铝合金电缆若想在电力工程中占有一席之地,打破铜电缆在电缆行业中的垄断地位,则应在与铜电缆的比较中,有其独特的技术与经济优势。
铝合金电缆的主要参数
铝合金导体以金属铝为主要成分,通过添加铜(Cu)、锰(Mn)、镁(Mg)、钛(Ti)、铬(Cr)、锌(Zn)、铁(Fe)和硅(Si)等多种元素,经先进的合成和退火等工艺,弥补了纯铝电缆的不足,改善了纯铝电缆的物理性能和工艺性能,提高了电缆的抗腐蚀、抗蠕变能力,保证电缆即使在长时间过载和过热时的连接稳定性。铝合金电缆的参数如下:
(1)电阻率
铝合金导体的电阻率与铝相当,约为铜的1.68 倍,由于铜芯电缆的电阻率低,在同截面情况下,铜芯电缆的电压降较小。但一般在工程应用中,铝合金电缆为了达到相同的载流量,放大截面后,电压降相当。
(2)重量
铜的密度约为8.9t/m3,铝合金的密度与铝相当,约为2.7t/m3,即在单位面积重量下,铜的重量约为铝合金的3.3 倍。
(3)导电能力
由于导体的导电能力与导体截面成正比,则(8.9/2.7)×(0.612/1)=2,即2kg 铜的导电能力与1kg 铝合金相当。另外,考虑密度后,合金电缆的截面积是铜电缆的约1.5 倍时,其电气性能相同。因此,在实际的电缆选型中,铝合金电缆截面约为铜电缆的1.5 倍,重量约为铜电缆的一半。
(4)短路热稳定能力
根据《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007,按短路热稳定条件计算电缆导体允许小截面的公式如下:
经计算(本文略去计算过程),可得,铜电缆热稳定系数C 铜=13700,铝合金电缆热稳定系数C 铝合金=9000,在通过相同的短路电流,并且短路持续时间相等的情况下,设S铜≥S 基准,则S 铝≥1.52S 基准,即在相同的条件下,铝合金电缆的截面必须为铜电缆
截面的1.52 倍及以上。
综上,铝合金电缆选型时,截面应考虑放大,当放大约1.5 倍时,主要参数基本与铜电缆相当。
1、局部容易过热
线材整体发热,发热地面不能被覆盖。一但覆盖,被覆盖区域温度会继续升高,直至超过温度,损坏线材,甚至发生火灾。
2、线材耐火性差
线材工作时处在冷热交替状态,常用的系材的表面防火材料的抗老化和长时间工作以后的老化对其防火性有一定的影响。具体老化实验还没有做,也没有可信服的数据。线材的防火能力有限,芯材一般都易燃,且燃点底。线材一旦发生短路或者局部发热不均很容易发生严重事故。
3、高辐射
由于电磁原理,不管是双芯还是单芯,工作时都有较高的辐射,虽然可以通过技术手段在一定程度上降低,但是还是对人体有一定的伤害,而且具体的伤害程度暂时还没有组织和机构对其进行研究。所以不适合有孕妇,小孩的家庭使用。对电子产品也有一定的影响。
4、温控器故障
温控器控制电缆的发热率和开关。一般的线材单根都能做到20KW左右,少数甚至更高。为了通用性的考虑,温控器一般设计为安装在标准的86线盒内,这样就限制了温控器的体积,在如此只小的空间内布置高功率的电器相当的复杂。温控长时间工作的时候,环境温度较高,更加剧了电子元件的老化程度线材为了防辐射一般会有金属的屏蔽层,而这种结构恰好又形成了一种原始的电容,在开关的瞬间,大电流很容易伤害到脆弱的电子元件,引发损坏,甚至发生事故。这个是由该系统的结构产生的,无法有效的解决。
首先在低压TN系统中,架空线路干线和分支线的终端,其PEN线或PE线应重复接地。电缆线路和架空线路在每个建筑物的进线处,均须重复接地(如无特殊要求,对小型单层建筑,距接地点不超过50m可除外),但对装有中性线断线保护装置的用户进户端,应符合要求。在装有漏电电流动作保护装置后的PEN线也不允许设重复接地,中性线(即N线),除电源中性点外,不应重复接地。
低压线路每处重复接地装置的接地电阻不应大于10Ω。但在电力设备接地装置的接地电阻允许达到10Ω的电力网中,每处重复接地的接地电阻值不应超过30Ω,此时重复接地不应少于3处。
其次在非沥青地面的居民区内3~10kV高压架空配电线路的钢筋混凝土杆宜接地,金属杆塔应接地,接地电阻不宜超过30Ω。电源中性点直接接地系统的低压架空线路和高低压共杆的线路其钢筋混凝土杆的铁横担或铁杆应与PEN线连接,钢筋混凝土电杆的钢筋宜与PE线或PEN线连接(但出线端装有漏电电流动作保护装置者除外)。
当然三相三芯电力电缆的两端金属外皮均应接地,变电所内电力电缆金属外皮可利用主接地网接地。当采用全塑料电缆时,宜沿电缆沟敷设1~2根两端接地的接地线。
1.常用的电线、电缆按用途分有哪些种类?答:按用途可分为裸导线、绝缘电线、耐热电线、屏蔽电线、电力电缆、控制电缆、通信电缆、射频电缆等。
2、绝缘电线有哪几种?答:常有的绝缘电线有以下几种:聚氯乙烯绝缘电线、聚氯乙烯绝缘软线、丁腈聚氯乙烯混合物绝缘软线、橡皮绝缘电线、农用地下直埋铝芯塑料绝缘电线、橡皮绝缘棉纱纺织软线、聚氯乙烯绝缘尼龙护套电线、电力和照明用聚氯乙烯绝缘软线等。
3、电缆桥架适合于何种场合?答:电缆桥架适用于一般工矿企业室内外架空敷设电力电缆、控制电缆,亦可用于电信、广播电视等部门在室内外架设。
4、电缆附件有哪些?答:常用的电附件有电缆终端接线盒、电缆中间接线盒、连接管及接线端子、钢板接线槽、电缆桥架等。
5、什么叫电缆中间接头?答:连接电缆与电缆的导体、绝缘屏蔽层和保护层,以使电缆线路连接的装置,称为电缆中间接头。