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新型高導電率鋁合金芯電纜

新型高導電率鋁合金芯電纜介紹

我國在上世紀50-70年代,鋼作為戰略資源,電氣應用方面的國策就是以鋁為銅,銅質線纜不可能在民用建筑中使用;在80年代中期,鋁線纜在使用中的問題暴露出來,尤其是鋁導體接線頭引起多起火災等,而在當時,銅、鋁價格差別不大,加之銅導體在電氣、機械、耐久等性能方面的優越性,在應用上,逐漸變成以銅為主;而在國外,1970年前應用的鋁線纜是全硬狀態的1350純鋁線纜,主要存在兩個致命問題:一是連接不穩定,安全性能不好;二是機械性能低,安裝性能差。隨著技術的不斷發展,近幾年歐美等國家研制出了8000系列鋁合金導電材料。新的合金具備優良的物理及電學性能。

新型高導電率鋁合金電纜具備以下優越性能

安全性能

國外同類產品在北美,通過了權威測試實驗室《按照長期運行(大于30年)所制定的100次冷水急冷鏈接接頭頭熱循環測試標準》 

導電性能

用相同規格的電纜比較,高導電率鋁合金的電導率是最常用國際退火銅標準(IACS)的61.5%。在同樣體積下,鋁的實際重量大約是銅的三分之一,按照計算,在滿足相同導電性能的前提下,相同重量的高導電率鋁合金線纜的長度是銅纜的兩倍。因此,高導電鋁合金線纜的重量是同樣載流量的銅纜的一半。使用高導電率鋁合金線纜以取代銅纜,可以減少電纜重量,同時相應的降低安裝成本,減少線纜和設備的磨損,使安裝工作更為輕松。鋁合金導電體具有優良的導電性,導熱性和抗蝕性。

純金屬的相對導電率

 

膨脹性能

熱膨脹系數用來計算在溫度變化時材料的尺寸變化。高導電率鋁合金的熱膨脹系數比銅略高,它比銅膨脹或收縮更多一點。我們推薦使用銅鋁過渡連接端子,該端子均通過了GB9327(IEC61238)1000次熱循環試驗,用嚴格的試驗證明了合金電纜電氣連接的可靠性,并且使用銅鋁過渡端子徹底解決了兩種金屬連接處的熱膨脹和銅鋁電化學腐蝕的問題。

抗蠕變性能

高導電率合金的特殊合金配方與熱處理工藝大大減少了金屬在受熱和壓力下的蠕變傾向。用高導電率鋁合金導體制造的電氣連接與用銅導體制造的連接一樣穩定。

連接性能

高導電率鋁合金芯電力電纜導體中的合金成分大大改進了傳統鋁線纜的連接性能,這是它被允許作為合金導體材料的根本原因。尤其是當導體預熱時,添加的鐵產生高強度抗蠕動性能,即使在長時間過載和過熱,也能保證連接穩定性。當采用試驗認可的90℃級機械連接器時,在美國佐治亞電力公司(Georgia Power)提供的試驗設施進行的連接器試驗結果表明:其性能與用同樣方法連接的銅導體的性能相同。事實上,試驗只是進一步證實了按照規范要求安裝的生產的鋁合金芯電力電纜在問世以來從未發生過任何故障。

注意:高導電率鋁合金芯線纜的連接不必也不應經常緊固,因為這反而會破壞其連接性能。

防腐性能

當鋁合金表面與空氣接觸時立即形成薄而堅固的氧化層。這種氧化層特別耐受各種形式的腐蝕。鋁具有承受最惡劣環境的特性,所以鋁合金作為托盤內電纜的導體被廣泛應用。在含硫的環境中,例如:鐵路隧道和其它類似的地方,鋁合金電纜的抗腐蝕性能大大優于銅電纜。

機械性能

1、高導電率鋁合金芯電纜的反彈性能比銅電纜小40%

2、高導電率鋁合金芯電纜的柔韌性能比銅電纜高24%

3、高導電率鋁合金芯電纜有很好的彎曲性能,因此更容易進行端子連接;

4、高導電率鋁合金芯的特殊配方和熱處理工藝大大減少了金屬在受熱和壓力下的蠕變傾向,用高導電率鋁合金導體制造的電氣連接與銅導體制造的連接一樣穩定

5、高導電率鋁合金電纜的熱膨脹系數比銅線纜略高,它比銅膨脹或收縮更多一點。因此,鋁合金導體不能用銅連接器來連接。

新型高導電率鋁合金性能優異,與1350型純電工鋁相比,具有:

1、 更高的抗拉強度,增大55%

2、 抗蠕變性和緊壓性能提高了300%

3、 退火后,合金具有:

——更高的屈服強度,增加了122%

——更好的延伸率,提高了30%

——更好的柔韌性;

——并與純鋁導電率基本相同;

4、 鋁合金的回彈量小40%,無記憶效應;

5、 熱穩定性更優。

 

經濟性能

實現同樣的電氣性能,高導電率鋁合金芯電力電纜(含專用連接端子)直接采納成本比銅線纜低13%,一般建筑安裝施工費用可節約13%以上,大跨越建筑(鋼結構廠房等)可節約20%,僅以規模為260萬千萬機組的電廠為例,采用銅芯約需3億元人民幣,而采用鋁合金電纜這節約40%,特別是在我國城鎮化建設,城鄉電網改造加速之日,銅資源逐漸枯竭,電纜的需求量不斷加大之時,使用新型高導電率鋁合金芯電力電纜,每年節約的費用可達千億元以上。這樣不僅節省大量的政府和企業投資,而且對創建節約型社會和國家也將產生不可估量的影響。

因為高導電率鋁合金芯電纜的重量僅為銅電纜的50%,鋁合金芯電纜比銅電纜更輕的重量減少了對建筑物結構的影響。在大跨度鋼結構建筑中,使用鋁合金電力電纜還可節省10%的鋼結構費用。與采用橋架敷設的銅電纜相比,鋁合金帶鎧裝電力電纜可采用支架敷設,減少橋架費用,從而減少了施工強度,降低安裝及運輸成本,提高了安裝效率。

高柔韌性聯鎖型鎧裝系列鋁合金電纜和非聯鎖系列鋁合金高、低壓電力電纜,可滿足低煙無鹵及阻燃要求。目前,國內市場低煙無鹵阻燃A級電纜比普通電纜高15%以上,而我公司生產的系列鋁合金電力電纜在達到低煙無鹵阻燃A級的同時,大大降低了采購成本。

高導電率鋁合金芯電纜所使用的銅鋁合金接頭的價格也較銅接頭低,安裝銅鋁合金套管只需要3—4分鐘。鋁合金芯電力電纜配件系統,在符合安全性能的前提下,可為您節省費用,提高效率。

高導電率鋁合金芯電纜具有非常廣泛的應用,如辦公樓、旅館、購物中心和工廠中的照明、插座及其它電氣設備的輸電線路等。鋁合金芯電纜曾應用的案例有亞特蘭大奧運會場館、華盛頓會展中心、美國陸軍研究所、美國國防財務中心、洛杉磯國際機場、成都農業科技職業學校、上海錦江建筑等。


額定電壓26/35kV及以下鋁合金芯塑料絕緣電力電纜

產品標準

本產品參照GB/T31840-2015標準生產,同時還可根據用戶需要按國際電工委員會推薦標準IEC、英國標準及美國標準生產。

應用領域

廣泛應用于高層建筑、民用建筑、星際酒店、醫院、劇場、會議中心、圖書館、博物館、政府機關、金融中心、廣電中心、體育中心、工礦、石油化工、機場、隧道、地鐵、輕軌、地下車庫、人防、船舶、海上石油平臺、鋼鐵冶煉、購物中心、停車場等場合。

使用特性

1. 額定電壓3.6/6kV35kV交聯聚乙烯絕緣電力電纜

電纜導體的允許長期最高工作溫度為90

短路時(最長持續時間不超過5s)電纜導體的最高溫度不超過250

敷設電纜時環境溫度不低于0

電纜彎曲半徑:三芯電纜不小于電纜外徑10倍,單芯電纜不小于電纜外徑15

2. 額定電壓0.6/1kV交聯聚乙烯絕緣電力電纜

電纜導體的允許長期最高工作溫度為90

短路時(最長持續時間不超過5s)電纜導體的最高溫度不超過250

敷設電纜時環境溫度不低于0

電纜彎曲半徑不小于電纜外徑7


電纜額定電壓的選擇

電纜的額定電壓適合于電纜使用系統的運行狀況,用U0/U(Um)表示

U0——電纜設計用的導體與屏蔽或金屬套之間的額定工頻電壓;

U___電纜設計用的導體之間的額定工頻電壓;

Um——設備可承受的最高系統電壓的最大值;

    三相系統用電纜的U0值推薦下表

U

Um

U0

第一類電纜

第二類電纜

1

1.2

0.6

0.6

3

3.6

1.8

3.6

6

7.2

3.6

6

10

12

6

8.7

15

17.5

8.7

12

20

24

12

18

35

42

21

26

注:第一類——用于單向接地故障時間每一次一般不大于1min,亦可用于最長不超過8h,每年累計時間不超過125h的系統。

第二類——用于接地故障時間更長的系統及對電纜絕緣性能要求較高的場合。


額定電壓0.6/1kV鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣電力電纜

電纜的型號和名稱

型號

名稱

使用范圍

TC90-40/YJLHV

鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜

室內,隧道及電纜溝等場所,不需要承受機械外力。單芯電纜不允許敷設在磁性管道中。

YJLHV22

鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜

室內,隧道,及托架,電纜溝內或埋地敷設等,需承受一定的徑向機械外力的場所。

AC90-40/YJLHS

鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣聯鎖鎧裝電力電纜

ACWU90(-40)/YJLHS2

鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣聯鎖鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜

YJLHV32

鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜

室內,隧道,電纜溝整井或埋地敷設等,能承受一定的拉力。

 

電纜的生產范圍

型號

芯數

標稱截面

鋁合金導體

TC90(-40)/YJLHV

YJLHV22

AC90(-40)/YJLHS

ACWU90(-40)/YJLHS2

YJLHV32

1

4_800

2

4_300

3

4_630

4

4-500

3+1

4_630

5

4-500

4+1

4-500

3+2

4-500

單芯鎧裝電纜適用于直流系統,若用于交流系統,應采用非磁性材料鎧裝或隔磁措施。

 

電纜敷設運行條件

在空氣中敷設

1、 單芯電纜平行敷設時中心距離:185mm2及以下為電纜直徑的2倍;240mm2及以上為90mm

2、 周圍環境空氣溫度:30

3、 導體的長期最高溫度90

不同環境溫度下載流量的修正系數:

環境溫度

20

25

30

35

40

45

修正系數

1.09

1.04

1.00

0.95

0.90

0.84

 

直埋敷設

1、 單芯電纜不接觸敷設時電纜中心距離為電纜直徑的2

2、 土壤溫度:25

3、 導體的長期最高溫度:90

4、 土壤熱阻系數:1.0℃。m/W

5、 直埋深度:0.7m

不同土壤溫度下載流量的修真系數:

土壤溫度

20

25

30

35

40

修正系數

1.04

1.0

0.96

0.92

0.87

 

額定電壓3.6/6kV—26/35kV鋁合金交聯聚乙烯絕緣電力電纜

電纜型號和名稱

型號

名稱

使用范圍

YJLHV

鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜

室內,隧道及電纜溝等場所,不需要承受機械外力。單芯電纜不允許敷設在磁性管道中。

YJLHV22

鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜

室內,隧道,及托架,電纜溝內或埋地敷設等,需承受一定的徑向機械外力的場所。

YJLHS2

鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣聯鎖鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜

YJLHV32

鋁合金芯交聯聚乙烯絕緣細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜

室內,隧道,電纜溝整井或埋地敷設等,能承受一定的拉力。

 

電纜生產的范圍

型號

芯數

額定電壓kV

3.6/6

6/6

6/10

8.7/10

8.7/15

12/20

18/20

18/30

21/35

26/35

標稱截面

YJLHV

YJLHV22

YJLHVS2

YJLHV32

1

25-630

25-630

25-630

35-630

50-630

50-630

50-630

3

25-630

25-630

25-630

35-630

50-630

50-630

50-400

注:單芯鎧裝電纜適用于直流系統,若用以交流系統,應采用非磁性材料的鎧裝層或采用隔磁措施。

 

電纜敷設運行條件

導體最高工作溫度-------------------------------------------------------------------------90

環境空氣溫度-----------------------------------------------------------------------------40

土壤溫度---------------------------------------------------------------------------------25

土壤熱阻系數------------------------------------------------------------------------1.0.m/W

埋設深度---------------------------------------------------------------------------------0.8m

僅考慮一個回路

單芯電纜為水平敷設,間距為一個電纜外徑

 

◆ 不同土壤溫度下載流量修正系數

土壤溫度℃

15

20

25

30

35

40

45

系數

1.07

1.04

1.0

0.96

0.92

0.87

0.83

 

◆ 不同土壤熱阻載流量的修正系數

土壤熱阻  m/W

1.0

1.2

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

三芯電纜

1.0

0.943

0.877

0.792

0.736

0.675

0.641

單芯電纜

1.0

0.934

0.850

0.748

0.692

0.635

0.598

 

◆ 不同溫度環境下載流量的校正系數

環境空氣溫度℃

20

25

30

35

40

45

50

系數

1.18

1.14

1.10

1.05

1.0

0.95

0.89

 

鋁合金芯電力電纜與銅或鋁芯電力電纜性能對比表

電纜類型

銅芯電纜

鋁芯電纜

鋁合金電纜

說明

材質

電工銅

電工鋁

合金

鋁合金導體采用含鋁、銅、鎂、硼、鈦、鋅、硅、稀土等元素的8000系列鋁合金,經過特殊的退火處理制成。

設計壽命

(年)

≥30

≥30

≥30

 

電能損耗

鋁合金電纜采用先進的節能型導體結構,使得每相的集膚效應與鄰近效應大幅度的減少,大大降低了電能在線路中的損耗及電纜長期運行過程中的發熱量

防腐性能

(空氣中)

鋁材固有的防腐性能嗎,原自當鋁表面與空氣接觸時的純化效果,會立即形成薄而致密的氧化屏阻止其繼續氧化

防腐性能

(電化學)

無需過濾處理

無需過濾處理

無需過濾處理

銅鋁過濾端子很好的解決了電化學腐蝕問題

抗蠕變性能

合金中的鐵起了主要作用

接頭鏈接穩定性

合金中的鐵、銅和鎂起了主要作用

電纜重量

同等載流量時,合金電纜總量中有銅芯電纜一半

彎曲半徑

12D-15D

12D-15D

7D

D為電纜直徑

最大牽引力

N/mm2

68.6

39.2

53.0

合金電纜截面與銅芯電纜增大1.1-1.5倍,所以合金電纜能夠承受的張力最大。

回彈量

回彈率越低施工越方便,合金電纜回彈比銅芯電纜約低40%

鎧裝電纜抗測壓力(N/m)

3000

3000

4380

決定于聯鎖鎧裝結構

導體柔軟性

 

導體抗折斷性

 

填充系數

75%-90%

75%-90%

大于90%

導體延壓性能決定了這一系數,系數越低,導致絞合后直徑變得越小

電纜直徑

相同性能時

耐低溫性能

零下15

零下15

零下40

此性能與絕緣材料和護套材料的品質相關

耐紫外線老化性能

此性能與護套的品質相關

安裝方便性

一般

一般

鋁合金電纜重量輕、易彎曲、反彈小

性價比

因為銅資源的稀缺,銅原材料價格高,銅芯電纜性價比差,銅芯電纜安全性能低,永久性敷設不推薦使用,鋁合金電纜電器性能穩定,安全性高、價格適中、性價比優,電能在線路中的損耗低,長期運行更省電。

 

 

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