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(lè)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(guò)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(guò)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(wú)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(guó)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(guò)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(kāi)裂或折斷，易引發(fā)事故，鋁合金經(jīng)過(guò)幾十次的彎折后不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂或折斷，消除了以往純鋁安裝使用過(guò)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(guò)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(wèn)題。

• 接頭

接頭問(wèn)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(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，已不再是影響鋁合金電纜推廣的障礙，比如國(guó)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(guó)外的鋁合金已經(jīng)應(yīng)用四十年歷史，像克勞克、上海嘉孟是一直為美國(guó)用戶服務(wù)的電纜接頭生產(chǎn)商，除了可以在國(guó)內(nèi)進(jìn)行選擇以外，也可以選擇這樣的世界品牌。

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

傳統(tǒng)的鎧裝方式為鋼帶鎧裝，該鎧裝有以幾點(diǎn)不足：

• 鋼帶鎧裝電纜重量重，不易于安裝和安裝成本高;
• 鋼帶易腐蝕，即使是鍍鋅鋼帶，使用壽命也有限;
• 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(guó)、加拿大、墨西哥等國(guó)家使用了40年的歷史，美國(guó)民用及商用建筑90%采用鋁合金電纜，國(guó)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(wèn)題。

客戶可能會(huì)提到的問(wèn)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�，�?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(wú)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(wèn)題

這是很多客戶關(guān)心的問(wèn)題，為了解決連接頭處腐蝕問(wèn)題，防止導(dǎo)體氧化，我們建議用戶采用銅鋁過(guò)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(guó)內(nèi)以及有數(shù)百個(gè)項(xiàng)目在使用，這已經(jīng)不存在問(wèn)題。