鋁合金電力電纜是以AA8000 系列鋁合金材料為導(dǎo)體，采用特殊輥壓成型型線絞合生產(chǎn)工藝和退火處理等先進技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造的新型材料電力電纜。合金電力電纜彌補了以往純鋁電纜的不足，雖然沒有提高了電纜的導(dǎo)電性能，但彎曲性能、抗蠕變性能和耐腐蝕性能等卻大大提高，能夠保證電纜在長時間過載和過熱時保持連續(xù)性能穩(wěn)定，采用AA-8030 系列鋁合金導(dǎo)體，可以大大提高鋁合金電纜的導(dǎo)電率、耐高溫性，同時解決了純鋁導(dǎo)體[1] 、蠕變等問題。鋁合金的導(dǎo)電率是最常用基準(zhǔn)材料銅IACS的61.8%，載流量是銅的79%，優(yōu)于純鋁標(biāo)準(zhǔn)。但在同樣體積下，鋁合金的實際重量大約是銅的三分之一。。因此，相同載流量時鋁合金電纜的重量大約是銅纜的一半。采用鋁合金電纜取代銅纜，可以減輕電纜重量，降低安裝成本，減少設(shè)備和電纜的磨損，使安裝工作更輕松。
相關(guān)特點編輯
鋁合金電纜在電工鋁中加入銅、鐵、鎂、硅、鋅、硼等合金元素，同時通過工藝調(diào)整，使得鋁合金導(dǎo)體的機械性能大幅提高，避免純鋁導(dǎo)體的伸長率低、抗蠕變性能差、柔韌性差的問題，增加電纜系統(tǒng)的連接可靠性。另外，保持鋁合金的電氣性能與電工鋁導(dǎo)體持平，在61%IACS以上。
鋁合金電導(dǎo)體的直流電阻考核指標(biāo)可參考GB/T3956-2008《電纜的導(dǎo)體》中實心導(dǎo)體或絞合導(dǎo)體的直流電阻值，并且在GB/T3954-2014《電工鋁圓桿》中已經(jīng)有AA8030等類型桿。[3]
合金電力電纜彌補了以往純鋁電纜的不足，雖然沒有提高了電纜的導(dǎo)電性能，但彎曲性能、抗蠕變性能和耐腐蝕性能等卻大大提高，能夠保證電纜在長時間過載和過熱時保持連續(xù)性能穩(wěn)定，采用AA-8030 系列鋁合金導(dǎo)體，可以大大提高鋁合金電纜的導(dǎo)電率、耐高溫性，同時解決了純鋁導(dǎo)體電化學(xué)腐蝕、蠕變等問題。
導(dǎo)電率
鋁合金的導(dǎo)電率是最常用基準(zhǔn)材料銅IACS的61.8%，載流量是銅的79%，優(yōu)于純鋁標(biāo)準(zhǔn)。但在同樣體積下，鋁合金的實際重量大約是銅的三分之一。[4] 。因此，相同載流量時鋁合金電纜的重量大約是銅纜的一半。采用鋁合金電纜取代銅纜，可以減輕電纜重量，降低安裝成本，減少設(shè)備和電纜的磨損，使安裝工作更輕松。
重量
在滿足同等電氣性能的前提下，使用鋁合金電纜的重量是銅芯電纜的一半，其截面是傳統(tǒng)銅芯電纜的1.1~1.25倍，價格比傳統(tǒng)的銅芯電纜低15~30%。
相關(guān)優(yōu)點編輯
鋁合金電力電纜所具備的良好的機械性能和電性能，使得它可以廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，如普通民宅、高層建筑、電梯、大小型超市商場、地鐵、機場、車站、醫(yī)院、銀行、寫字樓、賓館酒店、郵政電信大樓、展覽館、圖書館、博物館、古代建筑、學(xué)校、電力大樓、公共娛樂場所、隧道、地下建筑、倉庫等，還可以用于冶金、鋼鐵、焦炭、煤礦、電廠、輸變電站、造船、石油、化工、醫(yī)藥、核電站、航空航天、軍事、造紙等行業(yè)，以及家電、汽車、公共交通設(shè)施等等。[5]
抗蠕變性能
鋁合金導(dǎo)體的合金材料與退火處理工藝減少了導(dǎo)體在受熱和壓力下的“蠕變”傾向，相對于純鋁，抗蠕變性能提高300%，避免了由于冷流或蠕變引起的松弛問題。[5]
抗拉強度和延伸率
鋁合金導(dǎo)體相比于純鋁導(dǎo)體，由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工藝，極大的提高了抗拉強度，且延伸率提高到30%，柔韌性比銅高33%，彈性低40%，使用更加安全可靠。 [5]
熱膨脹系數(shù)
熱膨脹系數(shù)用來計算在溫度變化時材料的尺寸變化。鋁合金的熱膨脹系數(shù)與銅相當(dāng)，多年來鋁連接器一直可靠地用于銅和鋁導(dǎo)體，且當(dāng)今使用的大部分電氣連接器都是用鋁制造的，這尤其適合鋁合金。所以鋁合金導(dǎo)體與連接器的膨脹和收縮完全一致。[5]
連接性能
用鋁合金制造的電氣連接與用銅導(dǎo)體制造的連接一樣安全穩(wěn)定。 鋁合金的成分大大改進了其連接性能，當(dāng)導(dǎo)體退火時，添加的鐵產(chǎn)生高強度抗蠕變性能，即使在長時間過載和過熱時，也能保證連接穩(wěn)定。[5]
自重承載力強
鋁合金改善了純鋁的抗拉強度，鋁合金電纜可支撐4000米長度的自重，銅電纜只能支撐2750米。這種優(yōu)勢在大跨度的建筑（如體育場館）配線時體現(xiàn)得尤為突出。[5]
防腐蝕性能
鋁固有的防腐性能源自當(dāng)鋁表面與空氣接觸時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。而合金中添加的稀土元素又能進一步改善鋁合金的耐腐蝕性能，特別是電化學(xué)腐蝕。鋁能承受惡劣環(huán)境的特點使其被廣泛應(yīng)用于托盤內(nèi)電纜的導(dǎo)體，以及許多工業(yè)元件和容器。腐蝕的產(chǎn)生通常與不同的金屬在潮濕環(huán)境中的連接有關(guān)，可使用相應(yīng)的保護措施來防止腐蝕的發(fā)生，比如使用潤滑油、抗氧化劑和保護涂層。堿性土壤和某些類型的酸性土壤環(huán)境對鋁有較大的腐蝕性，所以直埋敷設(shè)的鋁導(dǎo)體應(yīng)使用絕緣層或模壓護套防止腐蝕。在含硫的環(huán)境中，例如鐵路隧道和其它類似地方，鋁合金的抗腐蝕性能大大優(yōu)于銅。[5]
柔韌性
鋁合金有很好的彎曲性能，其獨特的合金配方、加工工藝，使柔韌性大幅提高。鋁合金比銅柔韌性高30%，反彈性比銅低40%。一般銅纜的彎曲半徑為10~20倍外徑，而鋁合金電纜彎曲半徑僅為7倍外徑，更容易進行端子連接。 [5]
鎧裝特性
國內(nèi)常用的鎧裝電纜，大多采用鋼帶鎧裝，安全級別低，在受到外界破壞力時，其抵御能力差，容易導(dǎo)致?lián)舸?，且重量重，安裝成本相當(dāng)高，加之耐腐蝕性能差，使用壽命不長。而我們根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的金屬連鎖鎧裝電纜，采用的是鋁合金帶連鎖鎧裝，其層與層之間的連鎖結(jié)構(gòu)，保證電纜能經(jīng)受外界強大的破壞力，即使電纜遭受較大的壓力和沖擊力時，電纜亦不易被擊穿，提高了安全性能。同時鎧裝結(jié)構(gòu)使電纜與外界隔離，即使在火災(zāi)時，鎧裝層提高了電纜的阻燃耐火級別，降低了火災(zāi)的危險系數(shù)。鋁合金帶鎧裝結(jié)構(gòu)相對于鋼帶鎧裝，其重量輕，敷設(shè)便利，可免橋架安裝，能減少20%~40%的安裝費用。根據(jù)使用場所的不同可以選擇不同的外護套層，使鎧裝電纜的用途更加廣泛。[5]
緊壓特性
單從體積電導(dǎo)率方面考慮，鋁合金不及銅，但我們開發(fā)的導(dǎo)體不僅從材料性能方面作出了改進，而且在工藝方面也取得大的突破，我們采用超常規(guī)的緊壓技術(shù)，使緊壓系數(shù)達到0.93，而異型線的緊壓系數(shù)能達到0.95，在國內(nèi)屬于首創(chuàng)。通過最大極限的緊壓，可以彌補鋁合金在體積導(dǎo)電率上的不足，使絞合導(dǎo)體線芯如實心導(dǎo)體一般，明顯的降低線芯外徑，提高導(dǎo)電性能，在同等載流量情況下導(dǎo)體外徑只比銅纜大10%。[5]
性能編輯
一、耐腐蝕性能
純鋁的耐腐蝕性能比銅好，但鋁合金的耐腐蝕性能比純鋁更優(yōu)，因為鋁合金中加入的稀土等化學(xué)元素可以增加鋁合金的耐腐蝕性能，特別是耐電化學(xué)腐蝕性能，解決了純鋁長期在接頭處出現(xiàn)的電化學(xué)腐蝕的問題。
二、機械性能
第一，抗拉強度和延伸率。鋁合金導(dǎo)體相比于純鋁導(dǎo)體，由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工藝，極大的提高了抗拉強度，且延伸率提高到30%，使用更加安全可靠。
第二，彎曲性能。鋁芯電纜的彎曲性能很差，彎曲很容易發(fā)生斷裂，鋁合金電力電纜的彎曲半徑為7倍電纜外徑，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于GB/T12706的“電纜安裝時的最小彎曲半徑”中規(guī)定的10倍-20倍電纜外徑。
第三，柔韌性能。純鋁電纜只要幾次一定角度的扭轉(zhuǎn)，導(dǎo)體就會出現(xiàn)開裂或折斷，易引發(fā)事故，而鋁合金電力電纜能夠經(jīng)受幾十次的彎折，消除了以往純鋁電纜安裝使用過程中出現(xiàn)事故的隱患，極大地提高了安全可靠性能。
三、導(dǎo)電能力
鋁合金導(dǎo)體是在純鋁中添加稀土、鎂、銅、鐵等元素，經(jīng)過合金工藝形成的新興導(dǎo)體材料。眾所周知，在鋁中加入其它多種合金元素后，導(dǎo)電性能會下降，而通過工藝控制，可以使導(dǎo)電率恢復(fù)到接近純鋁的水平，使其與純鋁具有相近的載流量。
四、抗蠕變性能
純鋁抗蠕變性能差，由通電斷電引起的熱脹冷縮在連接處會造成蠕變量大，長時間之后會出現(xiàn)松弛，接觸電阻增大而引起過熱，容易引發(fā)事故。AA8000系列鋁合金的抗蠕變性是純鋁導(dǎo)體的300%，大大減少了電纜接頭松弛的可能性，改善了導(dǎo)體的連接狀況。[6]
五大性能優(yōu)勢編輯
安全性能
1、歷史實踐證明
鋁合金電纜自1968年美國研發(fā)、使用至今已43年，該產(chǎn)品使用已相當(dāng)普遍，北美國家市場占有率達到80%。經(jīng)過43年的實踐證明，鋁合金電纜使用從未發(fā)生任何故障，是安全的。
2、檢測及認(rèn)證
鋁合金電纜通過美國的UL，加拿大的CUL，澳大利亞的SAI GLOBAI國際權(quán)威機構(gòu)檢測認(rèn)證和中國國家電纜電線檢測中心，國網(wǎng)武漢高壓研究所，國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心等權(quán)威機構(gòu)檢測認(rèn)證，鋁合金導(dǎo)體符 合CSA標(biāo)準(zhǔn)C22.2第38條款關(guān)于ACM合金導(dǎo)線的要求，和GB12706.1--2008和IEC60502.1最新版的性能要求，以及UL對 AA8000系列相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
3、鋁合金成分作用
◆鋁合金導(dǎo)體成分加入稀土和鐵等成分后，大大地提高了其導(dǎo)電性能和連接性能，尤其是當(dāng)導(dǎo)體退火時添加鐵產(chǎn)生了高強度的抗蠕變性能，在電流過載時，鐵發(fā)揮持續(xù)的連接作用，使鋁合金導(dǎo)體不會發(fā)生蠕變。
◆蠕變對電纜危害極大，若電纜發(fā)生蠕變，其接觸點原來壓不夠緊，壓力減小使得接觸電阻迅速增大，電流流過后造成接頭處過熱，如果不定期檢修，就會出現(xiàn)安全隱患。解決電纜蠕變問題非常重要。
◆蠕變：金屬在溫度，外力和自重的作用下，隨著時間的推移，將緩慢的產(chǎn)生不能復(fù)原的永久變形，這種現(xiàn)象為蠕變。
4、阻燃性能
鋁合金電纜的絕緣材料采用阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯(XLPE)，工藝上采用自鎖鎧裝結(jié)構(gòu)，散熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于PVC材料的護套，可以迅速散熱，火焰消失后火苗能迅速熄滅，不會延然其它材料，阻燃性能極為優(yōu)異。鋁合金電纜采用新型材料和新工藝，可確保其使用更加安全。
電氣性能
1、電纜載流量
◆合金導(dǎo)體的截面積是銅1.5倍時，合金導(dǎo)體和銅導(dǎo)體電氣性能一樣，實現(xiàn)了相同的載流量、電阻、和壓損。
◆鋁合金的電阻率介于鋁與銅之間，載高于銅，而略低于鋁，在相同載流量前提下，同等長度的鋁合金導(dǎo)體的重量僅為銅的一半。如果按銅的電導(dǎo)率是100%計 算，合金導(dǎo)體的電導(dǎo)率約為61.2%，合金的比重為2.7，銅的比重為8.9，則(8.9/2.7)×(0.612/1)=2，即2單位重量的銅的電阻與 1單位質(zhì)量的合金的電阻相同，因此，當(dāng)合金導(dǎo)體的截面積是銅的1.5倍是，其電氣性能相同，即實現(xiàn)了和銅相同的載流量，電阻，和電壓損失。
◆影響電力電纜載流量的因素很多，如線路特性(如工作電，電流類型，頻率，負(fù)荷因素)；電線電纜的結(jié)構(gòu)(如導(dǎo)電線芯的結(jié)構(gòu)，芯數(shù)，絕緣材料的種類，屏蔽層及內(nèi)外護層的結(jié)構(gòu)和材料，總外徑)；敷設(shè)條件(如空氣中敷設(shè)，管道中敷設(shè)，直接埋地敷設(shè)，地下溝道中敷設(shè)，水底中敷設(shè))；導(dǎo)電線芯最高允許工作溫度和周圍環(huán)境條件(如空氣和土 壤溫度，土壤熱阻系數(shù)，周圍熱源的鄰近效應(yīng))等。
2、減少電纜外截面
鋁合金電纜生產(chǎn)過程中，德國最先進的緊壓技術(shù)，使其導(dǎo)體的填充系數(shù)能達到93%。并且鋁合金電纜采用的是硅烷交聯(lián)聚乙烯，這種絕緣只需聚氯乙烯的2/3的厚度就能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)的絕緣性能。而銅的填充系數(shù)一般只能達到80%，常用的絕緣采用的是聚氯乙烯，所以鋁合金電纜外徑僅在銅纜的基礎(chǔ)上增加11%以內(nèi)，就能有銅相同的電氣性能?？梢姡褂娩X合金電纜不需更改原使用銅電纜的管道設(shè)計。(一般設(shè)計師設(shè)計的敷設(shè)管道尺寸為銅纜的150%，所以穿管不成問題。)
3、減少電纜線損
非磁性材料，不會產(chǎn)生渦流，能減少線路的損耗。鋁合金帶連鎧鎖裝材料是非磁性材料，即使存在三相不平衡電流，也不會產(chǎn)生渦流，能夠減少線路的損耗。
機械性能
1、鋁合金電纜的延伸性能
伸長率是導(dǎo)體機械性能重要指標(biāo)，是產(chǎn)品優(yōu)劣和能承受外力大小的重要標(biāo)志。也是檢驗電纜導(dǎo)體機械性能的一個重要指標(biāo)。鋁合金電纜退火處理后的延伸率能達到30%，而銅纜的伸長率為25%，普通鋁桿的伸長率為15%，是能取代鋁芯電纜與銅纜的重要指標(biāo)。
2、鋁合金電纜的柔韌性能
扭轉(zhuǎn)試驗：主要檢驗金屬線材的韌性，韌性愈好，能承受的扭轉(zhuǎn)次數(shù)愈多。 普通鋁絲的一個重要缺點是脆度高，在安裝時只要若干次一定角度的扭轉(zhuǎn)，導(dǎo)體就會產(chǎn)生裂紋，裂口就會發(fā)熱、腐蝕，是出現(xiàn)火災(zāi)的重要原因。使用鋁合金電纜，由 于它的韌性好，不會產(chǎn)生裂紋，在安裝中出現(xiàn)的安全隱患減少。
3、鋁合金電纜的彎曲性能
彎曲試驗：主要檢驗金屬的抗彎曲性能。材質(zhì)不均或性脆的材料，抗彎曲性能差。
根據(jù)GB/T12706中對銅纜安裝時彎曲半徑的規(guī)定，銅纜的彎曲半徑是10-20倍電纜直徑，鋁合金電纜的彎曲半徑最小為7倍電纜直徑，使用鋁合金電纜能減小布局空間，更易于敷設(shè)，減少安裝成本。
4、鋁合金電纜的反彈性能
實踐證明：在室溫條件下將銅纜與鋁合金電纜彎曲90度，應(yīng)力釋放后，鋁合金電纜反彈角度為銅纜的60%。因鋁合金電纜具有無記憶力，所以反彈的性能優(yōu)于銅芯電纜，在安裝過程中端子連接接頭易于壓緊，增加其緊密程度，提高連接的穩(wěn)定性。
使用壽命
1、導(dǎo)體部分腐蝕主要有兩種：化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕
◆化學(xué)腐蝕：指金屬在大氣中與氧、氯、二氧化硫、硫化氫等氣體做用下發(fā)生腐蝕。
金屬表面與氧發(fā)生作用后，生成不同的金屬氧化物。
鋁的氧化物能構(gòu)成致密的有一定硬度的表面保護膜。
鐵的氧化物結(jié)構(gòu)松，易于脫落，并繼續(xù)不斷的向金屬內(nèi)部滲入、擴散，破壞材料。
銅的氧化物俗稱銅綠，介于以上兩者之間，是一種有毒物質(zhì)。
◆電化學(xué)腐蝕：指由金屬和介質(zhì)組成原電池后，形成了金屬的腐蝕過程，當(dāng)兩種不同電極電位的金屬相連接，其間又有水或其它電解質(zhì)時，兩種金屬之間就會產(chǎn)生 電流形成一個原電池，其中一種金屬處于正電位，另一種處于負(fù)電位，處于負(fù)電位的金屬就不斷地以離子狀態(tài)經(jīng)電解液向處于正電位的金屬聚積。使處于負(fù)電位的金 屬逐漸損失破壞，形成電化學(xué)腐蝕。兩種金屬的電極電位之差愈大，電化學(xué)腐蝕就愈強烈。溫度愈高，金屬的腐蝕也愈嚴(yán)重。
不同的金屬有不 同電極電位。常用的幾種金屬的電極電位次序為;金屬 Ag(銀) Cu(銅) Pb(鉛) Sn(錫)Fe(鐵)Zn(鋅) A1(鋁)。電位+0.8+0.334-0.122-0.16-0.44-0.76-1.33電極電位負(fù)值越大的金屬，轉(zhuǎn)入電解質(zhì)中成為離子的趨勢越強， 即越易受到腐蝕。鋁的電極電位的負(fù)值較大，但由于其表面經(jīng)常有一層氧化膜保護層，能改善其耐腐蝕性能。
稀土鋁合金材料是在鋁中加入稀 土元素，它能夠起到凈化，提高純度，填補表層缺陷，細(xì)化晶粒。減少偏析，消除顯微不均而導(dǎo)致局部腐蝕的作用，同時也帶來鋁的電極電位負(fù)移，具有了牲陽極效 應(yīng)和優(yōu)異的導(dǎo)電性能，從而大大提高了鋁的耐腐蝕性能。對于海洋環(huán)境中C1-和石油，化工環(huán)境中的S，H2S+C02等腐蝕問題，這種材料有獨特的防腐機 理。稀土金屬的強還原性可以與S，H2S，C1-的強氧化性有效結(jié)合，相互作用，生成穩(wěn)定的化合物(C1-與稀土鋁合金生成穩(wěn)定配位化合物)，將化學(xué)反應(yīng) 中的氧化和還原過程有機統(tǒng)一，相互作用，從根本上截止了S，H2S，C1-等腐蝕介質(zhì)的氧化活動造成的腐蝕破壞，從而徹底解決了在全球范圍包括美國在內(nèi)的 發(fā)達國家未能很好解決的問題，經(jīng)北京有色金屬研究總院等國家級檢測部門的檢測和工程實例數(shù)據(jù)分析表明，在氯離子，海水，海洋大氣，鹽霧環(huán)境(干濕交替)， 飽和HzS，硫以及高溫，高壓環(huán)境條件下，稀土鋁合金的年腐蝕率為零或幾乎為零。
2、絕緣部分
◆電力電纜的載流 量是指在最高允許溫度下，電纜導(dǎo)體允許通過的最大電流。在設(shè)計選用電纜時，應(yīng)使電纜各部分損耗產(chǎn)生的熱量不會超過電纜允許最高溫度，在大多數(shù)情況下，電纜 的傳輸容量是由電纜溫度最高限度所確定，電纜的最高允許溫度，主要取決于所用絕緣材料的熱老化性能，因為電纜工作溫度過高，絕緣材料老化會加速，電纜壽 命大縮短。如果電纜在最允許溫度以上運行，電纜將30年安全工作。
◆XLPE是交聯(lián)聚乙烯英文名稱的縮寫，聚乙烯是一種線性分子結(jié)構(gòu)，在高溫下極易變形。交聯(lián)聚乙烯過程使其變成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)即使在高溫下也一樣具有很強的抗變形能力。
◆交聯(lián)聚乙烯極佳的抗老化特性及超強的耐熱變形決定了在正常運行溫度(90C)短時故障(130C)及短路(250C)條件下可允許大電流通過。正因為它的運行溫度比聚氯乙烯高20C，具有優(yōu)異的抗熱化性能，增加絕緣的抗老化性能，壽命大大增加。
經(jīng)濟性能
◆直接采購成本
鋁合金電纜與銅芯電纜的價格比較：鋁合金電纜具備優(yōu)越的安全性能、電氣性能、機械性能和更長的使用壽命前提下，鋁合金電纜的價格只有銅電纜的75%左右。
◆ 安裝成本降低
節(jié)約安裝成本：由于鋁合金電纜的彎曲性能好和重量輕，易于安裝。
