铝合金电缆的技术指标
抗蠕变性能铝合金导体的合金材料与退火处理工艺减少了导体在受热和压力下的“蠕变”倾向,相对于纯铝,抗蠕变性能提高300%,避免了由于冷流或蠕变引起的松弛问题。
抗拉强度和延伸率铝合金导体相比于纯铝导体,由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工艺,极大的提高了抗拉强度,且延伸率提高到30%,柔韧性比铜高33%,弹性低40%,使用更加安全可靠。
热膨胀系数热膨胀系数用来计算在温度变化时材料的尺寸变化。铝合金的热膨胀系数与铜相当,多年来铝连接器一直可靠地用于铜和铝导体,且当今使用的大部分电气连接器都是用铝制造的,这尤其适合铝合金。所以铝合金导体与连接器的膨胀和收缩完全一致
连接性能用铝合金制造的电气连接与用铜导体制造的连接一样安全稳定。 铝合金的成分大大改进了其连接性能,当导体退火时,添加的铁产生高强度抗蠕变性能,即使在长时间过载和过热时,也能保证连接稳定。
铝合金电缆与铜电缆参数比较
技术参数是设备资料选择的一项重要指标。以AA8030铝合金导体为样本与铜导体进行对比。技术参数中我重点关注电缆载流量及电压损耗。
铝合金的密度仅为电工铜的1/3电阻率为铜的1.6倍;导电率为铜的61.8%抗拉强度为铜的1/2左右;屈服强度及伸长率与铜的下限值基本接近。其中我最为关注的导电率和电阻率比较,直接与导电率相关的技术参数就是载流量;直接与电压损耗相关的技术参数就是电阻率。
对于铝合金电缆的载流量选择,国家于2010年和2013年出版了规范图集10CD106铝合金电缆敷设与安装》和13D101-7预制分支与铝合金电力电缆》详细列举了对于不同装置方式的铝合金电缆载流量。
铝合金电缆的运营维护
电缆在运营过程中我们需要关注电缆的电能损耗、抗蠕变性、防腐性、阻燃性及使用寿命等多种特性。
1、电能损耗:
电缆线路的损耗计算公式:三相线路中有功及无功功率损耗计算公式为:
有功功率损耗 △PL=3I2jsR/103 (KW);
无功功率损耗 △QL=3I2jsX/103 (kvar)。
式中:
R——每相线路电阻(Ω),R=R’L;
X——每相线路电抗(Ω),X=X’L;
L——线路计算长度(KM);
Ijs ——计算相电流(A);
R’、X’——线路单位长度的交流电阻及电抗(Ω/km)。
我们以400V供电线路,三相负载平衡、线路电流为电缆在空气中敷设的安全载流量、功率因数取0.8,线路长度为100米建立模型。得到如下数据:
由上表可知,在相同的运行电流情况下,铜缆与放大截面的铝合金电缆在线路损耗(或电能损耗)方面基本一致。
2、抗蠕变性:
固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象称为蠕变。电缆在敷设和连接的过程中会长期受到应力的作用。如果抗蠕变性很差, 安装一段时间后, 连接处容易松弛, 造成接触电阻增大, 形成线路安全运行的隐患。而合金电缆让合金元素作为溶质原子溶入铝基体,形成固溶体。形成固溶体后,晶格结构有一定畸变,晶格畸变增大位错运动的阻力,使金属的滑移变形变得更加困难,从而提高合金的强度和硬度,同时抗蠕变性能也得到显著改善。使合金电缆与铜缆一致的抗蠕变性。
3、防腐性能:
铝特有的防腐性能来自铝表面与空气接触自然形成的氧化层, 这种氧化层能耐受多种腐蚀。碱性土壤和某些类型的酸性土壤环境对铝有较大的腐蚀性, 所以裸铝铠装电缆(无PVC 护套的自锁型铠装电缆)不能直埋敷设, 需使用模压护套来防止腐蚀。而在如铁路隧道和其它类似含硫环境中, 铝的抗腐蚀性能优于铜。
4、阻燃性能:
铠装铝合金电缆的绝缘采用的是低烟无卤的XLPE ( 交联聚乙烯) 材料, 加之其独特的自锁型铠装结构, 使其达到低烟无卤阻燃IA 级, 这种电缆在燃烧时的透光率达到了99 % (标准要求IA 级透光率≥ 80 %), 只产生极微量的烟雾, 发生火灾时减少了对人身的二次伤害, 有利于及时疏散和救援。自锁型铠装电缆的铝合金铠带散热性好, 可以很快带走热量, 其阻燃特性优异, 在火焰撤走后能迅速熄灭, 不会延燃其他材