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铝合金导线技术变迁及应用

2016-4-22 15:21:42 点击量:352

随着国家对电网产业政策的调整,加大特高压输电线路的建设,线缆行业开始调整发展重点,创新企业转型思路,在原生产规模的基础上,进一步投资增强铝合金系列产品、碳纤维、大截面等特种导线的生产能力,这些调整模式对于减少企业成本,增加企业利润无疑有着很大帮助,而且还拉近了中国线缆行业与世界的距离。


铝合金导线的优越性随着输变电技术的提高和输变电线路的发展已经越来越显现,从铝合金导线应用的广泛程度来看,似乎铝合金导线能够完全替代铜芯导线和钢芯导线。事实上,目前世界上很多国家在线路上使用了铝合金导线,主要是高强度、中强度和耐热系列的铝合金。高强度类铝合金导线主要应用于中重冰区、跨越线路区,用于提高线路铁塔之间的跨距,减少铁塔的数量和占地面积,最终提高导线导电率;而耐热铝合金导线则主要应用于中增容需求、线路走廊紧张、经济发达城市、用电峰谷落差大、要求施工周期短的地区。


铝合金电缆在美国也经历了很长的发展期,最初是普通等级、牌号为AA-1350纯铝制造的铝芯建筑电线,北美许多建筑物里都安装了这种铝芯电线,后来铝芯电气线路频繁发生接续故障,电力部门和居民发出不少抱怨。为了解决这些问题,电线电缆公司同电气产品实验室和连接器公司等其他行业的企业,制定了重新评估铝导体的方案。 电气实验室对铝芯建筑电线重新进行了鉴定试验,连接器公司重新制作了铝芯建筑电线用的新型连接器。经过对铝芯建筑电线的严格筛选,电线电缆公司最终选定了8000系列铝合金,并开始用于制造建筑电线。其中,应用做多的是AA-8030铝合金。与AA-1350纯铝相比,AA-8030铝合金具有更高的抗拉和屈服强度,更好的延伸率和更柔软。在美国国家规范中规定必须采用新合金AA-8000系列电工级铝合金材料。如果把AA-8000系列铝合金与以前的铝合金相比较,从AA-8000系列铝合金的优异性能上就会发现,这种铝合金确实是适用于制造各种规格铝芯建筑电线用的理想材料。现在,已经可以制造出规格为AWG8及以上的AA-8000系列铝合金线。除了继续研究导体的可接续性以外,还在继续开发新的柔软性更好、回弹性更小、现场安装更简便的新型铝合金导体材料。 铝合金导线在欧美应用非常广泛,但是并不能够把欧美对于铝合金电缆的应用模式直接照搬到中国来,主要原因是生活环境不同,北美住宅多为联排和独立住宅,供电干线敷设在建筑物外面;有些工业设施、公共场所局部使用铝导体电缆是因为国外电气施工及维护水平较高,保障条件较充分。据美国消防协会NFPA人士反馈,工程师基于安全的考虑,会倾向于使用铜缆作为人口密集的高层建筑的竖井供电干线。


铝合金线缆的应用有一定范围,比如截面太小的线缆也不适合铝合金线缆。 中国建筑学会建筑电气分会与国际组织IEEE的技术人员曾就铝导体电缆的应用问题在上海举办过一次论坛,会上得出的结论为:16mm2以下的线缆,因机械强度的问题主张用铜导体。因铝导体的重量小于铜导体,所以对于较大的截面,铝导体优势较为明显。 一般场合,比如工厂、住宅、商业建筑、学校、市政民用工程等领域,铝导体电缆完全可以取代铜缆来使用。而在一些重要场所、特殊场所,例如城市供电主干线路、大型电厂电站、重污染环境、不易维修的环境下,铝导体电缆并非是最佳选择。这些场所突出供电的安全性与可靠性,供电稳定性要求非常高,这种情况下,原本在普通场所不存在的铝导体电缆风险性问题就会凸显出来,因此推荐使用安全性更高的铜缆作为第一选择。 由于铝的熔点低,所以铝导线不适合做作耐火电缆的导体,在GB吨19216.11-2003中规定,火焰条件下,试验装置、火焰温度不低于750℃的单独供火,而铝的熔融温度为660℃铝合金的熔点比纯铝要低些,而铜的熔融温度可达1080℃,实际火灾时,火灾现场最高温度均在1000℃左右。因此,铝导体材料不适宜用作耐火电缆的导体。


如今在欧美的许多国家,已经在许多线路上使用了铝合金导线,根据数据显示,欧美的铝合金导线已经占到了百分之五十多,国际上五十年代开始采用至今,西欧、北欧、美国、加拿大、日本等国已广泛采用,法国的输电线路几乎90%以上使用铝合金导线,日本也已达50%以上,东南亚各国的使用量在逐年激增……但是铝合金导线在中国应用范围却并不广泛。在中国,铝合金导线的应用率还不到2%,这个数字只能用可怜来形容。


目前,我国高强度铝合金导线、耐热铝合金导线的技术开发和生产能力均较足,但这些产品在国内应用却并不是十分广泛,主要用于出口,国内市场占有率较低,这主要是出于经济方面的考虑。 近几年,中国线缆企业在铝合金导线方面也已经取得了一定的成就,已经具备了“铝合金导线及系列产品”、“增容、节能导线”、“大截面特种导线”、“铝型线”、“扩径导线”等几大类导线产品,主要涵盖高强度铝合金导线、中强度铝合金导线、耐热铝合金导线、碳纤维导线、大截面(1250、1520)型线导线、扩径导线等数百种性能优越的导线产品,多项产品国际领先。在铝合金导线的应用上,中国线缆还需要多多借鉴世界的经验,为提高线缆品质,提高效率打下扎实基础。

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