鋁合金電纜

鋁合金導(dǎo)體電纜與傳統(tǒng)的純鋁導(dǎo)體電纜不同，該產(chǎn)品采用高延伸率鋁合金材料，通過在純鋁中添加銅(Cu)、錳(Mn)、鎂(Mg)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鋅(Zn)、鐵(Fe)和硅(Si)等多種元素，經(jīng)特殊的絞合和退火等先進(jìn)工藝，彌補(bǔ)了純鋁電纜的不足，改善了純鋁電纜的物理性能和工藝性能，提高了電纜的導(dǎo)電能力和抗腐蝕、抗蠕變能力，保證電纜即使在長(zhǎng)時(shí)間過載和過熱時(shí)的連接穩(wěn)定性。實(shí)現(xiàn)同樣的電氣性能，鋁合金導(dǎo)體電纜直接采購成本比銅電纜低40%～50%，建筑安裝施工費(fèi)用可節(jié)約20%以上。該產(chǎn)品也可以說是節(jié)能減排的綠色產(chǎn)品。

因其良好的性能，從19世紀(jì)60年代末開始在北美得到了廣泛的推廣和使用，2007年進(jìn)入中國后在北京、天津、吉林、廣東、四川等地得到廣泛應(yīng)用。

鋁合金電纜型號(hào)及名稱

鋁合金電纜系列—普通型

注：根據(jù)用戶要求，可以生產(chǎn)阻燃等級(jí)可分為：阻燃A類—ZA，阻燃B類—ZB和阻燃C類—ZC，如ZA-YJLHV22,ZC-YJLHV等。

鋁合金電纜系列—連鎖鎧裝型

注：根據(jù)用戶要求，可以生產(chǎn)阻燃等級(jí)可分為：阻燃A類—ZA和阻燃B類—ZB，如ZA-YJLHY8,ZB-YJLHY83等。 

鋁合金電纜系列—無鹵低煙阻燃型

注：根據(jù)用戶要求，阻燃等級(jí)可分為：阻燃A類—WDZA，阻燃B類—WDZB和阻燃C類—WDZC

鋁合金電纜截面選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，低壓動(dòng)力線因其負(fù)荷電流較大，所以一般先按發(fā)熱條件選擇截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線，因照明對(duì)電壓要求較高，所以一般先按允許電壓損耗來選擇截面，然后校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。而對(duì)長(zhǎng)距離、大電流及35kV以上的高壓線路，則往往先按經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇截面再校驗(yàn)其他條件。按以上經(jīng)驗(yàn)選擇，通常較易滿足要求，較少返工。

表2.1 鋁合金電纜對(duì)應(yīng)銅電纜規(guī)格下的載流量及電壓損失對(duì)比一覽表

鋁合金電纜的性能

合金材料的分類

目前的鋁合金材料分類如下：

1xxx – 純鋁 (99. 00%含量或更高)

2xxx – 鋁-銅合金 宇宙飛船

3xxx - 鋁-錳合金 可樂罐體

4xxx - 鋁-硅合金 焊接

5xxx - 鋁-鎂合金 人字梯/薄板

6xxx - 鋁-錳-硅合金 機(jī)翼/架空線/車架

7xxx - 鋁-鋅合金 A380/保險(xiǎn)杠

8xxx - 鋁和其他元素合金 建筑用電力電纜

9xxx - 未定義

合金電纜采用的鋁合金型號(hào)為8030合金。

合金元素

合金導(dǎo)體與純鋁電纜相比，大幅增加了銅、鐵、鎂元素。眾所周知，在鋁中加入其它多種合金元素后，導(dǎo)電性能會(huì)下降，而通過工藝控制，可以使導(dǎo)電率回復(fù)到純鋁的水平。增加其它元素的具體效用如下：

銅：增加合金在高溫時(shí)候的電阻穩(wěn)定性。

鐵：增加了抗蠕變性能。

鎂：提高導(dǎo)體的抗拉強(qiáng)度。

彎曲性能

根據(jù)GB/T12706中對(duì)銅纜安裝時(shí)彎曲半徑的規(guī)定，銅纜的彎曲半徑是10～20倍電纜直徑，鋁合金電纜的彎曲半徑最小為7倍電纜直徑，使用鋁合金電纜減小了安裝布局的空間，減小了安裝成本，更易于敷設(shè)。

延展性

特殊的工藝加工過程使得合金電纜比純鋁電纜具有更高的屈服強(qiáng)度;延伸率提高到25～30%;回彈量小，無記憶效應(yīng)。而普通鋁電力電纜的導(dǎo)體為1.5%。

耐腐蝕性

在空氣中鋁合金電纜的耐腐蝕性能優(yōu)于銅，銅纜的使用壽命按三十年設(shè)計(jì)，鋁合金電纜的使用壽命可以達(dá)四十年，這是以在美國應(yīng)用的事實(shí)為根據(jù)。

重量輕

相同載流量相同長(zhǎng)度的鋁合金電纜是銅纜的重量的一半，在大跨度安裝中優(yōu)勢(shì)明顯，可以降低安裝成本。

導(dǎo)電性能優(yōu)異

根據(jù)GB/T3956鋁合金導(dǎo)體相比于銅導(dǎo)體增加一個(gè)或兩個(gè)規(guī)格，達(dá)到相同的載流量，即鋁合金的截面增加1.5倍達(dá)到銅同樣的導(dǎo)電效果。雖然截面增大1.5倍，但通過緊壓處理，導(dǎo)體外徑與銅相比只增加1～8mm，增加的很少。 

拉伸強(qiáng)度高和抗疲勞性能好

鋁合金電纜的抗拉強(qiáng)度和抗疲勞性能略遜于銅纜，與銅纜很接近，不會(huì)因此影響到電纜的使用。

同鋁電纜比較

機(jī)械性能

與純鋁相比，鋁合金電纜抗拉強(qiáng)度更大、延伸性能更好，延伸性能提高了20倍。

彎折性能

純鋁彎折幾次易出現(xiàn)開裂或折斷，易引發(fā)事故，鋁合金經(jīng)過幾十次的彎折后不會(huì)出現(xiàn)開裂或折斷，消除了以往純鋁安裝使用過程中出現(xiàn)事故的隱患，極大地提高了安全性能。

抗蠕變性能

由于合金中加入了鐵、銅、鎂等元素，經(jīng)退火處理，使鋁合金導(dǎo)體的抗蠕變性能提高了300%，減小了長(zhǎng)期機(jī)械力作用下出現(xiàn)的蠕變現(xiàn)象，也降低了因蠕變而導(dǎo)致事故的幾率。因?yàn)槿渥兒髮?dǎo)致接頭松動(dòng)，接觸電阻增大，易引發(fā)事故。

電性能

鋁合金由于加入稀土及退火處理，導(dǎo)電率超過61.5%IACS，而純鋁的電導(dǎo)率為61%IACS，因而鋁合金的導(dǎo)電性能更好。

耐腐蝕性能

純鋁的耐腐蝕性能比銅好，但鋁合金的耐腐蝕性能比純鋁更優(yōu)，因?yàn)殇X合金中加入的稀土等元素提高了鋁合金表面的致密性，提高了鋁合金的耐腐蝕性能，特別是提高了耐電化學(xué)腐蝕性能，這就解決純鋁長(zhǎng)期在接頭處出現(xiàn)的電化學(xué)腐蝕的問題。

接頭

接頭問題一直是困擾鋁電纜不能推廣的一個(gè)原因，如今的接頭技術(shù)已經(jīng)很成熟，無論國內(nèi)還是國外，已不再是影響鋁合金電纜推廣的障礙，比如國內(nèi)的架空導(dǎo)線，大部分使用的都是鋁絞線，這塊的接頭技術(shù)已經(jīng)成熟，而國外的鋁合金已經(jīng)應(yīng)用四十年歷史。

高強(qiáng)度鋁合金帶聯(lián)鎖鎧裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

1、傳統(tǒng)的鎧裝方式為鋼帶鎧裝，該鎧裝有以幾點(diǎn)不足：

2、鋼帶鎧裝電纜重量重，不易于安裝和安裝成本高;

3、鋼帶易腐蝕，即使是鍍鋅鋼帶，使用壽命也有限;

4、鋼帶鎧裝對(duì)電纜的機(jī)械保護(hù)作用有限，需穿管敷設(shè)。

高強(qiáng)度鋁合金帶連鎖鎧裝相比具有以下優(yōu)勢(shì)：

合金電纜某產(chǎn)品，鎧裝層是5000系列合金，強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)，非磁性材料，碰撞時(shí)不會(huì)產(chǎn)生火花，在接近易燃易爆物品時(shí)時(shí)安全可靠的。自鎖式結(jié)構(gòu)能在更小的空間內(nèi)彎曲。

材料成本及安裝成本的比較

在實(shí)現(xiàn)同樣性能的前提下，鋁合金電纜的直接成本即電纜本身的成本比銅纜低20%～30%,由于鋁合金電纜的彎曲性能更好和重量更輕，可以免橋架或減少橋架用量，安裝成本能節(jié)約20%～50%。

應(yīng)用情況介紹

鋁合金電纜在美國、加拿大、墨西哥等國家使用了40年的歷史，美國民用及商用建筑90%采用鋁合金電纜，國內(nèi)也已經(jīng)有上千個(gè)工程已經(jīng)使用，未發(fā)生任何問題。

產(chǎn)品的使用范圍

適用于35kV及以下的電力電纜(含1kV、10kV和35kV電力電纜)，不可用于控制電纜或計(jì)算機(jī)儀表電纜，對(duì)于導(dǎo)體直接接觸高溫設(shè)備，長(zhǎng)期使用溫度在600℃以上的不適用，對(duì)于10mm2截面以下的導(dǎo)體，如布線，暫時(shí)不適用，這是由于針對(duì)純鋁純?cè)诘娜毕荩瑯?biāo)準(zhǔn)限制了鋁和鋁合金使用的最小截面在10mm2以上，但鋁合金完全可以用于更小的截面，我們正在請(qǐng)用戶試用。

鋁合金電纜與銅纜比較具有哪些優(yōu)勢(shì)

優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在彎曲性能、耐腐蝕性能、低反彈性、重量輕、省橋架、降低綜合成本(具體優(yōu)勢(shì)可以參照前面內(nèi)容)。

鋁合金電纜不及銅纜的方面

由于導(dǎo)電性能比銅纜稍差，因而導(dǎo)體要比銅纜大1～8mm，這是最主要的缺陷，但這不會(huì)影響到使用，因?yàn)闊o論是設(shè)備的鏈接還是電纜的布局，這點(diǎn)尺寸的差異都在允許的范圍之內(nèi)，不會(huì)造成使用上的影響的，除非有特殊場(chǎng)合的尺寸要求非常嚴(yán)格，才不適宜用鋁合金電纜代替。

連接頭問題

這是很多客戶關(guān)心的問題，為了解決連接頭處腐蝕問題，防止導(dǎo)體氧化，我們建議用戶采用銅鋁過渡端子，并在端子內(nèi)、配電箱連接處涂抹抗氧化劑，以防止氧化，連接這塊的技術(shù)已經(jīng)很成熟，國內(nèi)以及有數(shù)百個(gè)項(xiàng)目在使用，這已經(jīng)不存在問題。

鋁合金電纜尺寸的增加會(huì)不會(huì)導(dǎo)致橋架成本增加的問題

由于用鋁合金電纜代替銅纜會(huì)增加幾個(gè)至十幾個(gè)mm，很多客戶擔(dān)憂會(huì)因此增加橋架。答案是肯定不會(huì)的，因?yàn)殡娎|橋架的設(shè)計(jì)時(shí)，電纜間有一定的間距，留有一定的余量，這是為了電纜散熱的需要，因此使用鋁合金電纜即使增加十幾個(gè)mm也不會(huì)導(dǎo)致電纜橋架的增加，實(shí)際上是省橋架的，因?yàn)橄嗤d流量、相同長(zhǎng)度的鋁合金電纜只有銅纜重量的一半，因而電纜間的橋架距離更長(zhǎng)了，橋架的數(shù)量只會(huì)減少不會(huì)增加;此外，對(duì)于少數(shù)根數(shù)的電纜，可以免去橋架，直接采用電纜夾進(jìn)行固定。因而安裝成本也會(huì)大大降低。