消防与生活用电的电源可以采用铝合金电缆吗
《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011
住宅套内的电源线应选用铜材质导体。所以住宅套内均应选用铜线,不能选用铝合金电缆。
2《民用建筑电气设计规范》JGJ16-200813
消防线路的导线选择及其敷设,应满足火灾时连续供电或传输信号的需要。所有消防线路,应为铜芯导线或电缆。故:楼内消防负荷(消防风机、消防电梯、消防水泵、应急照明等消防负荷)均应选用铜线,不能选用铝合金电缆。
摘自《中国工业电器网》
1.耐腐蚀性能,8000系列铝合金不如普铝
GB/T19292.2-2003标准表1注4中说明:铝合金耐腐蚀性差于普铝更差于铜,这是因为铝合金电缆加入了镁、铜、锌、铁元素,因此易于发生局部腐蚀如应力腐蚀断裂、层蚀、晶间腐蚀,而且8000系列铝合金属于易腐蚀配方,铝合金电缆增加了热处理工序,易造成物理状态不均匀,比铝电缆更容易被腐蚀。目前在我国应用的铝合金基本都是8000铝合金系列。
2.耐温性能,铝合金比铜相差大
铜的熔点为1080℃而铝和铝合金的熔点为660℃,所以铜导体是耐火电缆更好的选择。现在一些铝合金电缆厂家宣称可以生产耐火铝合金电缆并且通过了相关国家标准测试,但铝合金电缆与铝电缆此方面没有差别,如果处于火灾中心( 以上)即温度高于铝合金和铝电缆熔点时,不论电缆采取何种隔热措施,电缆会在很短的时间内融化,丧失导电功能,因此铝和铝合金不宜用做耐火电缆导体,也不宜在人口密集的城市配电网、楼宇、厂矿中使用。
3.铝合金热膨胀系数远高于铜,AA8030铝合金甚至高于普铝
10X6/℃
铜
铝
铝合金AA1000
铝合金AA1350
铝合金AA8030
0-100℃时
17.0
23.5
21.9-25.5
21.8-25.5
23.6
从表中可以看到,铝的热膨胀系数远远高于铜,铝合金AA1000和AA1350有了一点改善,而AA8030甚至高于铝。热膨胀系数高会导致导体在热胀冷缩后接触不良并且会恶性循环,而电力供应始终有峰谷差,对电缆性能造成了巨大的考验。
4.铝合金没有解决铝氧化问题
铝合金或铝暴露在大气中会迅速形成一种坚硬、粘结力强但易碎,大约10nm厚度的 薄膜,具有较高的电阻率,它的硬度和粘结力使它难以形成导电触点,这是铝和铝合金安装前必须剔除表面氧化层的原因。铜表面也会氧化,但氧化层柔软并且在承受力时容易破碎成为了半导体,形成了金属-金属类接触。
5.铝合金电缆在应力松弛和抗蠕变性方面有改善但远不及铜
在普铝中加入特定的元素,可以改善普铝的蠕变性能,但其提高的程度相对普铝也非常有限,与铜相比尚有巨大差距。而且铝合金电缆是否真正能够改善抗蠕变性能,与每个企业的工艺、技术、质量控制水平密切相关,这种不确定性本身就是风险因素,如果没有成熟工艺严格控制,铝合金电缆改善蠕变性能方面也是无法保证的。
6.铝合金电缆没有解决铝的连接可靠性问题
影响铝的连接可靠性的因素有5个,铝合金仅仅在一个问题上有改善,并没有解决普铝连接问题。
普铝在连接问题上存在5个问题,8000系列铝合金只在蠕变和应力松弛方面有改善,其它方面都没有改进,因此连接问题将依然是影响铝合金品质的重大问题。铝合金也是铝的一种并不是一个新材料,在导体性能方面如果铝的基本性能与铜的差距问题没有解决,铝合金是无法替代铜的。
7. 国产铝合金质量控制不一致(合金成分)导致抗蠕变性能差
经过加拿大POWERTECH测试,国产铝合金成分控制不稳定,北美铝合金电缆Si含量相差5%以内,而国产铝合金Si含量相差68%,而Si是影响蠕变性能的重要元素。也就是说国产铝合金电缆在抗蠕变性方面也还没有成熟的工艺形成。
8.铝合金电缆接头工艺复杂,容易留隐患
铝合金电缆接头工艺比铜电缆多出三个工艺,氧化层的有效去除和涂覆抗氧化剂是关键,国内施工水平,质量要求参差不齐,留有隐患。而且由于国内没有严格法律责任赔偿体系,最终损失后果实践中基本还是用户自己承担。
除了上述因素,铝合金电缆还有截流量没有统一标准、接头端子不过关、电容电流增大、铝合金电缆铺设间距因截面加大变窄或不足以支撑、电缆截面增大导致施工困难、电缆沟#空间是否配套、维护和风险成本急剧升高、全生命周期成本升高、设计师无标准可遵循等一系列专业问题,如处理不当或被故意忽略任何其中一项都足矣让用户遭受惨重的、无法拟补的损失和事故。
铝的导电性仅次于银、铜和金,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
铝合金型材表面氧化的方法:
一、自然氧化,铝合金型材在自然环境下会和空气中的氧气发生反应,表面形成一层氧化铝保护层,组织了内部基体与氧气继续发生反应。而这层保护层是透明的,我们称之为氧化膜。自然氧化的的氧化膜不均匀,颜色不好看,耐腐蚀性不强。
二、化学氧化,将表面除油除灰后的铝合金型材放入氧化剂和活性剂的氧化溶液中进行反应,生成一层人工氧化膜,活性剂的作用是使氧化膜在生成过程中部分溶解,产生孔隙,使氧化继续进行,氧化膜得以增厚。
三、阳极氧化,是将铝型材置入酸性电解质溶液中,作为阳极,通高压直流电,使阴离子向阳极移动,并在阳极产生新生氧与阳极的铝合金生成氧化膜。在电解液中酸可局部溶解氧化膜,产生孔隙,使氧化反应得以向纵深发展。
以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金,是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外,由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为2.63~2.85g/cm3,有较高的强度(σb为110~650MPa),比强度接近高合金钢,比刚度超过钢,有良好的铸造性能和塑性加工性能,良好的导电、导热性能,良好的耐蚀性和可焊性,可作结构材料使用,在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。