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電纜銅鋁替代要考慮八個方面
閱讀：391 發(fā)布時間：2017-10-26隨著我國經(jīng)濟(jì)步入發(fā)展新常態(tài)，鋁合金電纜在電氣市場中占據(jù)了一定份額。相關(guān)媒體和企業(yè)提出了在電力電纜領(lǐng)域全面推廣“以鋁代銅”，并冠之以未來“發(fā)展方向”，解決銅資源短缺的“戰(zhàn)略舉措”。
電纜銅鋁替代要考慮八個方面
1、鋁合金電纜的導(dǎo)電性較差
鋁合金電纜導(dǎo)電率只有銅電纜的61%。相同電纜截面下，偏大的電阻必然造成線損偏高，降低能源利用效率。相同載流量條件下，鋁合金電纜電阻率總是略大于銅電纜。以負(fù)荷電流380A，年利用小時數(shù)4500h，運行壽命30年為例，銅電纜截面若采用150mm²，則鋁合金電纜截面需240mm²，兩者的電阻率分別是0.148/km和0.150/km，年能耗為288495kwh/km和292410kwh/km，全壽命周期內(nèi)兩者能耗差為117450kwh/km。
2、鋁合金電纜載流量偏低
城市電網(wǎng)供電可靠性要求達(dá)到99.99%，核心區(qū)需達(dá)到99.999%的更高水平。由于城市電纜網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，故障情況下短時間內(nèi)保護(hù)動作，迅速將負(fù)荷切轉(zhuǎn)至對側(cè)線路，確保不間斷用戶供電。但要實現(xiàn)電網(wǎng)高可靠性，完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的設(shè)備和線路都是*的。
3、鋁合金電纜機械抗拉強度低
鋁合金電纜的抗拉強度只有銅電纜的46%，允許牽引力比銅電纜低60%。城市配電網(wǎng)大量采用電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，規(guī)劃設(shè)計上考慮盡量減少電纜中間接頭的使用。實際使用中，單根銅電纜敷設(shè)長度一般在600~800米區(qū)間。考慮在同等載流量條件下，單根普鋁電纜的敷設(shè)長度僅為500米。
4、鋁合金電纜耐腐蝕性能弱
電纜導(dǎo)體的腐蝕主要是金屬電化學(xué)腐蝕，即在金屬表面發(fā)生原電池或雜散電流干擾引起的電解電池作用。鋁合金電纜在生產(chǎn)工藝中為了改善抗蠕變性能加入了鎂、銅、鋅、硅等元素，并增加熱處理工序。由于電纜運行工況復(fù)雜，在含有電解質(zhì)的環(huán)境中，電極電位更低的鋁與其他加入的金屬元素存在電極差，從而形成電流通路，發(fā)生孔蝕和裂隙腐蝕等電化學(xué)現(xiàn)象。
5、鋁合金電纜耐高溫性能差
銅的熔融點為1080，而鋁的熔融點僅為660，顯然銅導(dǎo)體是耐火電纜更好的選擇?；馂?zāi)情況下，中心環(huán)境溫度可上升到750以上，電纜必須能夠維持通電的基本功能以構(gòu)筑生命保障線。顯然當(dāng)火場溫度高于鋁合金和鋁的熔融點后，無論采取何種隔熱措施，電纜導(dǎo)體都會在短時間內(nèi)發(fā)生融化，喪失導(dǎo)電功能，從而嚴(yán)重影響火場人員安全疏散。
6、鋁合金電纜接頭故障風(fēng)險高
電纜運行經(jīng)驗表明，80%故障均發(fā)生在接頭部位。銅具有鋁和鋁合金*的*性。銅接頭氧化生成的氧化銅是優(yōu)良導(dǎo)體，仍能夠保障接頭和端子的電氣連接性能。鋁和鋁合金接頭發(fā)生氧化生成的氧化鋁是絕緣體，質(zhì)地堅硬、粘結(jié)力強的特性使其難以形成良好的導(dǎo)電觸點，易造成觸點發(fā)熱。電氣設(shè)備終端多采用的是銅制接頭，使用鋁合金電纜就會形成銅鋁連接。鋁合金的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)高于銅。由于電網(wǎng)運行始終存在峰谷差，當(dāng)負(fù)荷發(fā)生明顯變化時，溫度快速變化，接觸區(qū)出現(xiàn)較大的側(cè)向運動，切斷了金屬觸點的有效連接，增大接觸阻抗，導(dǎo)致連接處溫度上升。冷卻時再次發(fā)生熱應(yīng)力變化，進(jìn)一步形成界面剪切作用。
7、鋁合金電纜占用通道資源多
在相近能耗條件下，鋁合金電纜截面需大于銅電纜兩個規(guī)格以上，才能達(dá)到相近的載流量。然而增大的導(dǎo)體截面對電纜敷設(shè)和電纜通道結(jié)構(gòu)尺寸都帶來嚴(yán)重影響。電纜通道資源是城市電纜網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。受城市道路規(guī)模和交通組織的影響，大多數(shù)電纜采用排管和拉管方式敷設(shè)。
8、鋁合金導(dǎo)體安裝工藝要求高
安裝鋁合金電纜需要使用特殊工具，不同廠家接頭甚至需要配置不同工具，無疑增加施工安裝成本。鋁合金電纜安裝程序復(fù)雜,一般分為剝離絕緣層、去除導(dǎo)體氧化層、涂覆抗氧化劑、插入端子、壓接成型、擦除多余抗氧化劑等6個主要步驟。不正確的安裝容易導(dǎo)致接頭接觸電阻過大，異常溫升直至發(fā)生電纜故障。
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