鋁合金電纜若想在電力工程中占有一席之地,打破銅電纜在電纜行業(yè)中的壟斷地位,則應(yīng)在與銅電纜的比較中,有其獨(dú)特的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
鋁合金電纜的主要參數(shù)
鋁合金導(dǎo)體以金屬鋁為主要成分,通過添加銅(Cu)、錳(Mn)、鎂(Mg)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鋅(Zn)、鐵(Fe)和硅(Si)等多種元素,經(jīng)先進(jìn)的合成和退火等工藝,彌補(bǔ)了純鋁電纜的不足,改善了純鋁電纜的物理性能和工藝性能,提高了電纜的抗腐蝕、抗蠕變能力,保證電纜即使在長(zhǎng)時(shí)間過載和過熱時(shí)的連接穩(wěn)定性。鋁合金電纜的參數(shù)如下:
(1)電阻率
鋁合金導(dǎo)體的電阻率與鋁相當(dāng),約為銅的1.68 倍,由于銅芯電纜的電阻率低,在同截面情況下,銅芯電纜的電壓降較小。但一般在工程應(yīng)用中,鋁合金電纜為了達(dá)到相同的載流量,放大截面后,電壓降相當(dāng)。
(2)重量
銅的密度約為8.9t/m3,鋁合金的密度與鋁相當(dāng),約為2.7t/m3,即在單位面積重量下,銅的重量約為鋁合金的3.3 倍。
(3)導(dǎo)電能力
由于導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與導(dǎo)體截面成正比,則(8.9/2.7)×(0.612/1)=2,即2kg 銅的導(dǎo)電能力與1kg 鋁合金相當(dāng)。另外,考慮密度后,合金電纜的截面積是銅電纜的約1.5 倍時(shí),其電氣性能相同。因此,在實(shí)際的電纜選型中,鋁合金電纜截面約為銅電纜的1.5 倍,重量約為銅電纜的一半。
(4)短路熱穩(wěn)定能力
根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217-2007,按短路熱穩(wěn)定條件計(jì)算電纜導(dǎo)體允許小截面的公式如下:
經(jīng)計(jì)算(本文略去計(jì)算過程),可得,銅電纜熱穩(wěn)定系數(shù)C 銅=13700,鋁合金電纜熱穩(wěn)定系數(shù)C 鋁合金=9000,在通過相同的短路電流,并且短路持續(xù)時(shí)間相等的情況下,設(shè)S銅≥S 基準(zhǔn),則S 鋁≥1.52S 基準(zhǔn),即在相同的條件下,鋁合金電纜的截面必須為銅電纜
截面的1.52 倍及以上。
綜上,鋁合金電纜選型時(shí),截面應(yīng)考慮放大,當(dāng)放大約1.5 倍時(shí),主要參數(shù)基本與銅電纜相當(dāng)。
1、局部容易過熱
線材整體發(fā)熱,發(fā)熱地面不能被覆蓋。一但覆蓋,被覆蓋區(qū)域溫度會(huì)繼續(xù)升高,直至超過溫度,損壞線材,甚至發(fā)生火災(zāi)。
2、線材耐火性差
線材工作時(shí)處在冷熱交替狀態(tài),常用的系材的表面防火材料的抗老化和長(zhǎng)時(shí)間工作以后的老化對(duì)其防火性有一定的影響。具體老化實(shí)驗(yàn)還沒有做,也沒有可信服的數(shù)據(jù)。線材的防火能力有限,芯材一般都易燃,且燃點(diǎn)底。線材一旦發(fā)生短路或者局部發(fā)熱不均很容易發(fā)生嚴(yán)重事故。
3、高輻射
由于電磁原理,不管是雙芯還是單芯,工作時(shí)都有較高的輻射,雖然可以通過技術(shù)手段在一定程度上降低,但是還是對(duì)人體有一定的傷害,而且具體的傷害程度暫時(shí)還沒有組織和機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行研究。所以不適合有孕婦,小孩的家庭使用。對(duì)電子產(chǎn)品也有一定的影響。
4、溫控器故障
溫控器控制電纜的發(fā)熱率和開關(guān)。一般的線材單根都能做到20KW左右,少數(shù)甚至更高。為了通用性的考慮,溫控器一般設(shè)計(jì)為安裝在標(biāo)準(zhǔn)的86線盒內(nèi),這樣就限制了溫控器的體積,在如此只小的空間內(nèi)布置高功率的電器相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。溫控長(zhǎng)時(shí)間工作的時(shí)候,環(huán)境溫度較高,更加劇了電子元件的老化程度線材為了防輻射一般會(huì)有金屬的屏蔽層,而這種結(jié)構(gòu)恰好又形成了一種原始的電容,在開關(guān)的瞬間,大電流很容易傷害到脆弱的電子元件,引發(fā)損壞,甚至發(fā)生事故。這個(gè)是由該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的,無法有效的解決。
首先在低壓TN系統(tǒng)中,架空線路干線和分支線的終端,其PEN線或PE線應(yīng)重復(fù)接地。電纜線路和架空線路在每個(gè)建筑物的進(jìn)線處,均須重復(fù)接地(如無特殊要求,對(duì)小型單層建筑,距接地點(diǎn)不超過50m可除外),但對(duì)裝有中性線斷線保護(hù)裝置的用戶進(jìn)戶端,應(yīng)符合要求。在裝有漏電電流動(dòng)作保護(hù)裝置后的PEN線也不允許設(shè)重復(fù)接地,中性線(即N線),除電源中性點(diǎn)外,不應(yīng)重復(fù)接地。
低壓線路每處重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于10Ω。但在電力設(shè)備接地裝置的接地電阻允許達(dá)到10Ω的電力網(wǎng)中,每處重復(fù)接地的接地電阻值不應(yīng)超過30Ω,此時(shí)重復(fù)接地不應(yīng)少于3處。
其次在非瀝青地面的居民區(qū)內(nèi)3~10kV高壓架空配電線路的鋼筋混凝土桿宜接地,金屬桿塔應(yīng)接地,接地電阻不宜超過30Ω。電源中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的低壓架空線路和高低壓共桿的線路其鋼筋混凝土桿的鐵橫擔(dān)或鐵桿應(yīng)與PEN線連接,鋼筋混凝土電桿的鋼筋宜與PE線或PEN線連接(但出線端裝有漏電電流動(dòng)作保護(hù)裝置者除外)。
當(dāng)然三相三芯電力電纜的兩端金屬外皮均應(yīng)接地,變電所內(nèi)電力電纜金屬外皮可利用主接地網(wǎng)接地。當(dāng)采用全塑料電纜時(shí),宜沿電纜溝敷設(shè)1~2根兩端接地的接地線。
1.常用的電線、電纜按用途分有哪些種類?答:按用途可分為裸導(dǎo)線、絕緣電線、耐熱電線、屏蔽電線、電力電纜、控制電纜、通信電纜、射頻電纜等。
2、絕緣電線有哪幾種?答:常有的絕緣電線有以下幾種:聚氯乙烯絕緣電線、聚氯乙烯絕緣軟線、丁腈聚氯乙烯混合物絕緣軟線、橡皮絕緣電線、農(nóng)用地下直埋鋁芯塑料絕緣電線、橡皮絕緣棉紗紡織軟線、聚氯乙烯絕緣尼龍護(hù)套電線、電力和照明用聚氯乙烯絕緣軟線等。
3、電纜橋架適合于何種場(chǎng)合?答:電纜橋架適用于一般工礦企業(yè)室內(nèi)外架空敷設(shè)電力電纜、控制電纜,亦可用于電信、廣播電視等部門在室內(nèi)外架設(shè)。
4、電纜附件有哪些?答:常用的電附件有電纜終端接線盒、電纜中間接線盒、連接管及接線端子、鋼板接線槽、電纜橋架等。
5、什么叫電纜中間接頭?答:連接電纜與電纜的導(dǎo)體、絕緣屏蔽層和保護(hù)層,以使電纜線路連接的裝置,稱為電纜中間接頭。