去年底,由四川省建筑电气情报网和西部电缆有限公司联合举办了合金电缆产品及应用技术交流会,再次引起大家对铝合金电缆的关注和热议。就铝合金电缆的应用,我想从以下三个方面谈谈自己的认识和看法:为什么要推广应用铝合金电缆;为什么可以用铝合金电缆;应用铝合金电缆应注意的问题。
我国是一个富铝贫铜的国家,但铜的耗量特别是作为导体的使用量又十分巨大,主要依赖进口,造成铜价居高不下,国家为此花费大量的外汇。铝和铜都是良好的导体材料,结合我国的国情,正确使用合金铝作为导体材料代替铜,以实现“以铝代铜”和“以铝节铜”,无论是经济效益和社会效益都意义深刻。从国家可持续发展来看,铜是国家较缺乏的战略资源,“以铝节铜”更具十分积极的战略意义。在北美如加拿大、美国等,以铝合金为导体的电缆的使用已有40年的历史,产品技术和生产工艺已十分成熟,应用很广泛,效果很好。经济发达国家尚且如此,我国尚处发展中国家行列,从各方面看,更应积极采用铝合金导体电缆。
实际上,成都地区若干年前已有民用建筑工程采用了以铝合金作为导体的电缆,至今,在国内可以说应用铝合金电缆的工程案例举不胜数,涉及范围也较广,包括住宅、公建和工矿企业,且均运行正常。那么,既然如此,为什么大多数人在铝合金电缆的使用上总是存在一些疑虑呢?我认为还得从设计规范谈起。应当看到由于规范的原因,例如《民规》第7.4.1条的规定,使得铝合金电缆的应用受到一定的影响。众所周知现行标准《民规》颁布于2008年,其编制工作在此几年前就已开始,期间尚无以8000系列铝合金为导体的电缆产品在国内面市。考虑到传统的电工铝为导体的电线电缆,存在一些问题和不足,相比以铜作为导体的电线电缆几乎没有任何优势,故《民规》第7.4.1条建议民用建筑宜采用铜芯电线电缆。在此条被写入规范的时期,国内传统的电工铝芯电线电缆,确实存在以下不足:1.抗腐蚀性差,潮湿和腐蚀性环境不适用;2.机械性能差,即柔韧性和延展性差,易折断;3.表面抗蠕变性能差,很难保证被压接连紧,连接可靠性差;4.铜铝过渡连接技术不够普及成熟,铜铝连接头电化学腐蚀问题没有很好解决;5.当时的铜铝价差不够突出,铝材没有价格优势。
自从以AA-8000系列特别是AA-8030系列铝合金为导体材质的电缆面市以来,8000系列铝合金可以说完全解决了上述几方面的问题,有实验表明,其抗蠕腐蚀性和机械性能已完全可以和铜材媲美;表面抗蠕变性能较纯铝提高300%,解决了因铝表面蠕变造成的压接连接可靠性差的问题;铜铝专用过渡连接端子得到普遍应用,铜铝过渡连接电腐蚀的问题得到根本解决;到目前为止,铝在价格上仍较铜保持着可观的价格优势。
现行规范对推广应用铝合金电缆存在一定影响的问题,国内及行业内专家学者已经充分认识到这点。
成都于2010年由省土木学会建筑供电专委会组织了由成都市及省内主要建筑设计院参加的有关铝合金电缆在建筑工程中应用的研讨会,邀请到了《民规》的主编中建东北院的电气总工王金元参加,会上达成了一致的意见,并形成纪要,认为铝合金电缆(基于“世德合金”产品)可以在建筑工程中使用。
2012年8月5日,广东省土木建筑学会建筑电气专委会组织了类似的研讨会议,其纪要同样肯定了铝合金电缆(基于“世德合金”产品)的电气性能,安全性能,环保性能和经济性能,以及“用铝节铜”的重要性和必要性,认为这种产品及其技术室成熟可靠的,在民用建筑工程中应推广应用。
据我所知,还有其它一些省市也有类似的研讨会和共识。
《民规》的修订工作已经启动,今年于福建泉州召开的中国建筑学会建筑电气分会第八届理事换届会上,已明确要对《民规》第7.4.1条作修改,把铝合金电缆的应用纳入到民用建筑中来,同时,现行的其它一些规范已对铝合金电缆的应用持肯定态度,例如现行国标《住宅建筑电气设计规范》已写入住宅的供电干线电缆可以采用铝合金材质的导体。
我们应当认识到,铝合金电缆的应用符合国情,技术成熟,安全可靠,经济合理,不仅可以为国家节约大量的铜这种战略资源,同时对国家经济建设的可持续发展具有积极意义。
最后,我仍想重申和强调在铝合金电缆使用中应注意以下几点:
1. 工程中消防设备的配电线路不应使用,仍应采用铜缆,无论怎么说,铝的熔点总是比铜的熔点低得多。
2. 截面小于16m㎡的电缆,包括支线(导线)目前还不宜采用,主要原因是不具明显经济合理的优势,且机械性能相对不足,但不排除今后技术条件成熟后的使用。
3. 铜铝过滤连接推荐采用专用的过滤连接端子,传统的镀锡连接,涂抹抗氧化剂连接以及特制过渡垫片连接,在施工工艺上,均没有采用过渡连接端子方便可靠。但应看到,过渡连接端子的质量存在良莠不齐的现状,应采用符合国标GB9327/2008《额定电压35千伏及以下电力电缆导体用压按式和机械式连接 -实验方法和要求》的端子产品。使用时可以要求厂商出具相应报告。
4 .载流量的选用宜以公认合法的标准为妥,目前较权威的依据是国标通用图集10CD106《铝合金电缆敷设与安装》中的数据。应注意此图集是以国标铝业协会标准中的AA-8030铝合金为导体材料取用的数据,其电压降参数也是以此材质选取,其它的铝合金材料并不一定适用。应当认识到不同铝合金材质在电气等性能上的差异。
5.由铝合金电缆排生而来的铝合金预制分支电缆,是一款新产品,必将在包括住宅工程等高层建筑中得到越来越多的使用,但用于分支电缆生产的铝合金电缆有特殊技术要求,其缆芯压紧率必须满足分支头压接工艺的要求,使分支头能通过GB9327/2008的试验要求。目前为止,能生产的厂商并不多。
6.对用5000系列铝合金作联锁铠装的铝合金电缆,采用支架、吊架敷设,除有利于电缆散热外,工程经济性更佳。