学文网【摘要】铝合金电缆在电气性能达到铜的基础上，更轻便、更柔韧、更节能、机械性能、安全性能及经济性能远远超过铜缆，铝合金电缆也有低烟无卤阻燃耐火型。
【关键词】铝合金电缆、经济性、应用范围、低烟无卤阻燃耐火型
1、引言
铝合金电力电缆与以往纯铝电缆的不同，但优于纯铝电缆，铝合金电力电缆的弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能比纯铝电缆大大提高，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定。铝合金电缆具有较大的经济性，越来越引起甲方的关注，相信在技术和规范成熟后，会获得巨大的应用前景。
2、铝合金电缆特点
合金电缆抗氧化、腐蚀性能优于铜芯电缆。芯电缆接头蠕变性能较差，而合金电缆、铜芯电缆抗蠕变性能优良。铝与合金连接稳定可靠，铝芯、合金电缆与铜连接时需要用铜铝过渡端子。铝芯电缆机械性能表现为硬、脆，即弯曲半径小，柔韧性差，其弯曲半径为电缆外径的15-20倍。铜芯电缆比较柔软，弯曲半径为10-15倍电缆外径，比铝小。合金电缆的弯曲半径为7倍的电缆外径，比铜芯电缆还要柔韧。在满足同等电气性能的前提下，使用铝合金电缆的重量是铜芯电缆的一半，其截面是传统铜芯电缆的1.1～1.25倍，价格比传统的铜芯电缆低15～30%。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，具有较大的经济性。但要注意铝合金电缆截面大，需增大桥架截面，可能电井面积需增大。
3、目前规范关于铝合金电力电缆的应用范围要求
《电力工程电缆设计规范》GB 50217-2007第3.1.3条规定，控制电缆；电机励磁、重要电源、移动式电气设备等需保持连接具有高可靠性的回路；振动剧烈、有爆炸危险或对铝有腐蚀等严酷的工作环境；耐火电缆；紧靠高温设备布置；安全性要求高的公共设施；工作电流较大，需增多电缆根数时应采用铜导体。除此情况外，电缆导体材质可选用铜或铝导体。《公共建筑节能设计标准》DB/11687-2009第6.3.4条规定，截面规格较小的末端配电线路应用铜线，配电干线电缆（如电气竖井中）可根据需要选择铜、铝或铝合金为导体的电缆。电线（户内布电线）和电缆在制造标准、电压等级、结构、应用方式等方面均有所不同。《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058-92第2.5.8条规定，爆炸性气体环境电气线路的设计和安装应符合下列要求：在1区内应采用铜芯电缆；在2区内宜采用铜芯电缆，当采用铝芯电缆时，与电气设备的连接应有可靠的铜-铝过渡接头等措施。第3.4.3条规定，爆炸性粉尘环境电气线路的设计和安装应符合下列要求：爆炸性粉尘环境10区内高压配线应采用铜芯电缆；爆炸性粉尘环境11区内高压配线除用电设备和线路有剧烈振动者外，可采用铝芯电缆。爆炸性粉尘环境10区内全部的和爆炸性粉尘环境11区内有剧烈振动的，电压为1000V以下用电设备的线路，均应采用铜芯绝缘导线或电缆。第4.3.8条规定，火灾危险环境电气线路的设计和安装应符合下列要求：在火灾危险环境内，当采用铝芯绝缘导线和电缆时，应有可靠的连接和封端。 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第13.10.1 条规定，消防线路的导线选择及其敷设，应满足火灾时连续供电或传输信号的需要。所有消防线路，应为铜芯导线或电缆。从规范上看，安全要求高的场所需要铜芯电缆，例如学校教育建筑、大型商场等，消防线路需采用铜芯导线或电缆。通过规范了解到，消防负荷回路、末端回路不能用铝合金电缆，只剩非消防回路干线可用铝合金电缆，大大约束了铝合金电缆的应用。
但经过近年来的发展，铝合金电缆也能有低烟无卤阻燃耐火型，关键是它的防护结构方案，同样的方案能用于铜芯，也能用于铝合金芯。纯铝芯电缆的阻燃耐火级别很低，不适用于涉及消防安全级别较高的场所，据了解稀土高铁铝合金导体、耐火云母带、阻燃硅烷交联聚乙烯绝缘、阻燃玻璃纤维绕包带、低烟无卤阻燃聚烯烃内护套、铝合金带连锁铠装、低烟无卤阻燃聚烯烃外护套这种结构的铝合金电缆，能在750～800℃下经受40分钟的阻燃耐火试验，达到阻燃IA级、耐火I级，可适用于消防安全级别较高的场所。但值得注意的是铜的熔融温度可达1080℃，而铝的熔融温度为660℃，铝合金的熔点比纯铝要低些。但实际火灾现场最高温度均在1000℃左右。因此，铝合金材料不适宜用作耐火电缆的导体，除非采用这种特殊结构。对于需耐火3小时场所，即使采用传统的耐火电缆也不能满足防火等级的要求，应采用防火性能更为可靠的矿物绝缘电缆。
4、铝合金电力电缆的前景
据了解中国是一个贫铜国家，却是富铝国家，铜矿资源存量约2600万吨，精铜矿进口依存度超过70%，高于铁矿石和石油的对外依赖程度，铜价的大幅度上涨造成社会成本的增加。并且铜芯电缆的设计使用寿命是30年，而铝合金电缆的使用寿命却为40年。对于高层建筑，在垂直竖井中敷设大截面的电缆难度大。所以垂直敷设电缆所需的费用是水平敷设电缆的2.6～4倍。因此铝合金电缆在电气性能达到铜的基础上，更轻便、更柔韧、更节能、机械性能、安全性能及经济性能远远超过铜缆。
结束语
虽然目前铝合金电缆不能完全取代铜芯电缆，但相信再经过几年发展，通过新技术创新，解决技术难关，终有铝合金电缆取代铜芯电缆的一天。不远的将来，合金电缆必定将在电力市场占据一个重要的地位，带领电缆行业跨越一个新的台阶。
参考文献
[1] 《电力工程电缆设计规范》GB 50217-2007
[2] 《公共建筑节能设计标准》DB/11687-2009
[3] 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058-92
[4] 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
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