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铝合金电缆

铝合金导体电缆与传统的纯铝导体电缆不同,该产品采用高延伸率铝合金材料,通过在纯铝中添加铜(Cu)、锰(Mn)、镁(Mg)、钛(Ti)、铬(Cr)、锌(Zn)、铁(Fe)和硅(Si)等多种元素,经特殊的绞合和退火等先进工艺,弥补了纯铝电缆的不足,改善了纯铝电缆的物理性能和工艺性能,提高了电缆的导电能力和抗腐蚀、抗蠕变能力,保证电缆即使在长时间过载和过热时的连接稳定性&。
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产品描述

铝合金导体电缆与传统的纯铝导体电缆不同,该产品采用高延伸率铝合金材料,通过在纯铝中添加铜(Cu)、锰(Mn)、镁(Mg)、钛(Ti)、铬(Cr)、锌(Zn)、铁(Fe)和硅(Si)等多种元素,经特殊的绞合和退火等先进工艺,弥补了纯铝电缆的不足,改善了纯铝电缆的物理性能和工艺性能,提高了电缆的导电能力和抗腐蚀、抗蠕变能力,保证电缆即使在长时间过载和过热时的连接稳定性&。实现同样的电气性能,铝合金导体电缆直接采购成本比铜电缆低40%~50%,建筑安装施工费用可节约20%以上&。该产品也可以说是节能减排的绿色产品&。

因其良好的性能,从19世纪60年代末开始在北美得到了广泛的推广和使用,2007年进入中国后在北京、天津、吉林、广东、四川等地得到广泛应用&。

铝合金电缆型号及名称

  • 铝合金电缆系列—普通型

 

产品型号

产品名称

YJLHV(TC90)

铝合金芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆

YJLHY

铝合金芯交联聚乙烯绝缘聚乙烯(或聚烯烃)护套电力电缆

YJLHV22

铝合金芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆

YJLHY23

铝合金芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯(或聚烯烃)护套电力电缆

YJLHV32

铝合金芯交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆

YJLHY33

铝合金芯交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚乙烯(或聚烯烃)护套电力电缆

 

注:根据用户要求,可以生产阻燃等级可分为:阻燃A类—ZA,阻燃B类—ZB和阻燃C类—ZC,如ZA-YJLHV22,ZC-YJLHV等&。

 

  • 铝合金电缆系列—连锁铠装型

 

产品型号

产品名称

YJLHV8(AC90)  

铝合金芯交联聚乙烯绝缘铝合金带连锁铠装电力电缆

YJLHV82(ACWU90) 

铝合金芯交联聚乙烯绝缘铝合金带连锁铠装聚氯乙烯护套电力电缆

YJLHY83

铝合金芯交联聚乙烯绝缘铝合金带连锁铠装聚乙烯(或聚烯烃)护套电力电缆

 

注:根据用户要求,可以生产阻燃等级可分为:阻燃A类—ZA和阻燃B类—ZB,如ZA-YJLHY8,ZB-YJLHY83等&。

 

铝合金电缆系列—无卤低烟阻燃型

 

产品型号

产品名称

WDZ-YJLHY

铝合金芯聚氯乙烯绝缘无卤低烟阻燃聚烯烃护套电力电缆

WDZ-YJLHY23

铝合金芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟阻燃聚烯烃护套电力电缆

WDZ-YJLHY33

铝合金芯聚氯乙烯绝缘细钢丝铠装无卤低烟阻燃聚烯烃护套电力电缆

WDZ-YJLHV82

铝合金芯聚氯乙烯绝缘铝合金带连锁铠装无卤低烟阻燃聚烯烃护套电力电缆

 

注:根据用户要求,阻燃等级可分为:阻燃A类—WDZA,阻燃B类—WDZB和阻燃C类—WDZC

 

铝合金电缆截面选择

  • 根据设计经验,低压动力线因其负荷电流较大,所以一般先按发热条件选择截面,再校验电压损耗和机械强度&。
  • 低压照明线,因照明对电压要求较高,所以一般先按允许电压损耗来选择截面,然后校验其发热条件和机械强度&。
  • 而对长距离、大电流及35kV以上的高压线路,则往往先按经济电流密度来选择截面再校验其他条件&。
  • 按以上经验选择,通常较易满足要求,较少返工&。

 

表2.1 铝合金电缆对应铜电缆规格下的载流量及电压损失对比一览表

 

 

铜缆线芯截面(mm2

90℃铜芯铠装电缆载流量(A)托盘、梯架敷设

铜缆电压
损失(V/A﹒km)
90℃

STABILOY电缆线芯截面(mm2

90℃ STABILOY电缆载流量(A)托盘、梯架敷设

STABILOY电缆电压损失(V/A﹒km) 90℃

16

99

2.11

25

105

2.07

25

131

1.38

35

122

1.66

35

162

1.01

50

165

1.06

50

195

0.73

70

192

0.86

70

251

0.54

120

291

0.49

95

304

0.42

150

328

0.42

120

353

0.34

185

363

0.37

150

406

0.29

240

459

0.28

185

463

0.25

300

519

0.24

240

546

0.21

400

601

0.21

300

628

0.18

2×185

726

0.18

300

628

0.18

2×150

656

0.21

400

728

0.15

2×240

918

0.14

400

728

0.15

2×285

726

0.18

 

铝合金电缆的性能

  • 合金材料的分类

目前的铝合金材料分类如下:

1xxx – 纯铝 (99. 00%含量或更高)

2xxx – 铝-铜合金 宇宙飞船

3xxx - 铝-锰合金 可乐罐体

4xxx - 铝-硅合金 焊接

5xxx - 铝-镁合金 人字梯/薄板

6xxx - 铝-锰-硅合金 机翼/架空线/车架

7xxx - 铝-锌合金 A380/保险杠

8xxx - 铝和其他元素合金 建筑用电力电缆

9xxx - 未定义

合金电缆采用的铝合金型号为8030合金&。

 

  • 合金元素

合金导体与纯铝电缆相比,大幅增加了铜、铁、镁元素&。众所周知,在铝中加入其它多种合金元素后,导电性能会下降,而通过工艺控制,可以使导电率回复到纯铝的水平&。增加其它元素的具体效用如下:

铜:增加合金在高温时候的电阻稳定性&。

铁:增加了抗蠕变性能&。

镁:提高导体的抗拉强度&。

 

  • 弯曲性能

根据GB/T12706中对铜缆安装时弯曲半径的规定,铜缆的弯曲半径是10~20倍电缆直径,铝合金电缆的弯曲半径最小为7倍电缆直径,使用铝合金电缆减小了安装布局的空间,减小了安装成本,更易于敷设&。

 

合金电缆安装时的最小允许弯曲半径

 

  • 延展性

特殊的工艺加工过程使得合金电缆比纯铝电缆具有更高的屈服强度;延伸率提高到25~30%;回弹量小,无记忆效应&。而普通铝电力电缆的导体为1.5%&。

 

  • 耐腐蚀性

在空气中铝合金电缆的耐腐蚀性能优于铜,铜缆的使用寿命按三十年设计,铝合金电缆的使用寿命可以达四十年,这是以在美国应用的事实为根据&。

 

  • 重量轻

相同载流量相同长度的铝合金电缆是铜缆的重量的一半,在大跨度安装中优势明显,可以降低安装成本&。

 

  • 导电性能优异

根据GB/T3956铝合金导体相比于铜导体增加一个或两个规格,达到相同的载流量,即铝合金的截面增加1.5倍达到铜同样的导电效果&。虽然截面增大1.5倍,但通过紧压处理,导体外径与铜相比只增加1~8mm,增加的很少&。

 

  • 拉伸强度高和抗疲劳性能好

铝合金电缆的抗拉强度和抗疲劳性能略逊于铜缆,与铜缆很接近,不会因此影响到电缆的使用&。

 

同铝电缆比较

  • 机械性能

与纯铝相比,铝合金电缆抗拉强度更大、延伸性能更好,延伸性能提高了20倍&。

  • 弯折性能

纯铝弯折几次易出现开裂或折断,易引发事故,铝合金经过几十次的弯折后不会出现开裂或折断,消除了以往纯铝安装使用过程中出现事故的隐患,极大地提高了安全性能&。

  • 抗蠕变性能

由于合金中加入了铁、铜、镁等元素,经退火处理,使铝合金导体的抗蠕变性能提高了300%,减小了长期机械力作用下出现的蠕变现象,也降低了因蠕变而导致事故的几率&。因为蠕变后导致接头松动,接触电阻增大,易引发事故&。

  • 电性能

铝合金由于加入稀土及退火处理,导电率超过61.5%IACS,而纯铝的电导率为61%IACS,因而铝合金的导电性能更好&。

  • 耐腐蚀性能

纯铝的耐腐蚀性能比铜好,但铝合金的耐腐蚀性能比纯铝更优,因为铝合金中加入的稀土等元素提高了铝合金表面的致密性,提高了铝合金的耐腐蚀性能,特别是提高了耐电化学腐蚀性能,这就解决纯铝长期在接头处出现的电化学腐蚀的问题&。

  • 接头

接头问题一直是困扰铝电缆不能推广的一个原因,如今的接头技术已经很成熟,无论国内还是国外,已不再是影响铝合金电缆推广的障碍,比如国内的架空导线,大部分使用的都是铝绞线,这块的接头技术已经成熟,而国外的铝合金已经应用四十年历史,像克劳克、上海嘉孟是一直为美国用户服务的电缆接头生产商,除了可以在国内进行选择以外,也可以选择这样的世界品牌&。

 

高强度铝合金带联锁铠装结构的优势

传统的铠装方式为钢带铠装,该铠装有以几点不足:

  • 钢带铠装电缆重量重,不易于安装和安装成本高;
  • 钢带易腐蚀,即使是镀锌钢带,使用寿命也有限;
  • 钢带铠装对电缆的机械保护作用有限,需穿管敷设&。

 

高强度铝合金带连锁铠装相比具有以下优势:

合金电缆某产品,铠装层是5000系列合金,强度高,耐腐蚀性强,非磁性材料,碰撞时不会产生火花,在接近易燃易爆物品时时安全可靠的&。自锁式结构能在更小的空间内弯曲&。

 

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低20%~30%,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%&。

 

应用情况介绍

铝合金电缆在美国、加拿大、墨西哥等国家使用了40年的历史,美国民用及商用建筑90%采用铝合金电缆,国内也已经有上千个工程已经使用,未发生任何问题&。

 

客户可能会提到的问题

  • 产品的使用范围

适用于35kV及以下的电力电缆(含1kV、10kV和35kV电力电缆),不可用于控制电缆或计算机仪表电缆,对于导体直接接触高温设备,长期使用温度在600℃以上的不适用,对于10mm2截面以下的导体,如布线,暂时不适用,这是由于针对纯铝纯在的缺陷,标准限制了铝和铝合金使用的最小截面在10mm2以上,但铝合金完全可以用于更小的截面,我们正在请用户试用&。

 

  • 铝合金电缆与铜缆比较具有哪些优势

优势体现在弯曲性能、耐腐蚀性能、低反弹性、重量轻、省桥架、降低综合成本(具体优势可以参照前面内容)&。

 

  • 铝合金电缆不及铜缆的方面

由于导电性能比铜缆稍差,因而导体要比铜缆大1~8mm,这是最主要的缺陷,但这不会影响到使用,因为无论是设备的链接还是电缆的布局,这点尺寸的差异都在允许的范围之内,不会造成使用上的影响的,除非有特殊场合的尺寸要求非常严格,才不适宜用铝合金电缆代替&。

 

  • 连接头问题

这是很多客户关心的问题,为了解决连接头处腐蚀问题,防止导体氧化,我们建议用户采用铜铝过渡端子,并在端子内、配电箱连接处涂抹抗氧化剂,以防止氧化,连接这块的技术已经很成熟,国内以及有数百个项目在使用,这已经不存在问题&。

 

 

铜铝过渡压接管 / 导电膏 / 铜铝过渡端子

 

铝合金电缆尺寸的增加会不会导致桥架成本增加的问题

由于用铝合金电缆代替铜缆会增加几个至十几个mm,很多客户担忧会因此增加桥架&。答案是肯定不会的,因为电缆桥架的设计时,电缆间有一定的间距,留有一定的余量,这是为了电缆散热的需要,因此使用铝合金电缆即使增加十几个mm也不会导致电缆桥架的增加,实际上是省桥架的,因为相同载流量、相同长度的铝合金电缆只有铜缆重量的一半,因而电缆间的桥架距离更长了,桥架的数量只会减少不会增加;此外,对于少数根数的电缆,可以免去桥架,直接采用电缆夹进行固定&。因而安装成本也会大大降低&。

 

附录

  • 公司连锁铠装设备

 

  

 

  • 施工安装效果图(YJLHV8)

 

  

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