鋁合金電纜性能指標(biāo)與銅電纜的區(qū)別

1、鋁合金電纜材料的由來(lái)

在1965-1971年期間，美國(guó)一些采用純鋁芯電纜的建筑火災(zāi)事故頻發(fā)。通過分析，其主要原因是沒有為鋁芯電纜設(shè)計(jì)專用的連接器，而是直接采用了銅芯電纜的連接器，導(dǎo)致鋁線與插座或開關(guān)之間發(fā)生松弛、微觀損壞、起弧，使接觸電阻增大發(fā)生過熱而引發(fā)火災(zāi)。

為了扭轉(zhuǎn)這個(gè)局面，北美電纜業(yè)界從電纜產(chǎn)品和連接器幾個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)，采取了以下措施。

在材料方面;美國(guó)南線、加拿大鋁業(yè)發(fā)明了8176、8030等8000系列鋁合金，提升了蠕變性能;

在電線連接方面;采用多種方法，改進(jìn)連接性能，包括使用鍍錫端子、在鋁線和銅端子間增加特殊墊片、連接點(diǎn)涂敷抗氧化劑、設(shè)計(jì)專門的插座等;

在標(biāo)準(zhǔn)方面;通過美國(guó)UL公司，以及美國(guó)國(guó)家防火委員會(huì)(NFPA)的試驗(yàn)，1985年，NEC電氣規(guī)定在2000V以下某些類型電線的鋁導(dǎo)體應(yīng)采用8000系列鋁合金。1988年，美國(guó)材料和試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM )頒布了B800標(biāo)準(zhǔn)，將6種牌號(hào)的8000系列鋁合金列入電纜導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)

從美國(guó)發(fā)展鋁合金電纜的歷史看，有以下幾個(gè)特點(diǎn);

一是因純鋁和銅連接端子的問題，導(dǎo)致一些事故發(fā)生;

二是8000系列鋁合金，是在純鋁材料基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型號(hào)，主要目的是提升普鋁電纜的蠕變性能，主要是為了解決接頭端子出現(xiàn)的問題。

三是1985年美國(guó)電氣法規(guī)規(guī)定在2000V以下某些類型電線的鋁導(dǎo)體應(yīng)采用8000系列鋁合金?？梢娫诿绹?guó)，鋁合金電纜從來(lái)也沒有進(jìn)入到中壓領(lǐng)域，而只是在低壓部分領(lǐng)域適用。

四是從1988年頒布B800標(biāo)準(zhǔn)算起，截至目前為止，美國(guó)鋁合金電纜使用的歷史不到30年。

2、8000系列鋁合金的性能

從上述兩個(gè)鋁合金標(biāo)準(zhǔn)表中可以看出，1350電工純鋁，屬于純鋁，其含鋁量為99.50%;8000系列鋁合金，屬于其他合金系列，其鋁含量超過98%，加入Si Cu Fe Me 等微量元素，總計(jì)1%-1.5%。這也就是說(shuō)8000系列鋁合金只是在純鋁基礎(chǔ)上，加入一點(diǎn)微量元素，目的是改善鋁的蠕變性能，用于制造鋁合金電纜，并沒有改善鋁的其它使用性能。

因此，相對(duì)1000系列純鋁來(lái)說(shuō)，8000系列鋁合金的性能沒有根本性提升，只是在抗蠕變方面有了一些改進(jìn)而已。

3、8000系列鋁合金的抗拉強(qiáng)度比純鋁差

通過鋁合金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)可以看出，8000系列鋁合金的機(jī)械抗拉強(qiáng)度比純鋁低30%，比銅低100%以上，所以從這個(gè)指標(biāo)來(lái)看，采用8000系列鋁合金的電纜，如果在施工中處理不當(dāng)，容易導(dǎo)致斷、裂痕跡出現(xiàn)，而這種斷、裂痕跡，無(wú)疑是電纜穩(wěn)定運(yùn)行中的一大隱患。

4、各種材料電纜的性能綜合比較

通過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，可以綜合比較鋁合金電纜、純鋁電纜與銅電纜的性能。

在導(dǎo)電性方面，銅材料最好，純鋁次之，8000系列鋁合金不如純鋁。

在斷裂延伸率/柔軟性方面，銅材料最好，8000系列鋁合金次之，純鋁不如8000系列鋁合金。

在抗拉強(qiáng)度方面，銅材料最好，純鋁次之，鋁合金比純鋁差30%。

在耐腐蝕性方面，也是銅材料最好，純鋁次之，鋁合金也不如純鋁。

5、結(jié)論

通過性能比較，可以看出，使用8000系列鋁合金制造電纜，比純鋁制造電纜，只是在抗蠕變性和斷裂延伸性方面有提高，其它方面的性能不僅沒有改善，甚至還不如純鋁材料。由于8000系列鋁合金的價(jià)格高于純鋁，所以是否可以考慮使用純鋁，替代8000系列鋁合金作為制造電纜的材料。

鋁合金電纜與銅電纜相比，各項(xiàng)使用指標(biāo)都弱于銅電纜，因此鋁合金電纜要全面替代銅電纜是不現(xiàn)實(shí)的。

總的來(lái)講，鋁合金電纜的開發(fā)，在銅電纜和純鋁電纜之外，為用戶提供了第三種選擇。但從我國(guó)電力體系的實(shí)際情況看，系統(tǒng)復(fù)雜性越高，帶來(lái)的是風(fēng)險(xiǎn)加大、維護(hù)成本上升，備品備件增加。綜合考慮這些因素，歐盟國(guó)家采取了比較現(xiàn)實(shí)的政策，規(guī)定電纜就采用銅和純鋁材料，而不使用鋁合金材料，這種系統(tǒng)性選型的思考方法，是否值得我們思考呢?