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021-50886061電力電纜,為什么不能選擇鋁合金電纜?
鋁合金電纜在我國(guó)應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)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(fēng)險(xiǎn),下面就實(shí)際案例及導(dǎo)致鋁合金電纜風(fēng)險(xiǎn)事故的八個(gè)因素進(jìn)行探討。
案例: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(qiáng)烈腐蝕,導(dǎo)致電纜接頭和導(dǎo)體損壞,線路斷電。
通過(guò)這個(gè)案例可以看到鋁合金電纜在中國(guó)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(duì)鋁合金電纜的基本性能缺少認(rèn)識(shí),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(wèn)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(lái)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(gè)方面:
1、耐腐蝕性能,8000系列鋁合金不如普鋁
GB/T19292.2-2003標(biāo)準(zhǔn)表1注4中說(shuō)明:鋁合金耐腐蝕性差于普鋁更差于銅,這是因?yàn)殇X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(guó)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(diǎn)為1080℃而鋁和鋁合金的熔點(diǎn)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(guò)了相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,但鋁合金電纜與鋁電纜此方面沒(méi)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(diǎn)時(shí),不論電纜采取何種隔熱措施,電纜會(huì)在很短的時(shí)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(yuǎn)高于銅,AA8030鋁合金甚至高于普鋁
10X6/℃ 銅 鋁 鋁合金AA1000 鋁合金AA1350 鋁合金AA8030
0-100℃時(shí) 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(yuǎn)遠(yuǎn)高于銅,鋁合金AA1000和AA1350有了一點(diǎn)改善,而AA8030甚至高于鋁。熱膨脹系數(shù)高會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體在熱脹冷縮后接觸不良并且會(huì)惡性循環(huán),而電力供應(yīng)始終有峰谷差,對(duì)電纜性能造成了巨大的考驗(yàn)。
4、鋁合金沒(méi)有解決鋁氧化問(wèn)題
鋁合金或鋁暴露在大氣中會(huì)迅速形成一種堅(jiān)硬、粘結(jié)力強(qiáng)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(diǎn),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(huì)氧化,但氧化層柔軟并且在承受力時(shí)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(yuǎn)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(duì)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(gè)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(fēng)險(xiǎn)因素,如果沒(méi)有成熟工藝嚴(yán)格控制,鋁合金電纜改善蠕變性能方面也是無(wú)法保證的。
6、鋁合金電纜沒(méi)有解決鋁的連接可靠性問(wèn)題
影響鋁的連接可靠性的因素有5個(gè),鋁合金僅僅在一個(gè)問(wèn)題上有改善,并沒(méi)有解決普鋁連接問(wèn)題。
5個(gè)因素:氧化、熱膨脹、微動(dòng)損耗、金屬間化合物、蠕變和應(yīng)力松弛
普鋁在連接問(wèn)題上存在5個(gè)問(wèn)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(méi)有改進(jìn),因此連接問(wèn)題將依然是影響鋁合金品質(zhì)的重大問(wèn)題。鋁合金也是鋁的一種并不是一個(gè)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(wèn)題沒(méi)有解決,鋁合金是無(wú)法替代銅的。
7、國(guó)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(guò)加拿大POWERTECH測(cè)試,國(guó)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(guó)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(shuō)國(guó)產(chǎn)鋁合金電纜在抗蠕變性方面也還沒(méi)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(gè)工藝,氧化層的有效去除和涂覆抗氧化劑是關(guān)鍵,國(guó)內(nèi)施工水平,質(zhì)量要求參差不齊,留有隱患。而且由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有嚴(yán)格法律責(zé)任賠償體系,最終損失后果實(shí)踐中基本還是用戶自己承擔(dān)。
除了上述因素,鋁合金電纜還有截流量沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、接頭端子不過(guò)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(hù)和風(fēng)險(xiǎn)成本急劇升高、全生命周期成本升高、設(shè)計(jì)師無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可遵循等一系列專業(yè)問(wèn)題,如處理不當(dāng)或被故意忽略任何其中一項(xiàng)都足矣讓用戶遭受慘重的、無(wú)法擬補(bǔ)的損失和事故。
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