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?? 發(fā)布時(shí)間:2014-11-27 ?? 熱度:
在電纜原材料銅價(jià)格居高不下,電纜生產(chǎn)企業(yè)利潤(rùn)率急劇下滑的今天,同樣作為電纜原材料的鋁價(jià)遠(yuǎn)低于銅價(jià),因此“以鋁節(jié)銅”話(huà)題一直被吵的火熱,那么新型鋁合金電纜性能會(huì)達(dá)到要求嗎?
在此,以市面上比較成熟而普遍的銅包鋁電力電纜和電氣裝備用電線(xiàn)電纜為例進(jìn)行對(duì)比。
a)直流電阻率:銅包鋁線(xiàn)的電阻率比純銅線(xiàn)大,約為純銅線(xiàn)的1.5倍,在阻值相同時(shí)(截面積比銅大),銅包鋁線(xiàn)重量約為純銅線(xiàn)的1/2。根據(jù)集膚效應(yīng)計(jì)算,在50MHz以上高頻時(shí),與相同截面的銅導(dǎo)體相比,其電阻率相等。在50Hz頻率的電力電纜的使用中,其銅導(dǎo)體的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)在150mm2以上就逐漸顯得突出,同時(shí)由于工礦企業(yè)設(shè)備動(dòng)力(如高頻爐、大功率電機(jī)等)起動(dòng)、運(yùn)行時(shí)的故障,產(chǎn)生高次諧波電流的能源會(huì)注入到供電系統(tǒng)中,在系統(tǒng)的阻抗上產(chǎn)生相應(yīng)頻率的高次諧波電壓,致使電壓的波形發(fā)生畸變,增加供電系統(tǒng)的損耗,使導(dǎo)體發(fā)熱增加。
此外,電纜使諧波放大,在接頭處產(chǎn)生過(guò)電壓而損壞電纜頭。采用銅包鋁導(dǎo)體會(huì)起到降低高次諧波產(chǎn)生的交流阻抗(電阻)的作用。在其他使用場(chǎng)合,通過(guò)采取提高銅包鋁單絲中銅的體積和相應(yīng)的工藝措施,使銅包鋁導(dǎo)體在現(xiàn)有同規(guī)格導(dǎo)體的外徑尺寸上限內(nèi),滿(mǎn)足導(dǎo)體直流電阻要求。
b)采用銅包鋁導(dǎo)體可滿(mǎn)足目前延續(xù)多年的電線(xiàn)電纜在產(chǎn)品選型、設(shè)計(jì)、使用、安裝等方面的習(xí)慣,還對(duì)電纜的接線(xiàn)端子緊壓、錫焊接有利。
c)降低交流電阻:交流電阻是電流載流量的主要依據(jù),根據(jù)集膚效應(yīng)的原理,單根導(dǎo)線(xiàn)的表面,其單位面積通過(guò)的電流比導(dǎo)線(xiàn)的圓心單位面積通過(guò)的電流要大。也就是說(shuō),大截面導(dǎo)體的圓心在相同導(dǎo)體組成的圓面積內(nèi),圓心比圓周通過(guò)的電流要小,所以把圓心導(dǎo)體與圓周導(dǎo)體用不同的金屬組成是最合理、最經(jīng)濟(jì)的。
此外,影響交流電阻指標(biāo)除直流電阻、集膚效應(yīng)外,還有鄰近效應(yīng),與相同直流電阻的銅導(dǎo)體相比,應(yīng)采用截面放大的銅包鋁導(dǎo)體,在單根導(dǎo)體內(nèi),鋁在圓心,銅在外圓;放大后的銅包鋁導(dǎo)體由于導(dǎo)體總截面增加一部分,因此也增加了導(dǎo)體的表面積,改善了電纜的散熱條件,增加了散熱面積,而鋁的導(dǎo)熱系數(shù)與銅相近,在同等的材料成本條件下,交流電阻的指標(biāo)要經(jīng)濟(jì)得多。
d)具有良好的耐腐蝕性:鋁比銅易腐蝕,但由于銅包鋁材料已經(jīng)完全冶金化,鋁完全被銅所包覆,不會(huì)被水、空氣接觸,完全達(dá)到和銅一樣的性能。對(duì)于鋁導(dǎo)體,特別是沿海地區(qū),大氣中鹽霧所含有的氯離子會(huì)凝聚在鋁的表面,易在表面的雜質(zhì)和缺陷周?chē)鹁植扛g,形成孔洞、裂紋和微電池,加劇鋁導(dǎo)體的腐蝕。
e)成本低,重量輕:與相同技術(shù)指標(biāo)的銅芯電線(xiàn)相比,銅包鋁導(dǎo)體電纜可節(jié)約成本40%以上。銅包鋁線(xiàn)的比重僅為純銅線(xiàn)的37%-40%,在線(xiàn)徑、重量相等的情況下,其長(zhǎng)度是純銅線(xiàn)的2.5倍。
f)良好的焊接性:銅包鋁線(xiàn)由于其表面同心包覆了一層純銅,因此具有跟純銅線(xiàn)一樣的可焊性,方便生產(chǎn)。
通過(guò)以上性能對(duì)比,可見(jiàn),“以鋁節(jié)銅”將更加卓有成效,趨勢(shì)明顯,日后隨著“以鋁節(jié)銅”事業(yè)的推進(jìn),"銅鋁之爭(zhēng)"有望決出勝負(fù),"以鋁節(jié)銅"將成纜業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì),同時(shí)國(guó)內(nèi)電纜產(chǎn)品將有望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)格低且性能穩(wěn)定的合格產(chǎn)品的目標(biāo),加強(qiáng)我國(guó)纜業(yè)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力,從而擺脫“不合格產(chǎn)品”這個(gè)惡名。
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