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从电缆事故分析 ! 电缆不能再选铝合金电缆

电老虎供应链2018-12-04 15:06:07

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铝合金电缆在我国应用时间不长但已经有案例表明铝合金电缆应用在城市和厂矿有巨大隐患和风险,下面就两个实际案例及导致铝合金电缆风险事故的八个因素进行探讨。

案例 一

某钢厂批量使用铝合金电缆,投产一年时间发生两次大火造成停产半个月,直接经济损失2个亿。


火灾后经过维修后的电缆桥架


案例 二

湖南某一城市照明配电系统采用了铝合金电缆,在安装后的一年内,发生了铝合金电缆的强烈腐蚀,导致电缆接头和导体损坏,线路断电。



通过这两个案例可以看到铝合金电缆在中国城市、厂矿的大规模推广已经为城市、厂矿留下了隐患,用户对铝合金电缆的基本性能缺少认识,因而遭受了巨大损失,如果用户提早了解到铝合金电缆在防火可靠性和防腐问题上特性,这样的损失是可以提前避免的。


从铝合金电缆的特性来看,铝合金电缆在防火和防腐方面有天然的缺陷。表现在以下8个方面:


1、耐腐蚀性能,8000系列铝合金不如普铝


GB/T19292.2-2003标准表1注4中说明:铝合金耐腐蚀性差于普铝更差于铜,这是因为铝合金电缆加入了镁、铜、锌、铁元素,因此易于发生局部腐蚀如应力腐蚀断裂、层蚀、晶间腐蚀,而且8000系列铝合金属于易腐蚀配方,铝合金电缆增加了热处理工序,易造成物理状态不均匀,比铝电缆更容易被腐蚀。目前在我国应用的铝合金基本都是8000铝合金系列。



2、耐温性能,铝合金比铜相差大


铜的熔点为1080℃而铝和铝合金的熔点为660℃,所以铜导体是耐火电缆更好的选择。现在一些铝合金电缆厂家宣称可以生产耐火铝合金电缆并且通过了相关国家标准测试,但铝合金电缆与铝电缆此方面没有差别,如果处于火灾中心(  以上)即温度高于铝合金和铝电缆熔点时,不论电缆采取何种隔热措施,电缆会在很短的时间内融化,丧失导电功能,因此铝和铝合金不宜用做耐火电缆导体,也不宜在人口密集的城市配电网、楼宇、厂矿中使用。



3、铝合金热膨胀系数远高于铜,AA8030铝合金甚至高于普铝


10X6/℃

铝合金AA1000

铝合金AA1350

铝合金AA8030

0-100℃时

17.0

23.5

21.9-25.5

21.8-25.5

23.6


从表中可以看到,铝的热膨胀系数远远高于铜,铝合金AA1000和AA1350有了一点改善,而AA8030甚至高于铝。热膨胀系数高会导致导体在热胀冷缩后接触不良并且会恶性循环,而电力供应始终有峰谷差,对电缆性能造成了巨大的考验。


4、铝合金没有解决铝氧化问题


铝合金或铝暴露在大气中会迅速形成一种坚硬、粘结力强但易碎,大约10nm厚度的 薄膜,具有较高的电阻率,它的硬度和粘结力使它难以形成导电触点,这是铝和铝合金安装前必须剔除表面氧化层的原因。铜表面也会氧化,但氧化层柔软并且在承受力时容易破碎成为了半导体,形成了金属-金属类接触。


5、铝合金电缆在应力松弛和抗蠕变性方面有改善但远不及铜


在普铝中加入特定的元素,可以改善普铝的蠕变性能,但其提高的程度相对普铝也非常有限,与铜相比尚有巨大差距。而且铝合金电缆是否真正能够改善抗蠕变性能,与每个企业的工艺、技术、质量控制水平密切相关,这种不确定性本身就是风险因素,如果没有成熟工艺严格控制,铝合金电缆改善蠕变性能方面也是无法保证的。


6、铝合金电缆没有解决铝的连接可靠性问题


影响铝的连接可靠性的因素有5个,铝合金仅仅在一个问题上有改善,并没有解决普铝连接问题。




普铝在连接问题上存在5个问题,8000系列铝合金只在蠕变和应力松弛方面有改善,其它方面都没有改进,因此连接问题将依然是影响铝合金品质的重大问题。铝合金也是铝的一种并不是一个新材料,在导体性能方面如果铝的基本性能与铜的差距问题没有解决,铝合金是无法替代铜的。


7、国产铝合金质量控制不一致(合金成分)导致抗蠕变性能差


经过加拿大POWERTECH测试,国产铝合金成分控制不稳定,北美铝合金电缆Si含量相差5%以内,而国产铝合金Si含量相差68%,而Si是影响蠕变性能的重要元素。也就是说国产铝合金电缆在抗蠕变性方面也还没有成熟的工艺形成。


8、铝合金电缆接头工艺复杂,容易留隐患


铝合金电缆接头工艺比铜电缆多出三个工艺,氧化层的有效去除和涂覆抗氧化剂是关键,国内施工水平,质量要求参差不齐,留有隐患。而且由于国内没有严格法律责任赔偿体系,最终损失后果实践中基本还是用户自己承担。


除了上述因素,铝合金电缆还有截流量没有统一标准、接头端子不过关、电容电流增大、铝合金电缆铺设间距因截面加大变窄或不足以支撑、电缆截面增大导致施工困难、电缆沟#空间是否配套、维护和风险成本急剧升高、全生命周期成本升高、设计师无标准可遵循等一系列专业问题,如处理不当或被故意忽略任何其中一项都足矣让用户遭受惨重的、无法拟补的损失和事故。




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