從電纜標準中的許多指標來看,鋁合金無法達到銅導體的導電性能和可靠性,在實踐中也有許多安全性問題沒有得到真正解決,本文將鋁合金、銅、普鋁的各種指標進行比較并對鋁合金電纜的一些實踐問題進行闡述,希望幫助用戶形成對鋁合金電纜的正確認識。
1,鋁合金電纜導電指標比普鋁還低
鋁合金線的導電率,在相同的狀態和溫度時低于普鋁。還達不到銅線導電率的三分之二。對比國標GB/T30552,GB/T3954-2009以及GB/T3953-2009中的電阻率可以得到下表:
普鋁(線) Ω.mm2/m | 鋁合金(線) Ω.mm2/m | 銅(線)Ω.mm2/m |
LR(軟態) ≤0.02759 | LHR(軟態) ≤0.028264 | TR(軟態) ≤0.017241 |
LY(硬態) ≤0.028264 | LHY(硬態) ≤0.028976 | TR(硬態) ≤0.01796 |
出自GB/T3954-2009規定 | 出自GB/T30552-2013規定 | 出自GB/T3953-2009規定 |
從上表可以看出,無論是軟態還是硬態的鋁合金導電率都不如普鋁。而導電率是作為導體的銅、鋁合金和普鋁的zui核心的指標之一。
2、鋁合金電纜抗拉強度比普鋁低
鋁合金電纜不僅導電率較普鋁低,導體的抗拉強度也比普鋁導體低,見下表:
項目 | 鋁合金導體 | 鋁導體 | 銅導體 |
抗拉強度≥ MPa | 98-159 | 125-205 | 220-270(參考值) |
標準依據 | GB/T31840-2015 | GB/T3955 | GB/T3953 |
從上表可見,鋁合金電纜比普鋁抗拉性能差,這在實踐中會產生問題,例如在城市配網應用時中壓電纜在施工放線時,往往需要牽引機放線,而中壓電纜一般長度比較長,此時較大的牽引力與較長的電纜共同作用,當鋁合金電纜強度不夠時,容易出現導體的損傷,給電纜埋下隱患或甚至直接造成事故
3、鋁合金電纜斷裂伸長度明顯低于銅電纜
鋁合金的斷裂伸長率不小于10%,銅軟線的斷裂伸長率不小于25%,銅的斷裂伸長率比鋁合金明顯要高,也就是在柔韌性和彎曲性能方面明顯強于鋁合金電纜,這意味著鋁合金導體的抗疲勞性能不及銅導體。
下表是關于鋁合金導體用單線和銅導體單線的斷裂伸長率對比:
項目 | 鋁合金導體 | 鋁導體 | 銅導體 |
斷裂伸長率≥ % | 10 | 15-20 | 25-30 |
標準依據 | GB/T31840-2015 | GB/T3955 | GB/T3953 |
4、關于鋁合金電纜的壽命與銅電纜的比較
目前鋁合金電纜和銅電纜的標準中,壽命不是一個硬性的指標,但對于用戶來說是非常重要的指標,因此也有必要予以討論。
電纜的使用壽命,主要是和絕緣材料有關,導體的使用壽命一般是大于絕緣材料的,從導體本身來看,銅纜使用壽命zui長,鋁電纜與鋁合金電纜相近,都比銅差。
目前有些說法鋁合金電纜比銅電纜壽命長十年,這種說法是基于這樣一個事實,即在低壓電纜方面,鋁合金電纜標配絕緣是交聯聚乙烯(XLPE),銅電纜絕緣有PVC,也有交聯聚乙烯(XLPE),因為PVC的使用壽命短,一些廠家就說鋁合金電纜壽命比銅纜長,這是拿XLPE絕緣的鋁合金與PVC絕緣的銅電纜相比較而得出的結論。
5、關于某外國某公司宣稱的鋁合金電纜電阻值低于國標的問題
鋁合金電纜性能被夸大的源頭之一是外國某公司在中國的推廣,目前該公司已經退出該市場。國外關于鋁合金電纜的標準主要是UL44和CSA C22.2No.38,國內標準基本上都是跟著這兩個標準的,但外國某公司宣傳鋁合金電纜電阻值比國標的低,為什么呢?
經過研究發現,該公司的鋁合金電纜的電阻值比國標低,不是在于它的導電率高,它的導電率同國標相同也是61ICAS,原因是該公司早期采用了美國線規,電纜實際截面采用美國線規生產,美國沒有95mm2規格, 只有107mm2規格,把107mm2拿過來測試導電率和電阻,實際導體電阻就可以比國標低很多。
因此,從上述關鍵指標的比較來看,鋁合金電纜無法替代銅電纜,因為它無法提供銅電纜的可靠性和導電率。