如何正确选择铝合金电缆应用中的连接方案

电缆桥架安装要求流程:

确定防线的位置→预先埋好膨胀螺栓或者铁件→安装支.吊.托架→电缆桥架安装→接地线的保护安装

1. 铝合金电缆桥架的安装与桥架里面的电缆敷设，应该按照已经通过批准的设计方案施工。

2. 由支架、吊架和托架支撑的槽式、托盘或梯架直线段、不是直线弯通的线段组合而成，敷设电缆不要有断续性的钢性结构系统，应该要具备连续性的钢性结构系统。电缆桥架安装请见下图：

3. 铝合金电缆桥架和支架的全长应该不要少于2-3处和接地干线或接零干线的连接；

4. 桥架内部的电缆敷设一定要禁止有折拧、压扁、保护层破裂、表面有严重划痕和老化等现象；

5. 敷设电缆桥架的地方如果有需要防火的场所，应该要使用防火阻隔的相应措施；

6. 需要按照施工的设计来确定开始端到终点端的位置，用图纸标注电缆桥架的方向，确定好水平、垂直、弯通的地方，用粉线带或者画线的方式按照电缆桥架的方向，在墙壁、顶部、地上、悬梁、顶板、柱子等地方画线，还要把档距平均的画出支架、吊架、托架的位置；

7.电缆桥架在水平的时候铺设，支撑间的跨距大约在1-3m，电缆桥架在垂直铺设的时候固定距离最好少于2m，电缆桥架的弯通弯曲的半径小于200-500mm的时候，应该要在弯曲和直线结合的400-700mm的地方设置一个支架、吊架，在弯曲半径大于400mm的时候，还要在弯通中间设置一个支架、吊架。支架、吊架和电缆桥架的按照必须要考虑桥架内部电缆的弯曲半径，不能大于电缆的最小弯曲半径。

8. 电缆桥架安装的时候需要选择屏蔽电器干扰的电缆回路，在有强烈腐蚀与容易发生燃爆粉尘地方的时候，应该选择无板盖与无冲孔的封闭型电缆桥架，这个需要看实地情况而选择合适的电缆桥架，在很容易尘灰和其它需要板盖的地方，应该选择带有板盖的电缆桥架，在低电压电缆和控制电缆用同一个电缆桥架的时候，应该选择中间带有隔板的电缆桥架，在施工的时候，支架、吊架和桥架的选择应按照设计图来选择。

在施工图纸中，最常见的只有平面布置图，即使有剖面图也不是很完善，

按照《钢制电缆桥架工程设计规范》第3.8.1条规定：其设计内容有:

1桥架系统的平面布置图；

2桥架系统的有关剖面图；

3桥架系统所需托盘、梯架直线段弯通、支吊架规格和数量的名细表以及必要的说明；

4有特殊要求的非标准技术说明或祥图。因设计不够完善等原因，造成局部出现放置电缆太多，甚至于有满载现象，不符合规范3.2.1条规定：电缆的填充率不应超过有关标准的规定值，动力电缆40％，控制电缆50％的要求。就此而言，监理人员应做好事前预控措施，严格要求施工单位在未采购桥架之前，熟练掌握电气工程系统的使用功能，对每路桥架内电缆的数量及电缆截面做好准确的统计，发现问题应及时会同设计更改桥架的规格，有效控制质量问题的发生。

铝合金电缆桥架的结构简单、式样新颖、重量轻、耐腐蚀、使用寿命长、载荷大、安装方便，适用于一般环境地区，高湿度和有腐蚀性的环境中，铝合金电缆桥架有着独特的抗腐蚀性能。它是由由铝合金挤压成型，强度很好、外形也是比较美观的、承载能力也是非常的大，铝合金电缆桥架表面喷砂氧化生成一层天然的氧化保护膜，对大气和化学介质具有特别强的耐腐蚀能力.

一、铝合金电缆的导电性较差

铝合金电缆导电率只有铜电缆的61%。相同电缆截面下，偏大的电阻必然造成线损偏高，降低能源利用效率。相同载流量条件下，铝合金电缆电阻率总是略大于铜电缆。以负荷电流380A，年利用小时数4500h，运行寿命30年为例，铜电缆截面若采用150mm2，则铝合金电缆截面需240mm2，两者的电阻率分别是0.148/km和0.150/km，年能耗为288495kwh/km和292410kwh/km，全寿命周期内两者能耗差为117450kwh/km〔3〕。显然全寿命周期内铝合金电缆的损耗偏大，背离国家“节能减排”的发展方向。

二、铝合金电缆载流量偏低

城市电网供电可靠性要求达到99.99%，核心区需达到99.999%的更高水平。由于城市电缆网采用环网结构，故障情况下短时间内保护动作，迅速将负荷切转至对侧线路，确保不间断用户供电。但要实现电网高可靠性，完善的网络结构、优良的设备和线路都是必不可少的。电网中的供电线路必须具有较高的载流量，除自身负荷外还能承担临时切换负荷。同等截面的铜芯电缆比铝合金电缆的载流量高出30%以上，显然更能满足城市供电可靠性的要求。

三、铝合金电缆机械抗拉强度低

铝合金电缆的抗拉强度只有铜电缆的46%，允许牵引力比铜电缆低60%。城市配电网大量采用电缆环网结构，规划设计上考虑尽量减少电缆中间接头的使用。实际使用中，单根铜电缆敷设长度一般在600~800米区间。考虑在同等载流量条件下，单根普铝电缆的敷设长度仅为500米。考虑牵引力的影响，单根铝合金电缆的敷设长度只有350米。显然抗拉强度偏低必然导致单次牵引电缆的长度受限，需额外增加大量中间接头，增加后续运行维护风险。

四、铝合金电缆耐腐蚀性能弱

电缆导体的腐蚀主要是金属电化学腐蚀，即在金属表面发生原电池或杂散电流干扰引起的电解电池作用。铝合金电缆在生产工艺中为了改善抗蠕变性能加入了镁、铜、锌、硅等元素，并增加热处理工序。由于电缆运行工况复杂，在含有电解质的环境中，电极电位更低的铝与其他加入的金属元素存在电极差，从而形成电流通路，发生孔蚀和裂隙腐蚀等电化学现象。铝合金电缆热处理工艺还容易造成导体表面物理状态不均匀，增加电化学腐蚀的可能，继而发生应力腐蚀裂纹和晶间腐蚀。

五、铝合金电缆耐高温性能差

铜的熔融点为1080，而铝的熔融点仅为660，显然铜导体是耐火电缆更好的选择。火灾情况下，中心环境温度可上升到750以上，电缆必须能够维持通电的基本功能以构筑生命保障线。显然当火场温度高于铝合金和铝的熔融点后，无论采取何种隔热措施，电缆导体都会在短时间内发生融化，丧失导电功能，从而严重影响火场人员安全疏散。

六、铝合金电缆接头故障风险高

电缆运行经验表明，80%故障均发生在接头部位。铜具有铝和铝合金无法比拟的优越性。铜接头氧化生成的氧化铜是优良导体，仍能够保障接头和端子的电气连接性能。铝和铝合金接头发生氧化生成的氧化铝是绝缘体，质地坚硬、粘结力强的特性使其难以形成良好的导电触点，易造成触点发热。电气设备终端多采用的是铜制接头，使用铝合金电缆就会形成铜铝连接。铝合金的热膨胀系数远高于铜。

由于电网运行始终存在峰谷差，当负荷发生明显变化时，温度快速变化，接触区出现较大的侧向运动，切断了金属触点的有效连接，增大接触阻抗，导致连接处温度上升。冷却时再次发生热应力变化，进一步形成界面剪切作用。在长期冷热反复作用下，当热应力大于铝的屈服力时，就会在接触区内形成不可逆的塑性变形，加速接头处的损耗程度，直至最终出现连接故障。铝合金导体在热胀冷缩后更容易产生接触不良的现象，接触区的恶性循环又对接头安全运行形成巨大考验。

七、铝合金电缆占用通道资源多

在相近能耗条件下，铝合金电缆截面需大于铜电缆两个规格以上，才能达到相近的载流量。然而增大的导体截面对电缆敷设和电缆通道结构尺寸都带来严重影响。电缆通道资源是城市电缆网建设的重要组成部分。受城市道路规模和交通组织的影响，大多数电缆采用排管和拉管方式敷设。选用铝合金电缆进行排管内敷设，则排管孔径必须放大到敷设铜电缆孔径的1.6倍以上〔4〕，显然增加了电缆土建工程建设成本。同时扩大的土建规模增加了占地，在城市地下资源日益紧张的条件下，显然并不具有可行性。

八、铝合金导体安装工艺要求高

安装铝合金电缆需要使用特殊工具，不同厂家接头甚至需要配置不同工具，无疑增加施工安装成本。铝合金电缆安装程序复杂,一般分为剥离绝缘层、去除导体氧化层、涂覆抗氧化剂、插入端子、压接成型、擦除多余抗氧化剂等6个主要步骤。不正确的安装容易导致接头接触电阻过大，异常温升直至发生电缆故障。国内目前的电缆施工力量参差不齐，现场管理水平也落后于发达国家。相比较而言，铜电缆应用经验丰富，具有更好的机械性能和安装容错性，施工工艺比较简化，更适合现阶段的实际情况和发展水平。

2）根据电缆桥架及线槽敷设走向，向土建专业、结构专业提出预留墙洞、楼板洞及吊架安装时，所

需预埋钢板位置及荷载。并且应与工艺专业、水暖专业及动力专业相协调。

3）地面内暗装金属线槽布线，在设计时应与土建专业密切配合，以便根据不同的结构型式和建筑布局，合理确定线路路径和设备选型。

4）不同电压、不同用途的电缆不宜敷设在同一层电缆桥架内：

（1）1kV 以上和1kV 及以下的电缆；

（2）同一路径向一级负荷供电的双回路电缆；

（3）应急照明和其他照明的电缆；

（4）电力、控制和电信电缆。若不同等级的电缆敷设在同一电缆桥架时，中间应增加隔板隔离。

5）在工程条件下安装或检修不需考虑附加集中荷载时，电缆梯架、托盘的工作均布荷载按电缆自重

均匀分布计算。

6）工程设计中对桥架安装的要求是电缆桥架不宜与下列管道平行敷设，当无法避免时，电缆桥架的

位置应符合下列规定，或采取相应防护措施。

（1）电缆桥架应在具有腐蚀性液体管道上方。

（2）电缆桥架应在热力管道下方。

（3）易燃易爆气体比空气重时，电缆桥架应在管道上方。

（4）易燃易爆气体比空气轻时，电缆桥架应在管道下方。

7）电缆桥架与管道之间最小距离见相关标准。

8）综合布线电缆与附近可能产生高电平电磁干扰的电动机、电力变压器等电气设备之间应保持必要的间距。综合布线电缆与电力电缆的间距应符合GB/T 50311-2000规范11.0.2 条的规定。

9）墙上敷设的综合布线电缆、光缆及管线与其它管线的间距应符合GB/T 50311-2000 规范11.0.2条的规定。

1、电气性能

铝合金与铜相比，在同等截面等长度的情况下，电导率是铜的61.8%，载流量约为铜的78%。根据电缆截面的规格分布，将铝合金电缆的截面增加1.5倍左右，载流量与电压降等电气参数与铜相当。正如美国国家电气规范NEC330.14规定：“8、10、12AWG截面（相当于国内8.37mm2、5.26mm2、3.332mm2）的实心导体应由AA8000系列电工级铝合金材料制造。绞合型导体从8AWG（相当于国内8.37mm2）到1000kcmil（相当于国内506.7mm2）应由AA8000系列电工级铝合金导体材料制造。

使用大一个或两个规格的铝合金电缆替代铜缆，人们会担心，加大导体是否过多增加导体外径，因而影响安装连接。为了解决因增加截面导致导体外径增大的这一问题，我们可采用先进的紧压技术，紧压系数达到0.93，使替代后的铝合金电缆的外径相比于铜缆只增加10%左右，因而根本不会影响到安装连接。

2、连接性能

铝合金材料由于加入了铁、镁、稀土等多种元素，大大改进了其连接性能。尤其是当导体退火时添加的铁元素产生了高抗蠕变性能，即使在长时间过热时，也能保证连接稳定性。

在过去的经验积累和认知中，铜铝连接一直是最为关键的问题。铜和铝（或铝合金）如果直接；连接接触，有金属材质不同，存在电位差，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀。在电力系统中，这种腐蚀会增加接触电阻，使接头处发热，是系统安全运行的隐患。

电化学腐蚀是以下因素共同作用的结果：

（1）、不同的电极电位（>0.5V）、金属间的不同电阻、金属的极化特性。

（2）、电解液的电导率、阴阳极表面的接触面积（电流密度）。

另外，铜和铝（或合金）的膨胀系数不同，如果采用刚性连接会造成金属疲劳，长时间使用后会造成连接处松弛，也会增加接触电阻。这是人们普遍担心的问题。

铝合金电力电缆对于终端的处理，主要依靠以下几个手段：

第一、镀锡。铜排镀锡或铝端子镀锡都是可行的。用铜排镀锡和铝端子镀锡来解决铜铝过渡问题已经广泛的应用于电力行业，被证明是安全可靠的。

第二、采用特制的过渡垫片，这种垫片介于铜铝之间，有效地防止铜铝接触带来的腐蚀问题。

第三、涂抹抗氧化剂。当用电设备的铜触头没有镀锡，而铝端子也没用镀锡时，可以采用涂抹抗氧化剂的方法。抗氧化剂介于铜铝之间，可以有效地防止电解质的进入，从而避免了电化学腐蚀。

采用以上第一、第三种方法接线时，需要加装碟形垫片来吸收铜/铝膨胀系数不同带来的松弛，用扭力扳手拧紧后，无需对整个连接系统进行任何维修和二次拧紧。

3、力学性能

（1）极佳拉伸性能：铝合金相比于纯铝，由于加入了特殊成分和特殊的加工工艺，极大的提高了抗拉强度，且延伸率提高到30%。

（2）超强的弯曲性：铝合金电缆安装时的最小弯曲半径大于7倍电缆外径即可，远远优于GB12706的“电缆安装时的最小弯曲半径”——12倍至20倍电缆外径。

（3）优异的低反弹性能：铝合金电缆比铜缆反弹性能少40%。

（4）优异的抗蠕变性能：铝合金导体的特殊合金与热处理工艺大大减少了金属在受热和压力下的“蠕变”倾向，相对于纯铝，抗蠕变性能提高300%。

4、抗腐蚀性能

铝在空气中很快的生成一层厚度约为2×10-4mm的致密氧化膜。防止内部的金属被进一步腐蚀。而铜不能生成氧化膜，所以污染物会停留在表面，进一步向里腐蚀，腐蚀一段时间后，雨水冲刷，将氧化物都冲走，新的污染物又积聚，重新腐蚀新的金属，而铜没有氧化膜，导致铜的氧化很快，金属流失很多。

铝合金导体中由于加入了稀土金属，在化学性能方面，进一步提高单纯以铝为导体的金属材料的耐腐蚀性能，减少了不同金属之间的电位差，因为电位差越大，腐蚀会越严重。加入的其他金属元素均是可允许的金属配对，减少由于电位差而引起的接触腐蚀。

二、阻燃性能

现在高层建筑的火灾发生时，浓烟是火灾中致命的杀手，大量的浓烟吸入人体内会造成死亡，吸入少量的浓烟可能会导致昏厥，影响逃生，所以国家相关消防部门、建筑管理部门明文规定使用低烟无卤阻燃电缆。

YJHL8、YJHL8Y型（铝合金带连锁铠装电缆）铠装电缆采用铝合金导体、阻燃硅烷交联聚乙烯绝缘、铝合金带连锁铠装结构（或增加低烟无卤聚烯烃护套），能实现阻燃IA级、耐火IA级，且低烟无卤。具有极佳安全性能和经济效益。

三、安装特性

铝合金带连锁铠装电缆和铜缆相比，更像是将金属导管和电缆集成了在一起。实际应用时省去了穿管的工作，在电气设计明敷，可以省去桥架，这样给业主方降低造价，给总包方节省工时、缩短工期，给国家节约钢材，减少污染和能源浪费。

由于铝的密度约是铜的1/3，所以在同等载流量下，铝合金电缆比铜缆重量轻一半。对于高层建筑来说，垂直敷设的难度和工作量大大降低，给施工人员减轻劳动强度，能够缩短工期，节省人工成本，同时也减少由于电缆过重造成的本体潜在损失。

铝合金铠装使得电缆的弯曲更容易。铠装电缆的弯曲半径可以达到7倍的电缆外径。如此之小的弯曲半径使得建筑内部布线非常方便，转弯灵活，尤其对于一些旧建筑改造等工程，原有空间非常狭窄的情况下，能很容易的将电力输送到更多房间。而对于PVC护套的铠装外线电缆，可以轻易绕开障碍物，较小的弯曲半径施工更容易，节省电缆长度。而铝合金铠装是非磁性材料，即使存在三相不平衡电流，也不会产生涡流，能减少线路的损耗。

四、节能环保性能

节能减排是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路，是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。采用铝合金为导体材料，同样载流量下，电缆的重量只是铜缆的一半，运输、安装过程中的碳排放量减少，YJHL8、YJHL8Y型铠装电缆敷设不用桥架、钢管，节约大量的钢材。

另一方面，铝合金的回收率非常高。再生铝是节能、环保型产业，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%。

五、材料成本及安装成本的比较

在实现同样性能的前提下，铝合金电缆的直接成本即电缆本身的成本比铜缆节约约35%，由于铝合金电缆的弯曲性能更好和重量更轻，可以免桥架或减少桥架用量，安装成本能节约20%~50%。

通过以上对比可以看出，铝合金电缆弥补了纯铝的不足，在电气性能达到铜的基础上，更轻便、更柔韧、更节能、机械性能、安全性能及经济性能远远超过铜缆。国内铜芯电缆的设计使用寿命是30年，而铝合金电缆的使用寿命为40年，国外应用40年的产品和经验，完全可以复制到我们国家。利用我国丰富的铝资源制造铝合金电缆，以满足工业与民用配电的需求，是符合科学发展的需要，是利国利民的好事。

电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等。它们都是由单股或多股导线和绝缘层组成，用来连接电路、电器等。单纯的施工电梯是由轿厢、驱动机构、标准节、附墙、底盘、围栏、电气系统等几部分组成，是建筑中经常使用的载人载货施工机械，由于其独特的箱体结构使其乘坐起来既舒适又安全，施工电梯在工地上通常是配合塔吊使用，一般载重量在1-3吨，运行速度为1-63M/min。我国生产的施工升降机越来越成熟，逐步走向国际。

亿安工程拥有企业标准5项，参与编写北京市标准《装配式混凝土结构工程施工安全技术标准》，参与编写建设部行业标准《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台》，参与编写天津市标准《全钢附着式升降脚手架安全技术标准》。公司分别与中建三局、北京建工合作编写施工工法共计2项。公司纳税信用等级为A级、银行授信AAA级。公司与石家庄铁道大学土木工程学院为“产、学、研”合作单位，共同完成公司产品的研发。与沈阳建筑大学、河海大学合作完成部分产品的开发。