和導(dǎo)體損壞,線路斷電。
通過這兩個案例可以看到鋁合金電纜在中國城市、廠礦的大規(guī)模推廣已經(jīng)為城市、廠礦留下了隱患,用戶對鋁合金電纜的基本性能缺少認識,因而遭受了巨大損失,如果用戶提早了解到鋁合金電纜在防火可靠性和防腐問題上特性,這樣的損失是可以提前避免的。

從鋁合金電纜的特性來看,鋁合金電纜在防火和防腐方面有天然的缺陷。表現(xiàn)在以下8個方面:
1.耐腐蝕性能,8000系列鋁合金不如普鋁

GB/T19292.2-2003標準表1注4中說明:鋁合金耐腐蝕性差于普鋁更差于銅,這是因為鋁合金電纜加入了鎂、銅、鋅、鐵元素,因此易于發(fā)生局部腐蝕如應(yīng)力腐蝕斷裂、層蝕、晶間腐蝕,而且8000系列鋁合金屬于易腐蝕配方,鋁合金電纜增加了熱處理工序,易造成物理狀態(tài)不均勻,比鋁電纜更容易被腐蝕。目前在我國應(yīng)用的鋁合金基本都是8000鋁合金系列。

2.耐溫性能,鋁合金比銅相差大

銅的熔點為1080℃而鋁和鋁合金的熔點為660℃,所以銅導(dǎo)體是耐火電纜更好的選擇?,F(xiàn)在一些鋁合金電纜廠家宣稱可以生產(chǎn)耐火鋁合金電纜并且通過了相關(guān)國家標準測試,但鋁合金電纜與鋁電纜此方面沒有差別,如果處于火災(zāi)中心( 以上)即溫度高于鋁合金和鋁電纜熔點時,不論電纜采取何種隔熱措施,電纜會在很短的時間內(nèi)融化,喪失導(dǎo)電功能,因此鋁和鋁合金不宜用做耐火電纜導(dǎo)體,也不宜在人口密集的城市配電網(wǎng)、樓宇、廠礦中使用。

3.鋁合金熱膨脹系數(shù)遠高于銅,AA8030鋁合金甚至高于普鋁

10X6/℃

鋁合金AA1000

鋁合金AA1350

鋁合金AA8030

0-100℃時

17.0

23.5

21.9-25.5

21.8-25.5

23.6

從表中可以看到,鋁的熱膨脹系數(shù)遠遠高于銅,鋁合金AA1000和AA1350有了一點改善,而AA8030甚至高于鋁。熱膨脹系數(shù)高會導(dǎo)致導(dǎo)體在熱脹冷縮后接觸不良并且會惡性循環(huán),而電力供應(yīng)始終有峰谷差,對電纜性能造成了巨大的考驗。

4.鋁合金沒有解決鋁氧化問題

鋁合金或鋁暴露在大氣中會迅速形成一種堅硬、粘結(jié)力強但易碎,大約10nm厚度的 薄膜,具有較高的電阻率,它的硬度和粘結(jié)力使它難以形成導(dǎo)電觸點,這是鋁和鋁合金安裝前必須剔除表面氧化層的原因。銅表面也會氧化,但氧化層柔軟并且在承受力時容易破碎成為了半導(dǎo)體,形成了金屬-金屬類接觸。

5.鋁合金電纜在應(yīng)力松弛和抗蠕變性方面有改善但遠不及銅

在普鋁中加入特定的元素,可以改善普鋁的蠕變性能,但其提高的程度相對普鋁也非常有限,與銅相比尚有巨大差距。而且鋁合金電纜是否真正能夠改善抗蠕變性能,與每個企業(yè)的工藝、技術(shù)、質(zhì)量控制水平密切相關(guān),這種不確定性本身就是風險因素,如果沒有成熟工藝嚴格控制,鋁合金電纜改善蠕變性能方面也是無法保證的。

6.鋁合金電纜沒有解決鋁的連接可靠性問題

影響鋁的連接可靠性的因素有5個,鋁合金僅僅在一個問題上有改善,并沒有解決普鋁連接問題。

普鋁在連接問題上存在5個問題,8000系列鋁合金只在蠕變和應(yīng)力松弛方面有改善,其它方面都沒有改進,因此連接問題將依然是影響鋁合金品質(zhì)的重大問題。鋁合金也是鋁的一種并不是一個新材料,在導(dǎo)體性能方面如果鋁的基本性能與銅的差距問題沒有解決,鋁合金是無法替代銅的。

7. 國產(chǎn)鋁合金質(zhì)量控制不一致(合金成分)導(dǎo)致抗蠕變性能差

經(jīng)過加拿大POWERTECH測試,國產(chǎn)鋁合金成分控制不穩(wěn)定,北美鋁合金電纜Si含量相差5%以內(nèi),而國產(chǎn)鋁合金Si含量相差68%,而Si是影響蠕變性能的重要元素。也就是說國產(chǎn)鋁合金電纜在抗蠕變性方面也還沒有成熟的工藝形成。

8.鋁合金電纜接頭工藝復(fù)雜,容易留隱患

鋁合金電纜接頭工藝比銅電纜多出三個工藝,氧化層的有效去除和涂覆抗氧化劑是關(guān)鍵,國內(nèi)施工水平,質(zhì)量要求參差不齊,留有隱患。而且由于國內(nèi)沒有嚴格法律責任賠償體系,最終損失后果實踐中基本還是用戶自己承擔。

除了上述因素,鋁合金電纜還有截流量沒有統(tǒng)一標準、接頭端子不過關(guān)、電容電流增大、鋁合金電纜鋪設(shè)間距因截面加大變窄或不足以支撐、電纜截面增大導(dǎo)致施工困難、電纜溝??臻g是否配套、維護和風險成本急劇升高、全生命周期成本升高、設(shè)計師無標準可遵循等一系列專業(yè)問題,如處理不當或被故意忽略任何其中一項都足矣讓用戶遭受慘重的、無法擬補的損失和事故。

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