铝合金电缆性能指标与铜电缆的区别
由于铝具有不错的导电性能,所以从1960年代起,北美就开始使用铝电缆,刚开始与高压架空线一样,使用纯铝材料,后来才广泛使用8000系列铝合金材料制造的铝合金电缆。
1、铝合金电缆材料的由来
在1965-1971年期间,***一些采用纯铝芯电缆的建筑火灾事故频发。通过分析,其主要原因是没有为铝芯电缆设计专用的连接器,而是直接采用了铜芯电缆的连接器,导致铝线与插座或开关之间发生松弛、微观***坏、起弧,使接触电阻增大发生过热而引发火灾。
为了扭转这个*面,北美电缆业界从电缆产品和连接器几个方面进行了改进,采取了以下措施。
•在材料方面:***南线、加拿大铝业发明了8176、8030等8000系列铝合金,提升了蠕变性能;
•在电线连接方面:采用多种方法,改进连接性能,包括使用镀锡端子、在铝线和铜端子间增加特殊垫片、连接点涂敷抗氧化剂、设计专门的插座等;
•在标准方面:通过***UL公司,以及******防火***会(NFPA)的试验,1985年,NEC电气规定在2000V以下某些类型电线的铝导体应采用8000系列铝合金。1988年,***材料和试验协会(ASTM)颁布了B800标准,将6种牌号的8000系列铝合金列入电缆导体标准(注)。
从***发展铝合金电缆的历史看,有以下几个特点:
一是因纯铝和铜连接端子的问题,导致一些事故发生;
二是8000系列铝合金,是在纯铝材料基础上开发的一种新型号,主要目的是提升普铝电缆的蠕变性能,主要是为了解决接头端子出现的问题。
三是1985年***电气法规规定在2000V以下某些类型电线的铝导体应采用8000系列铝合金。可见在***,铝合金电缆从来也没有进入到中压领域,而只是在低压部分领域适用。
四是从1988年颁布B800标准算起,截至目前为止,***铝合金电缆使用的历史不到30年。
2、8000系列铝合金的性能
从上述两个铝合金标准表中可以看出,1350电工纯铝,属于纯铝,其含铝量为99.50%;8000系列铝合金,属于其他合金系列,其铝含量超过98%,加入SiCuFeMe
等微量元素,总计1%-1.5%。这也就是说8000系列铝合金只是在纯铝基础上,加入一点微量元素,目的是改善铝的蠕变性能,用于制造铝合金电缆,并没有改善铝的其它使用性能。
因此,相对1000系列纯铝来说,8000系列铝合金的性能没有根本性提升,只是在抗蠕变方面有了一些改进而已。
3、8000系列铝合金的抗拉强度比纯铝差
通过铝合金产品标准的指标可以看出,8000系列铝合金的机械抗拉强度比纯铝低30%,比铜低100%以上,所以从这个指标来看,采用8000系列铝合金的电缆,如果在施工中处理不当,容易导致断、裂痕迹出现,而这种断、裂痕迹,无疑是电缆稳定运行中的一大隐患。
4、各种材料电缆的性能综合比较
通过产品标准指标,可以综合比较铝合金电缆、纯铝电缆与铜电缆的性能。
在导电性方面,铜材料最好,纯铝次之,8000系列铝合金不如纯铝。
在断裂延伸率/柔软性方面,铜材料最好,8000系列铝合金次之,纯铝不如8000系列铝合金。
在抗拉强度方面,铜材料最好,纯铝次之,铝合金比纯铝差30%。
在耐腐蚀性方面,也是铜材料最好,纯铝次之,铝合金也不如纯铝。
5、结论
通过性能比较,可以看出,使用8000系列铝合金制造电缆,比纯铝制造电缆,只是在抗蠕变性和断裂延伸性方面有提高,其它方面的性能不仅没有改善,甚至还不如纯铝材料。由于8000系列铝合金的价格高于纯铝,所以是否可以考虑使用纯铝,替代8000系列铝合金作为制造电缆的材料。
铝合金电缆与铜电缆相比,各项使用指标都弱于铜电缆,因此铝合金电缆要全面替代铜电缆是不现实的。
总的来讲,铝合金电缆的开发,在铜电缆和纯铝电缆之外,为用户提供了第三种选择。但从我国电力体系的实际情况看,系统复杂性越高,带来的是风险加大、维护成本上升,备品备件增加。综合考虑这些因素,欧盟***采取了比较现实的政策,规定电缆就采用铜和纯铝材料,而不使用铝合金材料,这种系统性选型的思考方法,是否值得我们思考呢?
(***有色金属工业协会政策研究室副主任赵武壮)
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主 编丨张文华 编 辑丨丁曦
铝合金电缆和铜芯电线电缆相比有哪些优势?
铝合金电缆和铜电缆的区别:
铝合金电缆的优势在于重量轻、价钱相对铜的要便宜。
铜电缆的优势在于同规格的铜电缆载流量比铝合金电缆要大。
还有一个就是铜价贵容易被偷电缆的盯上,有的地方(尤其是电力部门的)被偷怕了,指定要买铝合金的。
个人认为铜缆好,铝合金电缆导电性不如铜缆。
铝合金电缆来自和铜电缆有什么区别?哪个更好?
1、从线芯的颜色就可以直接区分,铝和铜的颜色差异是很大的。2、在功率相同的负荷下,因为铝的载流量远小于铜,所以铝线线径大于铜线,比如6KW的电热水器,铜芯线6平方的就足够,铝线可能要10平方的。3、铝材的价格远低于铜,所以同距离满足供电要求情况下铝电缆的成本低于铜电缆,铝线还能降低被偷盗的风险(因为回收价格低)。4、铝合金可以做架空裸线,一般是钢芯铝绞线,铜电缆多用于地埋线,一般也不太用于没有绝缘层的裸线。5、至于好坏的对比主要看用途,综合环境因素、社会因素(比如偷盗等)、设计要求(电流过大现有型号的铝线无法满足,常见于低压大功率负荷)、资金预算等诸多因素。应该说用在适合的地方就是好的,并没有直接评判谁好谁坏的直接方式。
铜芯电缆与铝芯电缆各自的优点,为什么现
简单的说铝合金电缆比铜缆明显优势:1.价格节省近30%2.重量是铜缆的一半3.机械性能强4.安装成本减少20%--50%5.抗蠕变性及耐腐蚀性强,使用寿命超铜缆10年以上6.相同载流量下,铝合金电缆外径在铜缆外径基础上增加11%以内,就能实现与铜缆相同的电气性能,在现行设计图纸预留150%空间的下,不影响铺设。7.更多优点对比请参考胜华电气铝合金电缆对比数据表格,铝合金电缆是今后电缆行业发展的一种趋势,随着铜价不断上涨,严重依赖进口,所以寻找替代能源是未来的必然。
铝电缆和铜电缆的性对比?
一、电阻率低:铜芯电缆的电阻率比铝芯电缆低1.68倍,能耗小。
二、延展性好:电工用铜的延展率在30%以上,而铝合金仅为18%。
三、强度高:铜的应许力比铝高出很多。常温下,铜的应许力比铝分别高出7~28%。而高温下的应力,两者相差更是大。
四、抗疲劳:铜反复折弯不易断裂,铝材反复折弯易断裂。弹性指标方面,铜也比铝高约1.7-1.8倍。
五、稳定性好,耐腐蚀:铝芯容易氧化和被腐蚀,铜芯相对稳定,抗氧化能力强。
六、载流量大:铜芯电阻率低,因此铜芯电缆能够通过的较大电流即载流量比铝芯高30%。
七、发热温度低:在同样的电流下,同截面的铜芯电缆的发热量比铝芯电缆小得多,使得运行更安全。
八、能耗低:由于铜的电阻率低,相比铝电缆而言,铜电缆的电能***耗低,这是显而易见的。这有利于提高发电利用率和保护环境。
九、抗氧化,耐腐蚀:铜芯电缆的连接头性能稳定,不会因为氧化而发生事故。铝芯电缆的接头不稳定时常会因为氧化使接触电阻增大,发热产生事故。因此,事故率比铜芯电缆大得多。
十、施工方便:铜芯柔性好,允许的弯度半径小,所以拐弯方便,穿管容易;铜芯抗疲劳、反复折弯不易断裂,所以接线十分方便;于铜芯的机械强度高,能承受较大的机械拉力,给施工敷设带来很大便利,也为机械化施工创造了条件。
铝合金电缆和国标铜电缆之间的差异
铜导电性好铝合金电缆轻
铝合金电缆的优、劣势有哪些?
您好,优势:
1. 轻质:铝合金电缆比同等尺寸的铜电缆轻,因此更容易安装和搬运。
2. 耐腐蚀性:铝合金电缆的耐腐蚀性比铜电缆更好,因此适合在***劣的环境中使用。
3. 价格低廉:相对于铜电缆,铝合金电缆的生产成本低,因此价格更加实惠。
4. 高温性能好:铝合金电缆具有很好的高温性能,可以在高温环境下使用。
劣势:
1. 电导率低:铝合金电缆的电导率比铜电缆低,因此相同电流下会有更大的***耗。
2. 机械性能较差:铝合金电缆的机械强度比铜电缆低,容易折断。
3. 安装时需要特殊技术:铝合金电缆的安装需要特殊技术,因为它容易被弯曲和压扁,所以需要特殊的接线方式和工具。
4. 容易产生氧化:铝合金电缆容易与空气中的氧气反应,产生氧化层,从而导致电阻增加,影响电缆的使用寿命。
铝合金电缆与铜电缆应用比较
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随着房地产市场黄金十年的结束,房地产企业开始在产品创新及成本控制上深耕细作。而在整个开发阶段土地成本约占整个开发成本的50%,建安成本占40%左右,其余为营销及其他成本。而土地成本不可控,建安成本就成为成本控制的关键。机电安装成本在整个建安成本中约占30%左右。控制好机电设备及材料可以有效的控制机电安装成本。
在供配电系统中电力电缆是输送电力的主要设备材料,国内目前常用的是铜芯电缆。而国外主要用的是铝合金电缆。国外在铝质导体的研究和应用方面, 早在40年前就率先开发出了AA8000系列电工级铝合金作为导体材料。目前***90%以上的市政民用及工商建筑都采用的铝合金电缆。成功应用铝合金电缆已40多年。
我国铝合金电缆发展相对较慢,近10年来***、加拿大等电缆制造商把合金电缆及其附件安装配套系统引进国内,使合金电缆得到了快速发展。同时***及相关行业也推出相关规范:GBT31840.1-2015《额定电压1kVUm1.2kV到35kVUm40.5kV铝合金芯挤包绝缘电力电缆》、GB/T30552《电缆导体用铝合金线和NB/T42051《额定电压0.6/1kV铝合金导体交联聚乙烯绝缘电缆》。
铝合金电缆在电工铝中加入铜、铁、镁、硅、锌、硼等合金元素,采用特殊辊压成型型线绞合生产工艺和退火处理等先进技术创造的新型材料电力电缆。根据合金成分的不同主要分为两大类。一类是以AA8030为代表的合金电缆;一类是以AA8176为代表的稀土铝合金电缆。我们对此都统称为AA8000系列。
AA8000系列铝合金导体典型结构如下图:
下面我们分别从技术参数、施工安装、综合成本、运营维护四个方面对铜电缆和铝合金电缆进行比较分析。
技术参数:
附表1:铝合金电缆与铜缆导体性能对比
有上表可知铝合金的密度仅为电工铜的1/3;电阻率为铜的1.6倍;导电率为铜的61.8%;抗拉强度为铜的1/2左右;屈服强度及伸长率与铜的下限值基本接近。其中我们最为关注的是导电率和电阻率比较,直接与导电率相关的技术参数就是载流量;直接与电压***耗相关的技术参数就是电阻率。下面附表2,3分别对这二项参数进行比较分析(附表中比较条件是:铝合金电缆截面是铜电缆截面的1.5倍)。
附表2:铜缆与铝合金电缆截面及载流量对比表
附表3:铜缆与铝合金电缆截面及电压***耗对比表
由附表2,3可知当铝合金电缆截面为铜芯电缆截面的1.5倍时,在相同温度条件下,两种电缆的载流量与电压***耗基本相同。
对于铝合金电缆的载流量选择,***于2010年和2013年出版了标准图集10CD106《铝合金电缆敷设与安装》和13D101-7《预制分支与铝合金电力电缆》,详细列举了对于不同安装方式的铝合金电缆载流量。
施工安装:
其次我们在从施工安装方面进行对比分析。在施工安装的过程中我们需要关注电缆的机械性能:
1.弯曲性:铝合金导体电缆的弯曲半径是电缆直径的7倍,而铜导体电缆的弯曲半径是电缆直径的10~20倍。 铝合金电缆在安装过程中更易弯折,因此能有效减少安装成本,降低事故风险。
2.反弹性:铝合金导体反弹性能较铜小40%(同一室温条件下将铝合金导体电缆和铜导体电缆都弯90° 后释放应力, 铝合金导体电缆的反弹角度只为铜导体电缆的0.6倍)。安装中由导体造成的反弹性应力会大为减小,便于施工。
3.柔韧性: 铝合金导体柔韧性能较铜高25%, 塑性好、抗疲劳强度高、易加工成形, 折弯次数远高于纯铝和铜导体, 经反复折弯后也不会出现裂纹或折断, 可提高电缆线路的安全性。
4.延伸率:延伸率是电缆优劣和承受外力大小的标志, 也是检验电缆导体机械性能的一个重要指标。经退火处理后, 铝合金导体电缆的延伸率可提高至30%, 而铜导体电缆为25%。由此可知,铝合金电缆比传统的铜电缆具有更强的柔韧性,因此敷设时所需的拉力比铜缆小很多。
由此可见在施工安装过程中,铝合金电缆的机械性能全部优于铜芯电缆。
在施工安装过程中对于电缆的分支总体可分为两种情况,一种是预分支电缆,一种为在施工现场进行T接。预分支电缆一般是在工厂内根据图纸内容做好分支后进行灌塑绝缘处理,现场无需再加工,直接吊装安装即可。而电缆T接一般通过三种手段:T接箱、T接端子、穿刺线夹。
在使用T接箱时,因为T接箱内的母排一般为铜母排,电缆的压接需要使用铜铝过渡端子,铜铝过渡端子需要满足GB/T9327(IEC61238)1000次热循环试验。而铜电缆在T接箱时则不需要使用专门的过渡端子。而在使用穿刺线夹及T接端子也必须使用合金电缆专用的端子以解决不同金属材料连接处的热膨胀系数。
综合成本:
综合成本我们通过以下二个方面进行比较分析:
1.采购成本:通过笔者多家铝合金厂家调查总结发现,实现同样的电气性能,铝合金电缆(含专用连接端子和桥架)直接采购成本比铜电缆低约20%~40%;我们以一个18层单元住宅工程项目为例,其电缆、桥架清单及采购成本如下表:
由上表可知由于铝合金电缆(非铠装)要达到相同的电气性能需要加大电缆截面从而导致桥架的截面变大。提高了在桥架主材的成本费用,但综合采购成本降低28.42%。
2.安装成本:根据电缆的敷设方式不同,电缆安装所需要的辅材也有所不同。当铜缆在室内敷设干线电缆时一般采用桥架敷设。根据规范要求,桥架内敷设的电缆截面不能大于桥架截面的40%。而采用铠装的铝合金电缆可以不使用桥架。我们以一个电缆采购额2000万的项目预算为例:
从上表可见,如果使用合金电缆,可节约安装费用约180万,比铜缆的安装成本节约50%,节约的安装费用占电缆采购额的8%。
运营维护:
电缆在运营过程中我们需要关注电缆的电能***耗、抗蠕变性、防腐性、阻燃性及使用寿命等多种特性。
1、电能***耗:
电缆线路的***耗计算公式:三相线路中有功及无功功率***耗计算公式为:
有功功率***耗 △PL=3I2jsR/103(KW);
无功功率***耗 △QL=3I2jsX/103(kvar)。
式中:
R——每相线路电阻(Ω),R=R’L;
X——每相线路电抗(Ω),X=X’L;
L——线路计算长度(KM);
Ijs——计算相电流(A);
R’、X’——线路单位长度的交流电阻及电抗(Ω/km)。
我们以400V供电线路,三相负载平衡、线路电流为电缆在空气中敷设的安全载流量、功率因数取0.8,线路长度为100米建立模型。得到如下数据:
由上表可知,在相同的运行电流情况下,铜缆与放大截面的铝合金电缆在线路***耗(或电能***耗)方面基本一致。
2、抗蠕变性:
固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象称为蠕变。电缆在敷设和连接的过程中会长期受到应力的作用。如果抗蠕变性很差, 安装一段时间后, 连接处容易松弛, 造成接触电阻增大, 形成线路安全运行的隐患。而合金电缆让合金元素作为溶质原子溶入铝基体,形成固溶体。形成固溶体后,晶格结构有一定畸变,晶格畸变增大位错运动的阻力,使金属的滑移变形变得更加困难,从而提高合金的强度和硬度,同时抗蠕变性能也得到显著改善。使合金电缆与铜缆一致的抗蠕变性。
3、防腐性能:
铝特有的防腐性能来自铝表面与空气接触自然形成的氧化层, 这种氧化层能耐受多种腐蚀。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, 所以裸铝铠装电缆(无PVC护套的自锁型铠装电缆)不能直埋敷设, 需使用模压护套来防止腐蚀。而在如铁路隧道和其它类似含硫环境中, 铝的抗腐蚀性能优于铜。
4、阻燃性能:
铠装铝合金电缆的绝缘采用的是低烟无卤的XLPE( 交联聚乙烯) 材料, 加之其独特的自锁型铠装结构, 使其达到低烟无卤阻燃IA级, 这种电缆在燃烧时的透光率达到了99%(标准要求IA级透光率≥80%), 只产生极微量的烟雾, 发生火灾时减少了对人身的二次伤害, 有利于及时疏散和救援。自锁型铠装电缆的铝合金铠带散热性好, 可以很快带走热量, 其阻燃特性优异, 在火焰撤走后能迅速熄灭, 不会延燃其他材料。通过燃烧试验对比, 供火40min炭化高度只有0.15m, 远低于***标准《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第33部分: 垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验A类》(GB/T18380.33-2008) 的阻燃电缆炭化高度≤2.50m的要求。但由于铝的熔点是660℃, 因此火灾发生时需要连续供电的消防线路不能采用铝合金电缆, 但其它要求低烟无卤阻燃的供电回路均可采用自锁型铠装铝合金电缆。
5.使用寿命
由于国内引进铝合金电缆的时间较短。运行时间可参照的项目不多。但世德合金电缆在北美有40年的安全无故障运行时间。
综上所述,铝合金电缆在技术参数、电能***耗方面基本与铜电缆一致,甚至其它方面优于铜电缆,相信在不远的将来,随着科学研究和工艺技术的不断提高, 铝合金导体电缆的应用会越来越得到业界的关注。
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铜电缆和铝电缆的优劣对比?
铝芯电缆和铜芯电缆不能直接说哪个好,哪个差,因为都有优缺点,只是应用环境不同而已。
一、铝芯电缆比铜芯电缆存在的优势: 1、价格便宜:铜杆是铝杆价格的3.5倍、铜的比重又是铝的3.3倍,所以铝芯电缆比铜芯电缆便宜多的多,适合于低资工程或临时用电。
2、电缆很轻:铝芯电缆的重量是铜芯电缆的40%,施工运输都成本低。
3、抗氧化,耐腐蚀:铝在空气中与氧反应很快生成一种氧化膜,能防止进一步氧化,所以铝导线是高电压、大截面、大跨度架空输电的必选材料。
二、铜芯电缆比铝芯电缆存在的优势 1、电阻率低:铝芯电缆的电阻率比铜芯电缆约高1.68倍。
2、延展性好:铜合金的延展率为20~40%,电工用铜的延展率在30%以上,而铝合金仅为18%。
3、强度高:常温下的允许应力,铜比铝分别高出7~28%。特别是高温下的应力,两者相差更是甚远。
4、抗疲劳:铝材反复折弯易断裂,铜则不易。弹性指标方面,铜也比铝高约1.7~1.8倍。
5、稳定性好,耐腐蚀:铜芯抗氧化,耐腐蚀,而铝芯容易受氧化和腐蚀。
6、载流量大:由于电阻率低,同截面的铜芯电缆要比铝芯电缆允许的载流量(能够通过的最大电流)高30%左右
7、电压***失低:由于铜芯电缆的电阻率低,在同截面流过相同电流的情况下。铜芯电缆的电压降小。因此,同样的输电距离,能保证较高的电压质量;或者说,在允许的电压降条件下,铜芯电缆输电能达到较远的距离,即供电覆盖面积大,有利于网络的规划,减少供电点的设置数量。
8、发热温度低:在同样的电流下,同截面的铜芯电缆的发热量比铝芯电缆小得多,使得运行更安全。
9、能耗低:由于铜的电阻率低,相比铝电缆而言,铜电缆的电能***耗低,这是显而易见的。这有利于提高发电利用率和保护环境。
10、抗氧化,耐腐蚀:铜芯电缆的连接头性能稳定,不会由于氧化而发生事故。铝芯电缆的接头不稳定时常会由于氧化使接触电阻增大,发热而发生事故。因此,事故率比铜芯电缆大得多。
11、施工方便: ①铜芯柔性好,允许的弯度半径小,所以拐弯方便,穿管容易; ②铜芯抗疲劳、反复折弯不易断裂,所以接线方便; ③于铜芯的机械强度高,能承受较大的机械拉力,给施工敷设带来很大便利,也为机械化施工创造了条件。
铝合金电缆和铜(铝)电缆的区别
最主要的区别在于导体材质上,铝和铜就不说了,铝合金和铝电缆的区别在于铝合金电缆会有一些稀有金属,用来提高没逗颤铝电缆不耐折(专业叫法抗蠕变)指裤,导电性、耐温等性能的。所以三者在价格上也会有区别,铝合金介于铜电缆和铝电缆之间(同等质量标准枯败前提下)