由于鋁具有不錯的導電性能，所以從1960年代起，北美就開始使用鋁電纜，剛開始與高壓架空線一樣，使用純鋁材料，后來才廣泛使用8000系列鋁合金材料。


　　1、鋁合金電纜材料的由來


　　在1965-1971年期間，美國一些采用純鋁芯電纜的建筑火災事故頻發(fā)。通過分析，其主要原因是沒有為鋁芯電纜設計專用的連接器，而是直接采用了銅芯電纜的連接器，導致鋁線與插座或開關之間發(fā)生松弛、微觀損壞、起弧，使接觸電阻增大發(fā)生過熱而引發(fā)火災。


　　為了扭轉這個局面，北美電纜業(yè)界從電纜產品和連接器幾個方面進行了改進，采取了以下措施。


　　? 在材料方面;美國南線、加拿大鋁業(yè)發(fā)明了8176、8030等8000系列鋁合金，提升了蠕變性能;


　　? 在電線連接方面;采用多種方法，改進連接性能，包括使用鍍錫端子、在鋁線和銅端子間增加特殊墊片、連接點涂敷抗氧化劑、設計專門的插座等;


　　? 在標準方面;通過美國UL公司，以及美國國家防火委員會(NFPA)的試驗，1985年，NEC電氣規(guī)定在2000V以下某些類型電線的鋁導體應采用8000系列鋁合金。1988年，美國材料和試驗協會(ASTM )頒布了B800標準，將6種牌號的8000系列鋁合金列入電纜導體標準(注)。


　　從美國發(fā)展鋁合金電纜的歷史看，有以下幾個特點;


　　一是因純鋁和銅連接端子的問題，導致一些事故發(fā)生;


　　二是8000系列鋁合金，是在純鋁材料基礎上開發(fā)的一種新型號，主要目的是提升普鋁電纜的蠕變性能，主要是為了解決接頭端子出現的問題。


　　三是1985年美國電氣法規(guī)規(guī)定在2000V以下某些類型電線的鋁導體應采用8000系列鋁合金?？梢娫诿绹?，鋁合金電纜從來也沒有進入到中壓領域，而只是在低壓部分領域適用。


　　四是從1988年頒布B800標準算起，截至目前為止，美國鋁合金電纜使用的歷史不到30年。


　　2、8000系列鋁合金的性能






　　從上述兩個鋁合金標準表中可以看出，1350電工純鋁，屬于純鋁，其含鋁量為99.50%;8000系列鋁合金，屬于其他合金系列，其鋁含量超過98%，加入Si Cu Fe Me 等微量元素，總計1%-1.5%。這也就是說8000系列鋁合金只是在純鋁基礎上，加入一點微量元素，目的是改善鋁的蠕變性能，用于制造鋁合金電纜，并沒有改善鋁的其它使用性能。


　　因此，相對1000系列純鋁來說，8000系列鋁合金的性能沒有根本性提升，只是在抗蠕變方面有了一些改進而已。


　　3、8000系列鋁合金的抗拉強度比純鋁差


　　通過鋁合金產品標準的指標可以看出，8000系列鋁合金的機械抗拉強度比純鋁低30%，比銅低100%以上，所以從這個指標來看，采用8000系列鋁合金的電纜，如果在施工中處理不當，容易導致斷、裂痕跡出現，而這種斷、裂痕跡，無疑是電纜穩(wěn)定運行中的一大隱患。




　　4、各種材料電纜的性能綜合比較


　　通過產品標準指標，可以綜合比較鋁合金電纜、純鋁電纜與銅電纜的性能。


　　在導電性方面，銅材料最好，純鋁次之，8000系列鋁合金不如純鋁。


　　在斷裂延伸率/柔軟性方面，銅材料最好，8000系列鋁合金次之，純鋁不如8000系列鋁合金。


　　在抗拉強度方面，銅材料最好，純鋁次之，鋁合金比純鋁差30%。


　　在耐腐蝕性方面，也是銅材料最好，純鋁次之，鋁合金也不如純鋁。




　　5、結論


　　通過性能比較，可以看出，使用8000系列鋁合金制造電纜，比純鋁制造電纜，只是在抗蠕變性和斷裂延伸性方面有提高，其它方面的性能不僅沒有改善，甚至還不如純鋁材料。由于8000系列鋁合金的價格高于純鋁，所以是否可以考慮使用純鋁，替代8000系列鋁合金作為制造電纜的材料。


　　鋁合金電纜與銅電纜相比，各項使用指標都弱于銅電纜，因此鋁合金電纜要全面替代銅電纜是不現實的。


　　總的來講，鋁合金電纜的開發(fā)，在銅電纜和純鋁電纜之外，為用戶提供了第三種選擇。但從我國電力體系的實際情況看，系統(tǒng)復雜性越高，帶來的是風險加大、維護成本上升，備品備件增加。綜合考慮這些因素，歐盟國家采取了比較現實的政策，規(guī)定電纜就采用銅和純鋁材料，而不使用鋁合金材料，這種系統(tǒng)性選型的思考方法，是否值得我們思考呢?


　　(注)數據來源：美國消費者產品安全委員會1974年對多個州市做的火災調查。

更新日期：2016-12-02

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