由于铝具有不错的导电性能所以从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广泛使用系列铝合金材料
铝合金电缆材料的由来
在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分析其主要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方面进行了改进采取了以下措施
在材料方面美国南线加拿大铝业发明了等系列铝合金提升了蠕变性能
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的试验年NEC电气规定在V以下某些类型电线的铝导体应采用系列铝合金年美国材料和试验协会ASTM颁布了B标准将种牌号的系列铝合金列入电缆导体标准注
从美国发展铝合金电缆的历史看有以下几个特点
一是因纯铝和铜连接端子的问题导致一些事故发生
二是系列铝合金是在纯铝材料基础上开发的一种新型号主要目的是提升普铝电缆的蠕变性能主要是为了解决接头端子出现的问题
三是年美国电气法规规定在V以下某些类型电线的铝导体应采用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
四是从年颁布B标准算起截至目前为止美国铝合金电缆使用的历史不到年
系列铝合金的性能
从上述两个铝合金标准表中可以看出电工纯铝属于纯铝其含铝量为系列铝合金属于其他合金系列其铝含量超过加入SiCuFeMe等微量元素总计这也就是说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于制造铝合金电缆并没有改善铝的其它使用性能
因此相对系列纯铝来说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
系列铝合金的抗拉强度比纯铝差
通过铝合金产品标准的指标可以看出系列铝合金的机械抗拉强度比纯铝低比铜低以上所以从这个指标来看采用系列铝合金的电缆如果在施工中处理不当容易导致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
各种材料电缆的性能综合比较
通过产品标准指标可以综合比较铝合金电缆纯铝电缆与铜电缆的性能
在导电性方面铜材料最好纯铝次之系列铝合金不如纯铝
在断裂延伸率柔软性方面铜材料最好系列铝合金次之纯铝不如系列铝合金
在抗拉强度方面铜材料最好纯铝次之铝合金比纯铝差
在耐腐蚀性方面也是铜材料最好纯铝次之铝合金也不如纯铝
结论
通过性能比较可以看出使用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系列铝合金的价格高于纯铝所以是否可以考虑使用纯铝替代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提供了第三种选择但从我国电力体系的实际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综合考虑这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值得我们思考呢
注数据来源美国消费者产品安全委员会年对多个州市做的火灾调查
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