铝合金电缆的特点以及性能介绍
名流家居 作者:susansu 时间:2018-09-18 17:53:44 浏览量:7424 来源:住范儿
导语:
电缆——电力应用的基础。在很多朋友的认识里,或许都会以为电缆一般都是铜芯电缆或者铝芯电缆。铜芯电缆和铝芯电缆的质量确实毋庸置疑,它们性能特点也已经经过了时间的验证,目前也已经占据了大部分电缆市场份额。但是铜芯电缆和铝芯电缆真的是最好的电缆吗?今天小编打算给朋友们推荐一种新型电缆——铝合金电缆。铝合金电缆,顾名思义,就是由铝合金作为导电材料而制作而成的新型的电缆。目前,制作铝合金电缆的铝合金主要是AA8000 系列的铝合金,该系列的铝合金已经被证明是最适合制作电缆的铝合金。目前,铝合金电缆在实际的使用过程中,已经证明其具有替代铜芯电缆和铝芯电缆的潜力。那么铝合金电缆作为一种新型的电缆,它拥有着那些主要性能特点呢?一、与铜芯电缆和铝芯电缆相比,铝合金电缆在导电率方面优于铝芯电缆,在重量方面优于铜芯电缆。实验证明,在导电率方面,铝芯电缆的导电率是铜芯电缆的66%左右,铝合金电缆的导电率则是铜芯电缆的80%左右,可见铝合金电缆的导电率虽然不如铜芯电缆,但是其远远优于铝芯电缆。在重量方面,实验证明,在相同电气性能的前提下,铝合金电缆的重量为铜芯电缆的50%左右。所以,综合考虑,铝合金电缆完全可以取代铝芯电缆,与铜芯电缆相比,可以有效的减轻电缆的重量,在降低成本方面,具有较大优势。二、与铜芯电缆和铝芯电缆相比,铝合金电缆在抗蠕变性能、抗拉强度和延伸率方面,都比较可靠。铝芯电缆和铜芯电缆一般在受热或者受压情况下会出现不同程度的蠕变,导致电缆松弛,而铝合金电缆都是通过了退火处理,不会出现较大蠕变,在抗拉伸方面具有优势。三、铝合金电缆在抗腐蚀和阻燃方面,更加可靠。AA8000 系列的铝合金是加入稀土制作而成的,其在腐蚀和阻燃上,远远优于纯金属。目前,铝合金电缆在美国的应用以及有了四十多年,从应用至今,从未发生过铝合金电缆被腐蚀和一起火灾的情况。可见,铝合金电缆的在安全方面是相当可靠的。了解这些铝合金电缆的主要性能特点和优势,我们不难预见,由于铝合金电缆在导电性能、电缆的机械性能和防护性能方面,都优于铜芯电缆和铝芯电缆,所以,在不久的将来,如果铝合金电缆取代了铜芯电缆和铝芯电缆,大家就不需要感动意外了。
铝合金电缆的优缺点有哪些
铝合金电缆分别有:梯式铝合金电缆、铝合金槽式电缆、托盘式铝合金电缆。每个的优缺点都不同。铝合金梯式桥架:优势:铝合金梯式桥架外观看上去非常漂亮,结构也十分简单,铝合金表面喷砂氧化生产一层天然氧化保护膜,对大气和化学介质具有很强的耐腐蚀能力,轻巧的重量更便于施工人员的安装效率,承载着密集的电缆,突出梯式桥架的优势,如发生电缆损坏都可以直接用肉眼找出问题处及立刻采取措施,散热性能也非常好。缺点:桥架底部的横杆是用螺栓安装组合而成,铝合金桥架不适于在
防火要求高的环境使用和热处理加工,遇到高温会变形及丢失合元素。铝合金槽式桥架:优点:槽式桥架采用1060铝板制作,该铝板铝含量高达99.6%以上,无论是导电性,耐磨性能都非常有优势,常用于室外安装较多,铝合金的主要优势:防生锈、耐腐蚀、寿命强、重量轻,防止户外刮风下雨,如果用其他材质容易导致生锈,对盒里电缆造成损伤,所以如果室外安装建议选择铝合金材质。缺点:铝合金是脆硬性材料,承载能力没镀锌铁强,所以控制好电缆的重量,建议厚度可选厚点。不能通过热处理来加工材料的强度,铝合金遇到高温容易导致变形,损失合金元素。铝合金托盘式桥架:优势:散热、透气性能很好,加上外形轻巧美观,2006年获得博鉴会金奖,被评为建筑行业不可缺少的产品铝合金材质具有抗电磁干扰、屏蔽干扰性能,加上密封槽式桥架本身的屏蔽干扰性能就很好了。
铝合金电缆有哪些优点
1、导电性能:铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.5%,载流量是铜的79%,优于纯铝标准。2、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。3、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%,使用更加安全可靠。4、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。5、自重承载力强 铝合金改善了纯铝的抗拉强度,铝合金电缆可支撑4000米长度的自重,铜电缆只能支撑2750米。这种优势在大跨度的建筑(如体育场馆)配线时体现得尤为突出。6、防腐蚀性能 铝固有的防腐性能缘自当铝表面与空气接触时形成薄而坚固的氧化层,这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀。而合金中添加的稀土元素又能进一步改善铝合金的耐腐蚀性能,特别是电化学腐蚀。铝能承受恶劣环境的特点使其被广泛应用于托盘内电缆的导体,以及许多工业元件和容器。腐蚀的产生通常与不同的金属在潮湿环境中的连接有关,可使用相应的保护措施来防止腐蚀的发生,比如使用润滑油、抗氧化剂和保护涂层。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,所以直埋敷设的铝导体应使用绝缘层或模压护套防止腐蚀。在含硫的环境中,例如铁路隧道和其它类似地方,铝合金的抗腐蚀性能大大优于铜。7、柔韧性 铝合金有很好的弯曲性能,其独特的合金配方、加工工艺,使柔韧性大幅提高。铝合金比铜柔韧性高30%,反弹性比铜低40%。一般铜缆的弯曲半径为10~20倍外径,而铝合金电缆弯曲半径仅为7倍外径,更容易进行端子连接。8、铠装特性 国内常用的铠装电缆,大多采用钢带铠装,安全级别低,在受到外界破坏力时,其抵御能力差,容易导致击穿,且重量重,安装成本相当高,加之耐腐蚀性能差,使用寿命不长。铝合金带连锁铠装其层与层之间的连锁结构,保证电缆能经受外界强大的破坏力,即使电缆遭受较大的压力和冲击力时,电缆亦不易被击穿,提高了安全性能。同时铠装结构使电缆与外界隔离,即使在火灾时,铠装层提高了电缆的阻燃耐火级别,降低了火灾的危险系数。铝合金带铠装结构相对于钢带铠装,其重量轻,敷设便利,可免桥架安装,能减少20%~40%的安装费用。根据使用场所的不同可以选择不同的外护套层,使铠装电缆的用途更加广泛。9、紧压特性 单从体积电导率方面考虑,铝合金不及铜,通过最大极限的紧压,可以弥补铝合金在体积导电率上的不足,使绞合导体线芯如实心导体一般,明显的降低线芯外径,提高导电性能,在同等载流量情况下导体外径只比铜缆大10%。
铝合金电缆的五大性能优势
1、历史实践证明铝合金电缆自1968年美国研发、使用至今已43年,该产品使用已相当普遍,北美国家市场占有率达到80%。经过43年的实践证明,铝合金电缆使用从未发生任何故障,是安全的。2、检测及认证铝合金电缆通过美国的UL,加拿大的CUL,澳大利亚的SAI GLOBAI国际权威机构检测认证和中国国家电缆电线检测中心,国网武汉高压研究所,国家防火建筑材料质量监督检验中心等权威机构检测认证,铝合金导体符 合CSA标准C22.2第38条款关于ACM合金导线的要求,和GB12706.1--2008和IEC60502.1最新版的性能要求,以及UL对 AA8000系列相关的标准。3、铝合金成分作用◆铝合金导体成分加入稀土和铁等成分后,大大地提高了其导电性能和连接性能,尤其是当导体退火时添加铁产生了高强度的抗蠕变性能,在电流过载时,铁发挥持续的连接作用,使铝合金导体不会发生蠕变。◆蠕变对电缆危害极大,若电缆发生蠕变,其接触点原来压不够紧,压力减小使得接触电阻迅速增大,电流流过后造成接头处过热,如果不定期检修,就会出现安全隐患。解决电缆蠕变问题非常重要。◆蠕变:金属在温度,外力和自重的作用下,随着时间的推移,将缓慢的产生不能复原的永久变形,这种现象为蠕变。4、阻燃性能铝合金电缆的绝缘材料采用阻燃硅烷交联聚乙烯(XLPE),工艺上采用自锁铠装结构,散热性能远远优于PVC材料的护套,可以迅速散热,火焰消失后火苗能迅速熄灭,不会延然其它材料,阻燃性能极为优异。铝合金电缆采用新型材料和新工艺,可确保其使用更加安全。 1、电缆载流量◆合金导体的截面积是铜1.5倍时,合金导体和铜导体电气性能一样,实现了相同的载流量、电阻、和压损。◆铝合金的电阻率介于铝与铜之间,载高于铜,而略低于铝,在相同载流量前提下,同等长度的铝合金导体的重量仅为铜的一半。如果按铜的电导率是100%计 算,合金导体的电导率约为61.2%,合金的比重为2.7,铜的比重为8.9,则(8.9/2.7)×(0.612/1)=2,即2单位重量的铜的电阻与 1单位质量的合金的电阻相同,因此,当合金导体的截面积是铜的1.5倍是,其电气性能相同,即实现了和铜相同的载流量,电阻,和电压损失。◆影响电力电缆载流量的因素很多,如线路特性(如工作电,电流类型,频率,负荷因素);电线电缆的结构(如导电线芯的结构,芯数,绝缘材料的种类,屏蔽层及内外护层的结构和材料,总外径);敷设条件(如空气中敷设,管道中敷设,直接埋地敷设,地下沟道中敷设,水底中敷设);导电线芯最高允许工作温度和周围环境条件(如空气和土 壤温度,土壤热阻系数,周围热源的邻近效应)等。2、减少电缆外截面铝合金电缆生产过程中,德国最先进的紧压技术,使其导体的填充系数能达到93%。并且铝合金电缆采用的是硅烷交联聚乙烯,这种绝缘只需聚氯乙烯的2/3的厚度就能远远超过常规的绝缘性能。而铜的填充系数一般只能达到80%,常用的绝缘采用的是聚氯乙烯,所以铝合金电缆外径仅在铜缆的基础上增加11%以内,就能有铜相同的电气性能。可见,使用铝合金电缆不需更改原使用铜电缆的管道设计。(一般设计师设计的敷设管道尺寸为铜缆的150%,所以穿管不成问题。)3、减少电缆线损非磁性材料,不会产生涡流,能减少线路的损耗。铝合金带连铠锁装材料是非磁性材料,即使存在三相不平衡电流,也不会产生涡流,能够减少线路的损耗。 1、铝合金电缆的延伸性能伸长率是导体机械性能重要指标,是产品优劣和能承受外力大小的重要标志。也是检验电缆导体机械性能的一个重要指标。铝合金电缆退火处理后的延伸率能达到30%,而铜缆的伸长率为25%,普通铝杆的伸长率为15%,是能取代铝芯电缆与铜缆的重要指标。2、铝合金电缆的柔韧性能扭转试验:主要检验金属线材的韧性,韧性愈好,能承受的扭转次数愈多。 普通铝丝的一个重要缺点是脆度高,在安装时只要若干次一定角度的扭转,导体就会产生裂纹,裂口就会发热、腐蚀,是出现火灾的重要原因。使用铝合金电缆,由 于它的韧性好,不会产生裂纹,在安装中出现的安全隐患减少。3、铝合金电缆的弯曲性能弯曲试验:主要检验金属的抗弯曲性能。材质不均或性脆的材料,抗弯曲性能差。根据GB/T12706中对铜缆安装时弯曲半径的规定,铜缆的弯曲半径是10-20倍电缆直径,铝合金电缆的弯曲半径最小为7倍电缆直径,使用铝合金电缆能减小布局空间,更易于敷设,减少安装成本。4、铝合金电缆的反弹性能实践证明:在室温条件下将铜缆与铝合金电缆弯曲90度,应力释放后,铝合金电缆反弹角度为铜缆的60%。因铝合金电缆具有无记忆力,所以反弹的性能优于铜芯电缆,在安装过程中端子连接接头易于压紧,增加其紧密程度,提高连接的稳定性。 1、导体部分腐蚀主要有两种:化学腐蚀与电化学腐蚀◆化学腐蚀:指金属在大气中与氧、氯、二氧化硫、硫化氢等气体做用下发生腐蚀。金属表面与氧发生作用后,生成不同的金属氧化物。铝的氧化物能构成致密的有一定硬度的表面保护膜。铁的氧化物结构松,易于脱落,并继续不断的向金属内部渗入、扩散,破坏材料。铜的氧化物俗称铜绿,介于以上两者之间,是一种有毒物质。◆电化学腐蚀:指由金属和介质组成原电池后,形成了金属的腐蚀过程,当两种不同电极电位的金属相连接,其间又有水或其它电解质时,两种金属之间就会产生 电流形成一个原电池,其中一种金属处于正电位,另一种处于负电位,处于负电位的金属就不断地以离子状态经电解液向处于正电位的金属聚积。使处于负电位的金 属逐渐损失破坏,形成电化学腐蚀。两种金属的电极电位之差愈大,电化学腐蚀就愈强烈。温度愈高,金属的腐蚀也愈严重。不同的金属有不 同电极电位。常用的几种金属的电极电位次序为;金属 Ag(银) Cu(铜) Pb(铅) Sn(锡)Fe(铁)Zn(锌) A1(铝)。电位+0.8+0.334-0.122-0.16-0.44-0.76-1.33电极电位负值越大的金属,转入电解质中成为离子的趋势越强, 即越易受到腐蚀。铝的电极电位的负值较大,但由于其表面经常有一层氧化膜保护层,能改善其耐腐蚀性能。稀土铝合金材料是在铝中加入稀 土元素,它能够起到净化,提高纯度,填补表层缺陷,细化晶粒。减少偏析,消除显微不均而导致局部腐蚀的作用,同时也带来铝的电极电位负移,具有了牲阳极效 应和优异的导电性能,从而大大提高了铝的耐腐蚀性能。对于海洋环境中C1-和石油,化工环境中的S,H2S+C02等腐蚀问题,这种材料有独特的防腐机 理。稀土金属的强还原性可以与S,H2S,C1-的强氧化性有效结合,相互作用,生成稳定的化合物(C1-与稀土铝合金生成稳定配位化合物),将化学反应 中的氧化和还原过程有机统一,相互作用,从根本上截止了S,H2S,C1-等腐蚀介质的氧化活动造成的腐蚀破坏,从而彻底解决了在全球范围包括美国在内的 发达国家未能很好解决的问题,经北京有色金属研究总院等国家级检测部门的检测和工程实例数据分析表明,在氯离子,海水,海洋大气,盐雾环境(干湿交替), 饱和HzS,硫以及高温,高压环境条件下,稀土铝合金的年腐蚀率为零或几乎为零。2、绝缘部分◆电力电缆的载流 量是指在最高允许温度下,电缆导体允许通过的最大电流。在设计选用电缆时,应使电缆各部分损耗产生的热量不会超过电缆允许最高温度,在大多数情况下,电缆 的传输容量是由电缆温度最高限度所确定,电缆的最高允许温度,主要取决于所用绝缘材料的热老化性能,因为电缆工作温度过高,绝缘材料老化会加速,电缆寿 命大缩短。如果电缆在最允许温度以上运行,电缆将30年安全工作。◆XLPE是交联聚乙烯英文名称的缩写,聚乙烯是一种线性分子结构,在高温下极易变形。交联聚乙烯过程使其变成一种网状结构。这种结构即使在高温下也一样具有很强的抗变形能力。◆交联聚乙烯极佳的抗老化特性及超强的耐热变形决定了在正常运行温度(90C)短时故障(130C)及短路(250C)条件下可允许大电流通过。正因为它的运行温度比聚氯乙烯高20C,具有优异的抗热化性能,增加绝缘的抗老化性能,寿命大大增加。 ◆直接采购成本铝合金电缆与铜芯电缆的价格比较:铝合金电缆具备优越的安全性能、电气性能、机械性能和更长的使用寿命前提下,铝合金电缆的价格只有铜电缆的75%左右。◆ 安装成本降低节约安装成本:由于铝合金电缆的弯曲性能好和重量轻,易于安装。
铝合金电缆同比铜芯电缆具有哪些性能特点
铝合金电缆与铜芯电缆的性能比较如下。导电能力用相同规格的电缆作比较,铝合金导体的导电率是最常用的基准材料铜的61%,铝合金的比重为2.7g/cm3,铜的比重为8.9g/cm3,在同样体积下,铝的重量大约是铜的三分之一,按照该计算,在满足相同导电性能的前提下,铝合金电力电缆的重量是同样载流量铜缆的一半。抗蠕变性能铝合金导体特殊的合金配方与热处理工艺大大减少了金属在受热和压力下的“蠕变”倾向,与铜导体的蠕变性能基本一致,与铜导体制造的连接一样稳定。耐腐蚀性能与铜芯电缆相比,铝合金电力电缆拥有更高的耐腐蚀性能,能够承受各种形式的腐蚀;拥有更好的抗氧化性,抗氧化腐蚀能力为铜芯电缆的10~100倍。在含硫的环境中,例如铁路隧道和其它类似地方,铝合金电力电缆的抗腐蚀性能大大优于铜芯电缆。机械性能第一,弯曲性能。根据GB/T12706中对铜缆安装时弯曲半径的规定,铜缆的弯曲半径是10-20倍电缆直径,铝合金电力电缆的弯曲半径最小为7倍电缆直径,使用铝合金电力电缆减小了安装布局的空间,减小了安装成本,更易于敷设。
铝合金电缆有什么优点?
一、实现同样的电气性能的前提下,合金电缆比国内同等品质铜电缆价格大约低15%,符合中国“建设节约型社会”的基本国策。符合建筑工程的“四新”原则。二、目前国内低烟无卤阻燃A级电缆比普通电缆价格高20%以上,如果使用AC90系列合金铝电力电缆,就可以在达到低烟无卤阻燃A级的同时,大大降低成本。同时AC90可以支架明敷,节省桥架,管道的费用。三、合金电缆在美国的业绩中有大量的大跨度的建筑,如体育场馆、会展中心等。这是因为合金铝电缆重量仅为铜缆的一半,可以大大减轻对建筑钢结构的负重,从而节约大约15%钢结构的费用。四、由于合金电缆重量仅为铜缆的一半,反弹性能比铜缆少40%,柔韧性能比铜电缆高25%,重量仅为铜缆的一半等性能。使用合金电缆可以降低施工单位的安装成本。一般性的建筑项目可节约安装施工费用20%以上,大跨度的建筑项目可节约安装施工费用40%。五、在实现同样的电气性能的前提下,铝合金电缆(含专用连接端子)直接采购成本(价格)比国内铜电缆价格低约13%-20%。合金导体制造的电气连接配件与用铜导体制造的连接配件一样稳定。的合金电缆配件系统在保证系统安全性能的前提下,为您节省成本,提高安装效率。六、铝合金电缆是世界上最好的电缆。铝合金电缆在发达国家已经安全成功运行35多年,是先进的、成熟的产品。世界上许多著名的企业和工程项目都是铝合金电缆的用户,如亚特兰大奥运会、纽约机场、BP石油、通用集团、沃尔玛等。