浅析铝合金电缆在电力工程中的应用

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1、浅析铝合金电缆在电力工程中的应用【摘要】通过对铝合金电缆的性能介绍并与传统的铜电缆进行对比,结合目前电力工程中电缆应用现状以及国家提倡节能环保的耍求，在电力工程建设中推广以铝带铜，即采用新型的铝合金电缆代替传统的铜电缆。【关键词】铝合金电缆；性能；节能环保；电力工程；可行性；性价比1.引言在国内，铜芯电缆是最为人们所熟知的，其强度高、载流量大、安全性好的特点，勿容置疑。然而，铜资源属于重要口稀缺的战略资源，随着近几年市场供求变化，铜价一路飙升，再加上铜缆施工安装难度大、安装成本高、易盗、易老化等缺点

2、，人们对于替换铜缆的呼声也日渐高涨。其实在上世纪50-70年代，我国曾在工业与民用电气方面出台国策“以铝代铜”，用以降低铜材消耗。但到80年代中期，纯铝材制的电缆在使用中暴露出很多问题，尤其是导线接头易氧化从而引发火灾事故，致使纯铝电缆应用范围相对狭小。为实现“以铝代铜”，早在1968年，美国南方电缆公司就已经开始研制生产铝合金电力电缆，并在美国、加拿大、墨西哥等国家开始推广应用。随着美国成功应用铝合金电缆40余年，近些年来国内的很多电缆生产厂家也纷纷加入到研发铝合金材质电缆的潮流中來。H前，铝合金

3、电缆已不是新鲜事务，英性能、价格上的优势也已经过了权威检测考验。尽管统计数据显示，铜电缆依然占据了超过90%的市场份额，但铝合金电缆正逐渐被广大用户所接受，业内分析人士指出，“以铝代铜”将成为电缆行业转型发展的必然趋势。2•铝合金电缆性能通过综合调研国内几家大型的铝合金电缆生产厂，发现铝合金电缆并不单纯是将导体由以往采用的铝或铜材质变为铝合金材质。目前生产的铝合金电缆在绝缘、护套、铠装等的设计和选材方面也与传统电缆有较大区别，使这种新型电缆性能更加安全可靠。1.1铝合金电缆的电气性能电气性能是衡量电

4、缆的重要性能Z-,主要是山导体的导电能力来体现，而导电能力则主要是由导体电阻率决定的。经查阅相关资料，铜的电阻率为0.017Q?mm2/m,铝为0.028Q?mm2/m,铝合金为0.027Q?mm2/m,即铝合金的电阻率介于铝与铜之间，略高于铝，而低于铜。在相同载流量下，如果按铜的电导率是100%计算，铝合金导体的电导率约为62.9%o另外，铝合金的比重为2.7,铜的比重为8.9,贝lj(8.9/2.7)X(0.629/1)二2,即2kg铜的电阻与lkg铝合金的电阻相当，而当铝合金导体的截面积约为铜

5、的1・5倍时，其电气性能相同，即实现了与铜相同的载流量、电阻和电压损失。2.2铝合金电缆的机械性能电缆的机械性能首先取决于导体材料的性能，伸长率是导体机械性能的重要指标，是关系到电缆能够承受外力大小的重要标志。通过查阅铜、铝、铝合金三种金属的力学特性可知：铜的伸长率为30〜45%、硬态铝为0.5-2.0%.软态铝为23〜25%、铝合金为30%；铜的屈服强度为60〜80Mpa、硬态铝为120~170Mpa.软态铝为20〜30Mpa、铝合金为30Mpao硬态纯铝的伸长性很低，表现在电缆应用上就是柔韧性很

6、差，在反复弯折时容易损伤或折断。软态纯铝的伸长率虽比硕态纯铝大幅提高，但是其屈服强度只有铜的一半，抗蠕变性很差，安装一段时间后，连接处容易松弛，造成接触电阻增大，形成线路安全运行隐患。而铝合金通过退火处理，克服了纯铝的机械性能问题，英延伸率能够达到30%,与铜基本接近。另夕卜，铝合金电缆具冇较低的反弹性。在室温条件下，将铜芯电缆与铝合金电缆弯曲90度，在应力释放后，铝合金电缆反弹角度仅为铜缆的60%o因此，能够有效的保证端子连接处的紧密程度，解决了铝芯电缆端子连接处连接不牢的难题，提高了电缆接线的稳

7、定性和安全性。2.3铝合金电缆的抗蠕变性能铝合金的特殊合金配方和热处理工艺，大大减少了金属在受热和压力下的“蠕变”倾向，用其所做的电气连接与用铜导体做的具有同样的稳定性。铝合金导体的合金成分大大改进了其连接性能，尤其是当导体退火时添加的铁合金产生了高强度抗蠕变性能，在电流过载时，铁发挥作用，而不会使铝合金导体发生蠕变，从而能够保障电缆端子连接处的稳定可靠。2.4铝合金电缆的防腐性能铝合金具有较强的防腐性，能够提高电缆的寿命。铝特有的防腐性能来口铝表面与空气接触口然形成的氧化层，这种氧化层能耐受多种腐

8、蚀。铝合金材料经过特殊合金材料处理后，保持了铝材抗腐蚀的特点，而一且合金成分能够起到净化、提高纯度、填补表层缺陷、细化晶粒、减少偏析的作用，消除显微不均而导致的局部腐蚀，同时也带來铝的电极电位负移，具有了阳极效应和优异的导电性能，从而大大提高了导体的耐蚀性能。2.5铝合金电缆的节能环保性能铝合金的回收率很高，再生铝的综合能耗只是电解铝的5%,而再生铜的综合能耗则是冶炼铜的18%。另有研究数据表明，生产相同载流量和长度的铝合金电缆比生产铜缆消耗的能源更少，C02排放更少