铝合金电缆在技术上、材质结构上、施工中、运行维护中的缺点。
缺点也是相对的。铝合金电缆的技术是起源于美国,在国外从1968年正式应用,现在已用45年无安全事故,在我国推广较大应用也是从2009年开始。比如说有 加铝、惠尔惠欣、大明等都是具有纯熟先进的生产加工工艺和技术。从型号来说,铝合金带连锁铠装铝合金电力电缆是8000系铝合金电缆的代表作,铜缆、纯铝缆均无,其优越的性能得到了越来越多客户的青睐和认可。
不足之处在接口位置的处理,要使用铜铝过渡端子,较一般的端子价格要贵一些。
铝合金电缆的应用 铝合金电缆在美国和加拿大地区广泛应用于机场、军事基地、办公室、住宅、酒店、超市、院校、体育场、医院、工业厂房等场所,由于铝合金电缆特有的性能特点,在几十年的应用过程中,得到了北美地区建筑设计师和电气设计师在安全性能和便捷敷设方面的一致肯定和推荐,铝合金带连锁铠装电缆作为一种新型的、安全可靠的电缆在很多应用领域代替了铜电缆。这种电缆的性能和延伸性能非常好,且非常安全。除此之外它还易于安装,安装这种电缆的简单程度超过其他任何电缆,很多美国电气工程师都希望铝合金电力电缆能够应用于建筑项目中去。事实上,在美国90%的民用及商业建筑才用的都是铝合金电力电缆作为电力传输。
在中国嘉翼伦引进美国铝合金电缆技术,通过自己的努力使其产品性能达到了国际标准,并将铝合金电缆应用于社会的各个领域。
导语:铝合金电缆其实是一种新型材料的电缆,由先进技术研发而成的,它有效地弥补了传统纯铝电缆的不足,提高了电缆的导电性能,除此以外,耐腐蚀性能和导电率也大大地提高了,说到这里,你是不是也想更深入地了解这种电缆呢。这篇文章就主要向大家介绍了铝合金电缆的载流量和相关性能,让大家对于这种新型材料的电缆有深一层的了解,下面就跟随小编一起去看看吧。
相关特点
相同载流量的它是铜缆重量的一半,因而使用它的重量轻很多,可以免桥架成本。耐腐蚀能力腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀,从单纯的金属特性看,铝的抗腐蚀性能优于铜。铝在空气中很快形成一层厚度约为2×10-4mm的致密氧化膜,防止内部的金属被进一步腐蚀。而铜则不能形成氧化膜,所以污染物会进一步向里腐蚀。在电缆应用中,连接点也决定了系统的耐腐蚀能力,连接点处的电化学腐蚀是由不同的电极电位、金属间的不同电阻、电解液的电导率、阴阳表面的接触面积(电流密度)和金属的极化特性等因素共同作用的结果。采用在北美应用数年的成熟的端子,解除了端子连接存在的隐患。电位差越大,会越严重。铝合金中加入的稀有金属,在化学性能方面,进一步提高以铝为导体的金属材料的耐腐蚀能力,减少了不同金属之间的电位差。
铝合金电力电缆是以AA8000 系列铝合金材料为导体,采用特殊辊压成型型线绞合生产工艺和退火处理等先进技术发明创造的新型材料电力电缆。合金电力电缆弥补了以往纯铝电缆的不足,虽然没有提高了电缆的导电性能,但弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等却大大提高,能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定,采用AA-8030 系列铝合金导体,可以大大提高铝合金电缆的导电率、耐高温性,同时解决了纯铝导体电化学腐蚀、蠕变等问题。铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.8%,载流量是铜的79%,优于纯铝标准。但在同样体积下,铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。。因此,相同载流量时铝合金电缆的重量大约是铜缆的一半。采用铝合金电缆取代铜缆,可以减轻电缆重量,降低安装成本,减少设备和电缆的磨损,使安装工作更轻松。
电缆载流量
1.合金导体的截面积是铜1.5倍时,合金导体和铜导体电气性能一样,实现了相同的载流量、电阻、和压损。
2.铝合金的电阻率介于铝与铜之间,略高于铝,而低于铜,在相同截流量前提下,同等长度的铝合金导体的重量仅为铜的一半。如果按铜的电导率是100%计 算,合金导体的电导率约为61.2%,合金的比重为2.7,铜的比重为8.9,则(8.9/2.7)×(0.612/1)=2,即2单位重量的铜的电阻与 1单位质量的合金的电阻相同,因此,当合金导体的截面积是铜的1.5倍是,其电气性能相同,即实现了和铜相同的截流量,电阻,和电压损失。
3.影响电力电缆截流量的因素很多,如线路特性(如工作电,电流类型,频率,负荷因素)电线电缆的结构(如导电线芯的结构,芯数,绝缘材料的种类,屏蔽层及内外护层的结构和材料,总外径)敷设条件(如空气中敷设,管道中敷设,直接埋地敷设,地下沟道中敷设,水底中敷设)导电线芯最高允许工作温度和周围环境条件(如空气和土 壤温度,土壤热阻系数,周围热源的邻近效应)等。
好了,说到这里,小编对于铝合金电缆的载流量和相关性能就介绍的差不多了,在相同的载流量的前提下,铝合金载体的重量仅为铜的一半,同时,它是一种由先进技术发明而成的新型电缆材料,在一定程度上是比较节约能源的。然而,大家要知道的是,影响铝合金电缆载流量的因素有很多,研究这种材料时要十分注意。如果大家还有什么问题的话,欢迎大家登陆土巴兔访问哦。
铝合金电缆优点:
1抗蠕变性能
铝合金导体的合金材料与退火处理工艺减少了导体在受热和压力下的“蠕变”倾向,相对于纯铝,抗蠕变性能提高300%,避免了由于冷流或蠕变引起的松弛问题。
2抗拉强度和延伸率
铝合金导体相比于纯铝导体,由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工艺,极大的提高了抗拉强度,且延伸率提高到30%,使用更加安全可靠。
3热膨胀系数
热膨胀系数用来计算在温度变化时材料的尺寸变化。铝合金的热膨胀系数与铜相当,多年来铝连接器一直可靠地用于铜和铝导体,且当今使用的大部分电气连接器都是用铝制造的,这尤其适合铝合金。所以铝合金导体与连接器的膨胀和收缩完全一致。
4连接性能
用铝合金制造的电气连接与用铜导体制造的连接一样安全稳定。铝合金的成分大大改进了其连接性能,当导体退火时,添加的铁产生高强度抗蠕变性能,即使在长时间过载和过热时,也能保证连接稳定。
5自重承载力强
铝合金改善了纯铝的抗拉强度,铝合金电缆可支撑4000米长度的自重,铜电缆只能支撑2750米。这种优势在大跨度的建筑(如体育场馆)配线时体现得尤为突出。
6防腐蚀性能
铝固有的防腐性能缘自当铝表面与空气接触时形成薄而坚固的氧化层,这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀。而合金中添加的稀土元素又能进一步改善铝合金的耐腐蚀性能,特别是电化学腐蚀。
7柔韧性
铝合金有很好的弯曲性能,其独特的合金配方、加工工艺,使柔韧性大幅提高。铝合金比铜柔韧性高30%,反弹性比铜低40%。一般铜缆的弯曲半径为10~20倍外径,而铝合金电缆弯曲半径仅为7倍外径,更容易进行端子连接。
8铠装特性
采用的是铝合金带连锁铠装,其层与层之间的连锁结构,保证电缆能经受外界强大的破坏力,即使电缆遭受较大的压力和冲击力时,电缆亦不易被击穿,提高了安全性能。
9紧压特性
采用超常规的紧压技术,使紧压系数达到0.93,而异型线的紧压系数能达到0.95,在国内属于首创。通过最大极限的紧压,可以弥补铝合金在体积导电率上的不足,使绞合导体线芯如实心导体一般,明显的降低线芯外径,提高导电性能,在同等载流量情况下导体外径只比铜缆大10%。
铝合金电缆的缺点:
1、耐腐蚀性能,8000系列铝合金不如普铝
2、耐温性能,铝合金比铜相差大
3、铝合金热膨胀系数远高于铜,AA8030铝合金甚至高于普铝
4、铝合金没有解决铝氧化问题
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
6、铝合金电缆没有解决铝的连接可靠性问题
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
8、铝合金电缆接头工艺复杂,容易留隐患
希望可以帮到你!!
在满足同等电气性能的前提下,使用铝合金电缆的重量是铜芯电缆的一半,其截面是传统铜芯电缆的1.1~1.25倍,价格比传统的铜芯电缆低30%~55%
参见百科http://baike.baidu.com/view/4319171.htm
1、抗拉强度和延伸率
铝合金导体相比于纯铝导体,由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工艺,极大的提高了抗拉强度,且延伸率提高到30%,使用更加安全可靠。
2、抗蠕变性能
铝合金导体的合金材料与退火处理工艺减少了导体在受热和压力下的“蠕变”倾向,相对于纯铝,抗蠕变性能提高300%,避免了由于冷流或蠕变引起的松弛问题。
3、热膨胀系数
热膨胀系数用来计算在温度变化时材料的尺寸变化。铝合金的热膨胀系数与铜相当,多年来铝连接器一直可靠地用于铜和铝导体,且当今使用的大部分电气连接器都是用铝制造的,这尤其适合铝合金。所以铝合金导体与连接器的膨胀和收缩完全一致。
4、防腐蚀性能
铝固有的防腐性能缘自当铝表面与空气接触时形成薄而坚固的氧化层,这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀。而合金中添加的稀土元素又能进一步改善铝合金的耐腐蚀性能,特别是电化学腐蚀。铝能承受恶劣环境的特点使其被广泛应用于托盘内电缆的导体,以及许多工业元件和容器。腐蚀的产生通常与不同的金属在潮湿环境中的连接有关,可使用相应的保护措施来防止腐蚀的发生,比如使用润滑油、抗氧化剂和保护涂层。碱性土壤和某些类型的酸性土壤环境对铝有较大的腐蚀性,所以直埋敷设的铝导体应使用绝缘层或模压护套防止腐蚀。在含硫的环境中,例如铁路隧道和其它类似地方,铝合金的抗腐蚀性能大大优于铜。
5、连接性能
用铝合金制造的电气连接与用铜导体制造的连接一样安全稳定。铝合金的成分大大改进了其连接性能,当导体退火时,添加的铁产生高强度抗蠕变性能,即使在长时间过载和过热时,也能保证连接稳定。
6、自重承载力强
铝合金改善了纯铝的抗拉强度,铝合金电缆可支撑4000米长度的自重,铜电缆只能支撑2750米。这种优势在大跨度的建筑(如体育场馆)配线时体现得尤为突出。
7、柔韧性
铝合金有很好的弯曲性能,其独特的合金配方、加工工艺,使柔韧性大幅提高。铝合金比铜柔韧性高30%,反弹性比铜低40%。一般铜缆的弯曲半径为10~20倍外径,而铝合金电缆弯曲半径仅为7倍外径,更容易进行端子连接。
8、紧压特性
单从体积电导率方面考虑,铝合金不及铜,但我们开发的导体不仅从材料性能方面作出了改进,而且在工艺方面也取得大的突破,我们采用超常规的紧压技术,使紧压系数达到0.93,而异型线的紧压系数能达到0.95,在国内属于首创。通过最大极限的紧压,可以弥补铝合金在体积导电率上的不足,使绞合导体线芯如实心导体一般,明显的降低线芯外径,提高导电性能,在同等载流量情况下导体外径只比铜缆大10%。
9、铠装特性
国内常用的铠装电缆,大多采用钢带铠装,安全级别低,在受到外界破坏力时,其抵御能力差,容易导致击穿,且重量重,安装成本相当高,加之耐腐蚀性能差,使用寿命不长。而我们根据美国标准开发的金属连锁铠装电缆,采用的是铝合金带连锁铠装,其层与层之间的连锁结构,保证电缆能经受外界强大的破坏力,即使电缆遭受较大的压力和冲击力时,电缆亦不易被击穿,提高了安全性能。同时铠装结构使电缆与外界隔离,即使在火灾时,铠装层提高了电缆的阻燃耐火级别,降低了火灾的危险系数。铝合金带铠装结构相对于钢带铠装,其重量轻,敷设便利,可免桥架安装,能减少20%~40%的安装费用。根据使用场所的不同可以选择不同的外护套层,使铠装电缆的用途更加广泛。
以上列举了铝合金电缆的种种优势,据调查得知国外目前铝合金电缆的使用率也达到了90%。不过,最终的价值量还是由市场决定的。铝合金电缆在国内的发展前景还是很广阔的。
2、价格上的误区,真正的稀土铝合金电缆技术含量高,仅仅在铝材料成本上比铜芯电缆便宜很难达到降低50%铜缆价格,而且每家铝合金电缆厂生产质量和利润不一。
3、采用铝合金电缆需要征得相关部门同意和符合地方规定,供电外线部分由供电局专属设计院设计需要专业的电气设计来规划,否则造成安全隐患后果严重。
4、没有解决铝的连接可靠性问题,该电缆终端头和中间接头工艺复杂,要求严格,如果采用不合格接头容易埋下安全隐患。
5、稀土铝合金电缆的应力松弛和抗蠕变性方面有改善但远不及铜。
6、耐高温性能相比铜芯电缆差。较高要求的耐高温场所不选用铝合金电缆。
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。
铝合金电缆桥架标准要求,常用桥架规格和厚度
铝合金属于电缆桥架材质的一种,铝合金电缆桥架的标准有很多内容要求。其常用规格有100*50mm、100*100mm等,常用厚度有1.0mm、1.2mm等。
铝合金电缆桥架标准要求,常用桥架规格和厚度可参考中华人民共和国能源行业标准《NB/T10292-2019铝合金电缆桥架铝合金电缆桥架技术规程》表4、5.2、5.3、5.4。
表4常用规格:
5.2外观质量
5.2.1桥架表面应整洁光滑、色泽均匀,不允许有裂纹、毛刺、锐边、起皮、腐蚀和气泡等缺陷。
5.2.2表面阳极氧化处理的桥架,其表面不允许有电灼伤、氧化膜脱落或露底等影响使用的缺陷。
5.2.3表面采用电泳涂漆处理、粉末喷涂处理或氟碳漆喷涂处理的桥架,其表面不允许有皱纹、裂纹、气泡、流痕、夹杂物、发粘、脱落、露底等影响使用的缺陷。
5.3 制造精度
5.3.1桥架托盘、梯架的直通段长度允许偏差应符合下列要求:
a)当长度≤2000 mm时,允许偏差为士2.0 mm
b)当长度>2000 mm时,允许偏差为±4.0 mm。
c)桥架横档之间中心距离应不大于350 mm,横档宽度不宜小于40 mm,横档与电缆接触平面(沿桥架直通体长轴方向)宽度不小于12 mm。
d)桥架的高度尺寸和宽度尺寸应符合表4的规定,尺寸偏差及其它未作要求的尺寸极限偏差应符合GB/T 1804——2000中V级的规定。
5.3.2桥架的底板、侧板、盖板板材厚度应符合表5的规定。
5.3.3 桥架托盘、梯架的直线度,每1 000 mm测量长度不得大于3 mm。
注:当测量长度不足1 000 mm时,其直线度误差按插入法折算。
5.3.4桥架的平面度,每1000 mm测量长度不得大于4 mm.
注:当测量长度不足1 000 mn时,其平面度误差按插入法折算。
5.3.5 桥架托盘、梯架圆弧形或弯折形的弯通,其弯通内侧弯曲半径应符合200 mm、300 mm、600 mm、900 mm其尺寸偏差不应大于5.0%。
5.3.3 桥架托盘、梯架的直线度,每1 000 mm测量长度不得大于3 mm。
注:当测量长度不足1000 mm时,其直线度误差按插入法折算。
5.3.4 桥架的平面度,每1 000 mm测量长度不得大于
mmo
注:当测量长度不足1 000 mm时,其平面度误差按插入法折算
5.3.5桥架托盘、梯架圆弧形或弯折形的弯通,其弯通内侧弯曲半径应符合200 mm、300 mm、600 mm、900 mm其尺寸偏差不应大于5.0%。
5.4结构要求
5.4.1 桥架有孔托盘底部的通风孔面积不宜大于底部面积的40%。
5.4.2对于多层设置托盘、梯架的桥架,托臂的层间净距离不应小于150 mmo
5.4.3桥架的焊接应选用气体保护电弧焊,焊缝表面应平滑均匀,不应有漏焊、虚焊、裂纹、烧穿、气孔、焊瘤等缺陷,焊缝咬边深度不得大于0.5 mm,且焊缝表面应进行防护层修复处理。
5.4.4桥架的铆接应紧密牢固,不应有错位、偏斜、裂纹等缺陷,铆钉头不应有损伤电缆的突起毛刺。5.4.5桥架加工成形后断面形状应规整,无弯曲、扭曲边缘毛刺等缺陷,内表面应光滑、平整,无损伤电缆绝缘的凸起和尖角。