應用鋁合金電纜

1、用銅還是用鋁-讓我們正確理解市場上對于應用鋁合金電纜的質疑        長久以來，人們對建筑用低壓電纜的選擇，通常是以銅為主。認為銅導體在電氣性能及可靠程度上都高于其他導體，是用作電纜材料的不二選擇。但銅作為地球上的一種稀缺資源，尤其是在我們國家，礦藏量十分有限，銅礦石大量依賴進口。在倡導節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，我們是不是應該突破固有的使用習慣，在適用的條件下，去接受更加經(jīng)濟且環(huán)保的鋁合金電纜呢？眾所周知，任何新事物、新科技的產(chǎn)生，必然會觸動既有行業(yè)經(jīng)濟團體的利益，以致招來大量非議，受到同行及競爭對手排擠、打壓。但隨著越來越多的人逐漸了解并接受

2、這種新鮮事物，以往陳舊的理念理所當然地會被歷史的洪流所淘汰。就像現(xiàn)在，眾多的設計師和業(yè)主基于其性能可靠，經(jīng)濟節(jié)約，綠色環(huán)保等考慮，紛紛開始選用鋁合金電力電纜，恰恰說明鋁合金電力電纜適用于中國市場，是非常符合中國國情的產(chǎn)物，同時能夠滿足很多場合應用的需求，有著廣闊的市場和生命力。關于鋁合金電纜在國外住宅項目中應用的質疑8000系列鋁合金導體不同于以往的純鋁導體，經(jīng)過一系列的工藝技術，通過在純鋁中添加鐵、鎂及其他一些金屬元素后，其電氣性能與純鋁基本相當，機械性能大幅改善，在抗蠕變、柔韌性、耐腐蝕及屈服強度上均接近甚至超越了銅導體。在8000系鋁合金導體的發(fā)源地北美地區(qū)，有很多企業(yè)都在生產(chǎn)并銷售以鋁

3、合金為導體的電纜產(chǎn)品，早在30多年前鋁合金電纜就已經(jīng)被廣泛應用于包括住宅、 商業(yè)、工業(yè)及軍事等眾多項目中，并且運行良好。 下圖是美國業(yè)績表中的關于住宅業(yè)績一頁（截止到2000年，美國業(yè)績表中典型安裝項目共有71頁，具有代表性的住宅工程有近150項；加拿大的典型安裝工程有35頁，具有代表性的住宅工程有近160項）下右圖是加拿大業(yè)績表中關于住宅業(yè)績的一頁。（可以看到早在1973年卡爾加里的洲際公寓二期的應用）。所有這些業(yè)績表明以鋁合金為導體電力電纜是經(jīng)過多年實際應用驗證了的，是可靠的安全的穩(wěn)定的性價比高的配電線纜。除住宅外，合金電纜在工業(yè)賓館商業(yè)建筑機場超高層建筑都有著廣泛的應用。所以，針對于合金

4、電纜在北美地區(qū)廣泛應用的質疑都是沒有根據(jù)的，是站不住腳的。  關于鋁合金電纜連接性能實驗標準的質疑很多不懂得電氣原理的人通常以為鋁-鋁連接不可靠，可以說是談鋁色變。但目前我們使用的是鋁合金導體而非純鋁，由于向純鋁中添加了合金成分，能夠有效地改善及抑制純鋁材料的蠕變特性，已經(jīng)使得連接性能大幅提高。同時希望讀者能夠客觀地分析一下，我們以往所認為的鋁不可靠，到底是鋁材料不穩(wěn)定，還是接頭不可靠，還是安裝時候的工藝原因呢？下面一段文字摘自 加拿大皇家調查委員會關于鋁線的法案1957年，凱撒鋁制電氣產(chǎn)品（Kaiser Aluminum Electrical Products）使用凱撒（

5、Kaiser ）鋁類型NM電纜（Ka-Flex）為西弗吉尼亞州雷文斯伍德的99套公寓布線。連續(xù)運行六年后，凱撒（Kaiser ）的工程師于1963年檢查了這些設施，未發(fā)現(xiàn)任何與開關、裝置或者負載中心相關的問題。Scotchlok連接器用于裝置上的銅鋁連接。在其他的結論中，調查人員決定不應再將使用密封劑視為全部鋁連接的強制規(guī)定。IF馬蒂瑟和S M加特（1970年）指出，EC級鋁電線不是特別適用于小電線尺寸（小于AWG-8 , *注： 等同于公制 8.37mm2），因為它容易產(chǎn)生刻痕，而且蠕變應力低、熱穩(wěn)定性差。然而，已經(jīng)開發(fā)出了多種新型合金電線?？瓷先ミ@些新型電線已經(jīng)克服了這些問題，因為它們強度

6、比較高、延展性較好，而且在200時它們的機械特性幾乎保持不變，在接近275時周期為數(shù)小時。在美國國家標準局（NBS）的報告 NBSIR 75-677（1974年12月）和 NEISS 新聞（1975年7月，第4期）中報告了在美國的支路布線的鋁電線年表。本章節(jié)的其他內(nèi)容摘自這兩個來源。1966年前，美國安全檢測實驗室（UL）認可在任何“一般用途接線設備”上使用鋁制支路電線，使用無螺釘推入式接線端子的除外。在退火回火方面，一般用途的 EC級鋁合金不能滿足15 000至22 000 psi的極限抗拉強度要求，因此，必須用于部分退火或者加工硬化回火。對于鋁導線，UL公布了下列要求，自1971年4月1日

7、起生效：抗拉強度：15 000 psi（最?。?20 000 psi（最大）；UL規(guī)定鋁導線材料滿足下列要求，自1971年6月1日起生效：機械和熱試驗要求：極限抗拉強度：15 000 psi（最?。?屈服強度：11 000 psi（最小）；延伸率：8%（最小）熱穩(wěn)定性：在200時加熱4小時后，極限和屈服強度均不應小于上述規(guī)定，或者不小于“原樣”強度的90%，取二者中的較大數(shù)值。20世紀70年代初期，UL提議導線和設備均應經(jīng)受熱循環(huán)試驗。制造商開發(fā)了新型合金，針對以前的EC級支路電路導線，具有較高的強度和延展性，較低的蠕變率和應力松弛，以及改進了的熱穩(wěn)定性。這些結果的詳細內(nèi)容將在隨后的章節(jié)中給出

8、。1972年8月，UL和電氣行業(yè)組織了一個“在電氣接線系統(tǒng)中，有關使用具有接線設備的鋁導線的特別委員會”。1972年9月，UL修訂了試驗規(guī)格，以便列名鋁電線，并且批準了滿足這些規(guī)格的第一根電線。  實際上，低壓配電系統(tǒng)中故障出現(xiàn)最多的地方是電氣接頭處。最主要的擔心之一是電化學腐蝕問題，但通過銅鋁過渡端子已經(jīng)能夠成功地解決此類問題，我們能夠通過苛刻的測試來驗證并推算其長期的可靠性。鋁或銅端子及中間接頭的連接是否可靠，以及能否在壽命周期內(nèi)保持穩(wěn)定的電氣連接，是依據(jù)國家標準GB/T 9327額定電壓35kV(Um=40.5kV)及以下電力電纜導體用壓接式和機械式連接金具 試驗方法

9、和要求（修改采用IEC 61238-1:2003）的測試結果來評判；北美地區(qū)按照UL486B的測試。IEC和UL兩大標準體系對于端子連接都是采用熱循環(huán)試驗的方法來評價金具與電纜連接的可靠性和穩(wěn)定性。UL和IEC 早已認可了評價鋁或鋁合金線纜與端子連接的試驗方法，且在這之后無數(shù)的項目應用案例都能夠證明這種實驗方法是科學的，是可靠的。    下圖是鋁合金導體與銅鋁過渡端子連接的測試內(nèi)容：試驗中將端子和電纜導體通過大電流升溫到120，并處于穩(wěn)定狀態(tài)，然后自然冷卻使金具和電纜導體降溫至室溫（35以下）， 分別記錄高溫及室溫下，每個連接金具和基準導體的電阻和溫度，經(jīng)過1000次循環(huán)后，將試驗電阻值和原始連接電阻值做對比，分析其連接是否穩(wěn)定。 本帖最后由 jgj0226 于 2010-11-19 16:38 編輯 附件圖.gif (32.17 KB) 2010-11-19 16:38 圖.jpg (54.24 KB) 2010