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                                                          电缆铜铝替代 这八个方面你比较了没aaaaa?

                                                          发布日期:2019-03-18 作者: 点击:

                                                          铝合金电力电缆是以AA8030系列铝合金材料为导体aaaaa,采用特殊紧压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aaa。而铜电缆是现在普众使用的aaa,以铜材料为导体的电力电缆aaaaa。

                                                            一、引言

                                                            随着我国经济步入发展新常态aaaaa,铝合金电缆在电气市场中占据了一定份额aaaaa。相关媒体和企业提出了在电力电缆领域全面推广“以铝代铜”aaa,并冠之以未来“发展方向”aaa,解决铜资源短缺的“战略举措”aaa。本文主要对铝合金电缆和铜电缆进行八个方面横向对比aaa,并结合实际应用情况aaa,理性审慎地看待铜铝替代问题aaaaa。

                                                            二、铜铝矿产资源的现实比较

                                                            我国铜资源相对短缺是客观事实aaaa,但铝资源其实并不富裕aaaa。所谓“富铝缺铜”更是不符合国情的误导宣传aaaa。众所周知aaaaa,国内铝加工行业由于产能严重过剩aaaaa,早已列入国家限制淘汰落后生产序列aaaa。国产铝土矿石的铝硅比偏低aaa,氧化铝生产成本偏高aaaaa。铝矿的过度开采使国内储采比仅有6.6年aaa,远低于石油工业10年的储采比aaaaa,显然储量不能满足经济快速增长的需要aaaaa。然而为维持庞大的铝业产能aaaaa,必须从海外大量采购铝矿资源aaa,预计到“十三五末”铝矿的海外依存度将达到60%以上aaaa。从长期来看aaa,客观上存在铝资源短缺的系统性风险aaaaa。反观铜作为100%可循环使用的金属aaa,国内储采比尚有16年之久aaaa,若能利用当前外汇储备和低价铜矿的优势aaa,大量收购国外铜矿资源aaaaa,“藏铜于国内”无疑更具有突出战略意义aaaaa。

                                                            三、铝合金电缆与铜电缆的性能比较

                                                            铝合金电缆是在普通铝的基础上加入微量元素作为导体的电缆形式aaa,虽然是纯铝电缆升级版本aaaa,但与铜电缆相比仍有明显的比较劣势aaa。

                                                            1、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%aaa。相同电缆截面下aaa,偏大的电阻必然造成线损偏高aaaa,降低能源利用效率aaaa。相同载流量条件下aaaa,铝合金电缆电阻率总是略大于铜电缆aaaaa。以负荷电流380Aaaaaa,年利用小时数4500haaaaa,运行寿命30年为例aaa,铜电缆截面若采用150mm²aaaa,则铝合金电缆截面需240mm²aaaaa,两者的电阻率分别是0.148/km和0.150/kmaaaa,年能耗为288495kwh/km和292410kwh/kmaaaa,全寿命周期内两者能耗差为117450kwh/kmaaaa。显然全寿命周期内铝合金电缆的损耗偏大aaaaa,背离国家“节能减排”的发展方向aaaaa。

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

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

                                                            4、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aaa,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aaaa。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aaaaa,并增加热处理工序aaaa。由于电缆运行工况复杂aaa,在含有电解质的环境中aaaa,电极电位更低的铝与其他加入的金属元素存在电极差aaa,从而形成电流通路aaaaa,发生孔蚀和裂隙腐蚀等电化学现象aaaa。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aaa,增加电化学腐蚀的可能aaaaa,继而发生应力腐蚀裂纹和晶间腐蚀aaa。

                                                            5、铝合金电缆耐高温性能差

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

                                                            6、铝合金电缆接头故障风险高

                                                            电缆运行经验表明aaa,80%故障均发生在接头部位aaa。铜具有铝和铝合金无法比拟的优越性aaa。铜接头氧化生成的氧化铜是优良导体aaaa,仍能够保障接头和端子的电气连接性能aaaa。铝和铝合金接头发生氧化生成的氧化铝是绝缘体aaaa,质地坚硬、粘结力强的特性使其难以形成良好的导电触点aaaaa,易造成触点发热aaa。电气设备终端多采用的是铜制接头aaaa,使用铝合金电缆就会形成铜铝连接aaaaa。铝合金的热膨胀系数远高于铜aaa。由于电网运行始终存在峰谷差aaa,当负荷发生明显变化时aaa,温度快速变化aaa,接触区出现较大的侧向运动aaaa,切断了金属触点的有效连接aaaa,增大接触阻抗aaa,导致连接处温度上升aaaa。冷却时再次发生热应力变化aaaaa,进一步形成界面剪切作用aaaa。在长期冷热反复作用下aaaaa,当热应力大于铝的屈服力时aaaa,就会在接触区内形成不可逆的塑性变形aaa,加速接头处的损耗程度aaaa,直至最终出现连接故障aaa。铝合金导体在热胀冷缩后更容易产生接触不良的现象aaa,接触区的恶性循环又对接头安全运行形成巨大考验aaaaa。

                                                            7、铝合金电缆占用通道资源多

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

                                                            8、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aaaa,不同厂家接头甚至需要配置不同工具aaaaa,无疑增加施工安装成本aaaaa。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aaaa。不正确的安装容易导致接头接触电阻过大aaa,异常温升直至发生电缆故障aaa。国内目前的电缆施工力量参差不齐aaaa,现场管理水平也落后于发达国家aaa。相比较而言aaaa,铜电缆应用经验丰富aaaa,具有更好的机械性能和安装容错性aaa,施工工艺比较简化aaaaa,更适合现阶段的实际情况和发展水平aaaaa。

                                                            四、结语

                                                            综上所述aaaaa,铝合金电缆是一种投资风险大、市场空间有限、对用户安全可靠性保障度低的产品aaaaa,相对铝电缆仅是在抗蠕变性能方面有局部改善aaa,却不能对铝电缆的其他不足方面提供有效的解决方案aaaa。通过上述对比分析aaaaa,铝合金电缆并不适合在中压系统和城市配电网推广使用aaaaa。


                                                          本文网址:http://www.elephantclips.com/news/396.html

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