廣東南纜電纜有限公司
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中國銅精礦的供應(yīng)不到30%,超過70%的比例需要依賴進(jìn)口,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國鐵礦石和石油的對外依存程度,而受國內(nèi)需求推動,我國已經(jīng)成為全球最大的銅消費國,2006年我國的銅消費量總計達(dá)到400萬噸,約占全球供給總量的22%左右。目前電纜用銅大部分從國外進(jìn)口,國外礦產(chǎn)壟斷企業(yè)爭相提價,造成建筑電氣成本居高不下。反過來看,我國已探明鋁礬土儲藏量為37億噸。在這樣的礦產(chǎn)資源形勢下,竭力推崇不惜重金進(jìn)口銅,而不用自己擁有的豐富的鋁資源,使歐洲同行很不理解。有法國電纜業(yè)者曾經(jīng)說,法國不產(chǎn)銅而鋁資源豐富,所以法國的電力電纜中,百分之六十以上使用鋁導(dǎo)體的,并且得到法國電力公司(EDF)的認(rèn)可。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高質(zhì)量、高科技含量的鋁材被開發(fā)出來,加之全球貧銅富鋁的資源現(xiàn)狀,銅件目前已是鋁價的3倍以上(銅約6萬元/噸,鋁約1.7萬元/噸),"鋁"代銅又成為自然的選擇。國外在鋁制導(dǎo)體的研究和應(yīng)用方面,美國及加拿大開發(fā)出了AA8000系列電工級鋁合金作為導(dǎo)體材料。美國《國家電氣規(guī)范》NEC2008版310.14規(guī)定:8AWG、10AWG、12AWG截面(相當(dāng)于國內(nèi)8.37mm2、5.26mm2、3.332mm2)的實心導(dǎo)體應(yīng)有AA8000系列電工級鋁合金材料制造;絞合型導(dǎo)體從8AWG到1000Kcmil(相當(dāng)于國內(nèi)506.7mm2)也應(yīng)由AA8000系列電工級鋁合金導(dǎo)體材料制造。山東萬達(dá)電纜有限公司就是依據(jù)以上規(guī)范特別開發(fā)了與民用建筑配電相適應(yīng)的鋁合金線纜。
鋁合金電纜的定義
鋁合金電力電纜,是以AA-8000 系列鋁合金材料為導(dǎo)體,采用特殊緊壓工藝和退火處理,和連鎖鎧裝工藝等先進(jìn)技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造的新型材料電力電纜。
合金電纜和普通電纜的區(qū)別
合金電纜采用AA-8000 系列鋁合金導(dǎo)體,而普通電纜則采用銅或者純鋁作為電纜導(dǎo)體。
為什么要推廣使用合金電纜?
在同樣體積下,鋁合金的實際重量大約是銅的三分之一。按照該計算,在滿足相同導(dǎo)電性能的前提下,相同重量鋁合金電纜的長度是銅電纜的兩倍。因此,相同載流量時鋁合金電纜的重量大約是銅纜的一半。采用鋁合金電纜取代銅纜,可以減輕電纜重量,降低安裝成本,減少設(shè)備和電纜的磨損,使安裝工作更輕松。
合金電纜比普通電纜的優(yōu)勢:
導(dǎo)電性能:
鋁合金的導(dǎo)電率是最常用基準(zhǔn)材料銅IACS的61.5%,載流量是銅的79%,優(yōu)于純鋁標(biāo)準(zhǔn)。
抗蠕變性能
鋁合金導(dǎo)體的合金材料與退火處理工藝減少了導(dǎo)體在受熱和壓力下的"蠕變"傾向,相對于純鋁,抗蠕變性能提高300%,避免了由于冷流或蠕變引起的松弛問題。
抗拉強度和延伸率
鋁合金導(dǎo)體相比于純鋁導(dǎo)體,由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工藝,極大的提高了抗拉強度,且延伸率提高到30%,使用更加安全可靠。
熱膨脹系數(shù)
熱膨脹系數(shù)用來計算在溫度變化時材料的尺寸變化。鋁合金的熱膨脹系數(shù)與銅相當(dāng),多年來鋁連接器一直可靠地用于銅和鋁導(dǎo)體,且當(dāng)今使用的大部分電氣連接器都是用鋁制造的,這尤其適合鋁合金。所以鋁合金導(dǎo)體與連接器的膨脹和收縮完全一致。
自重承載力強
鋁合金改善了純鋁的抗拉強度,鋁合金電纜可支撐4000米長度的自重,銅電纜只能支撐2750米。這種優(yōu)勢在大跨度的建筑(如體育場館)配線時體現(xiàn)得尤為突出。
防腐蝕性能
鋁固有的防腐性能緣自當(dāng)鋁表面與空氣接觸時形成薄而堅固的氧化層,這種氧化層特別耐受各種形式的腐蝕。而合金中添加的稀土元素又能進(jìn)一步改善鋁合金的耐腐蝕性能,特別是電化學(xué)腐蝕。鋁能承受惡劣環(huán)境的特點使其被廣泛應(yīng)用于托盤內(nèi)電纜的導(dǎo)體,以及許多工業(yè)元件和容器。腐蝕的產(chǎn)生通常與不同的金屬在潮濕環(huán)境中的連接有關(guān),可使用相應(yīng)的保護(hù)措施來防止腐蝕的發(fā)生,比如使用潤滑油、抗氧化劑和保護(hù)涂層。堿性土壤和某些類型的酸性土壤環(huán)境對鋁有較大的腐蝕性,所以直埋敷設(shè)的鋁導(dǎo)體應(yīng)使用絕緣層或模壓護(hù)套防止腐蝕。在含硫的環(huán)境中,例如鐵路隧道和其它類似地方,鋁合金的抗腐蝕性能大大優(yōu)于銅。
柔韌性
鋁合金有很好的彎曲性能,其獨特的合金配方、加工工藝,使柔韌性大幅提高。鋁合金比銅柔韌性高30%,反彈性比銅低40%。一般銅纜的彎曲半徑為10~20倍外徑,而鋁合金電纜彎曲半徑僅為7倍外徑,更容易進(jìn)行端子連接。
鎧裝特性
國內(nèi)常用的鎧裝電纜,大多采用鋼帶鎧裝,安全級別低,在受到外界破壞力時,其抵御能力差,容易導(dǎo)致?lián)舸?,且重量重,安裝成本相當(dāng)高,加之耐腐蝕性能差,使用壽命不長。而我們根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的金屬連鎖鎧裝電纜,采用的是鋁合金帶連鎖鎧裝,其層與層之間的連鎖結(jié)構(gòu),保證電纜能經(jīng)受外界強大的破壞力,即使電纜遭受較大的壓力和沖擊力時,電纜亦不易被擊穿,提高了安全性能。同時鎧裝結(jié)構(gòu)使電纜與外界隔離,即使在火災(zāi)時,鎧裝層提高了電纜的阻燃耐火級別,降低了火災(zāi)的危險系數(shù)。鋁合金帶鎧裝結(jié)構(gòu)相對于鋼帶鎧裝,其重量輕,敷設(shè)便利,可免橋架安裝,能減少20%~40%的安裝費用。根據(jù)使用場所的不同可以選擇不同的外護(hù)套層,使鎧裝電纜的用途更加廣泛。
緊壓特性
單從體積電導(dǎo)率方面考慮,鋁合金不及銅,但我們開發(fā)的導(dǎo)體不僅從材料性能方面作出了改進(jìn),而且在工藝方面也取得大的突破,我們采用超常規(guī)的緊壓技術(shù),使緊壓系數(shù)達(dá)到0.93,而異型線的緊壓系數(shù)能達(dá)到0.95,在國內(nèi)屬于首創(chuàng)。通過最大極限的緊壓,可以彌補鋁合金在體積導(dǎo)電率上的不足,使絞合導(dǎo)體線芯如實心導(dǎo)體一般,明顯的降低線芯外徑,提高導(dǎo)電性能,在同等載流量情況下導(dǎo)體外徑只比銅纜大10%。
阻燃性能
在建筑物發(fā)生火災(zāi)時,濃煙和含鹵毒素(如電纜中的有鹵阻燃劑等)是致命殺手?!睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計規(guī)范》(JGJ16-2008)7.4.1條第2款規(guī)定"對一類高層建筑以及重要的公共場所等防火要求高的建筑物,應(yīng)使用阻燃低煙無鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。"
山東萬達(dá)電纜有限公司生產(chǎn)的鎧裝鋁合金電纜的絕緣采用的是低煙無鹵的XLPE(交聯(lián)聚乙烯)材料,加之其獨特的自鎖型鎧裝結(jié)構(gòu),使其達(dá)到低煙無鹵阻燃IA級,這種電纜在燃燒時的透光率達(dá)到了99%(標(biāo)準(zhǔn)要求IA級透光率≥80%),只產(chǎn)生極微量的煙霧,發(fā)生火災(zāi)時減少了對人身的二次傷害,有利于及時疏散和救援。
自鎖型鎧裝電纜的鋁合金鎧帶散熱性好,可以很快帶走熱量,其阻燃特性優(yōu)異,在火焰撤走后能迅速熄滅,不會延然其他材料。通過燃燒試驗對比,供火40min碳化高度只有0.15m,遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗 第33部分:垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗A類》(GB/T 18380.33-2008)的阻燃電纜碳化高度≤2.50m的要求。