鋁合金導(dǎo)線技術(shù)變遷及應(yīng)用范圍

隨著國家對電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，加大特高壓輸電線路的建設(shè)，許多線纜企業(yè)大戶開始調(diào)整發(fā)展重點(diǎn)，創(chuàng)新企業(yè)轉(zhuǎn)型思路，在原生產(chǎn)規(guī)模的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步投資增強(qiáng)鋁合金系列產(chǎn)品、碳纖維、大截面等特種導(dǎo)線的生產(chǎn)能力，比如遠(yuǎn)東電纜近些年在碳纖維領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)步，而同為江蘇的線纜大戶，亨通電纜就在鋁合金電纜上加大了力度。這些創(chuàng)新模式對于減少企業(yè)成本，增加企業(yè)利潤無疑有著很大幫助，而且還拉近了中國線纜行業(yè)與世界的距離。

鋁合金導(dǎo)線的優(yōu)越性隨著輸變電技術(shù)的提高和輸變電線路的發(fā)展已經(jīng)越來越顯現(xiàn)，從鋁合金導(dǎo)線應(yīng)用的廣泛程度來看，似乎鋁合金導(dǎo)線能夠完全替代銅芯導(dǎo)線和鋼芯導(dǎo)線。事實(shí)上，目前世界上很多國家在線路上使用了鋁合金導(dǎo)線，主要是高強(qiáng)度、中強(qiáng)度和耐熱系列的鋁合金。高強(qiáng)度類鋁合金導(dǎo)線主要應(yīng)用于中重冰區(qū)、跨越線路區(qū),用于提高線路鐵塔之間的跨距,減少鐵塔的數(shù)量和占地面積，最終提高導(dǎo)線導(dǎo)電率;而耐熱鋁合金導(dǎo)線則主要應(yīng)用于中增容需求、線路走廊緊張、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市、用電峰谷落差大、要求施工周期短的地區(qū)。

鋁合金電纜在美國也經(jīng)歷了很長的發(fā)展期，最初是普通等級、牌號為AA-1350純鋁制造的鋁芯建筑電線，北美許多建筑物里都安裝了這種鋁芯電線，后來鋁芯電氣線路頻繁發(fā)生接續(xù)故障，電力部門和居民發(fā)出不少抱怨。為了解決這些問題，電線電纜公司同電氣產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室和連接器公司等其他行業(yè)的企業(yè)，制定了重新評估鋁導(dǎo)體的方案。

電氣實(shí)驗(yàn)室對鋁芯建筑電線重新進(jìn)行了鑒定試驗(yàn)，連接器公司重新制作了鋁芯建筑電線用的新型連接器。經(jīng)過對鋁芯建筑電線的嚴(yán)格篩選，電線電纜公司最終選定了8000系列鋁合金，并開始用于制造建筑電線。其中，應(yīng)用做多的是AA-8030鋁合金。與AA-1350純鋁相比，AA-8030鋁合金具有更高的抗拉和屈服強(qiáng)度，更好的延伸率和更柔軟。在美國國家規(guī)范中規(guī)定必須采用新合金AA-8000系列電工級鋁合金材料。如果把AA-8000系列鋁合金與以前的鋁合金相比較，從AA-8000系列鋁合金的優(yōu)異性能上就會發(fā)現(xiàn)，這種鋁合金確實(shí)是適用于制造各種規(guī)格鋁芯建筑電線用的理想材料�，F(xiàn)在，已經(jīng)可以制造出規(guī)格為AWG8及以上的AA-8000系列鋁合金線。除了繼續(xù)研究導(dǎo)體的可接續(xù)性以外，還在繼續(xù)開發(fā)新的柔軟性更好、回彈性更小、現(xiàn)場安裝更簡便的新型鋁合金導(dǎo)體材料。

鋁合金導(dǎo)線在歐美應(yīng)用非常廣泛，但是并不能夠把歐美對于鋁合金電纜的應(yīng)用模式直接照搬到中國來，主要原因是生活環(huán)境不同，北美住宅多為聯(lián)排和獨(dú)立住宅，供電干線敷設(shè)在建筑物外面;有些工業(yè)設(shè)施、公共場所局部使用鋁導(dǎo)體電纜是因?yàn)閲�外電氣施工及維護(hù)水平較高，保障條件較充分。據(jù)美國消防協(xié)會NFPA人士反饋，工程師基于安全的考慮，會傾向于使用銅纜作為人口密集的高層建筑的豎井供電干線。

鋁合金線纜的應(yīng)用有一定范圍，比如截面太小的線纜也不適合鋁合金線纜。 中國建筑學(xué)會建筑電氣分會與國際組織IEEE的技術(shù)人員曾就鋁導(dǎo)體電纜的應(yīng)用問題在上海舉辦過一次論壇，會上得出的結(jié)論為：16mm2以下的線纜，因機(jī)械強(qiáng)度的問題主張用銅導(dǎo)體。因鋁導(dǎo)體的重量小于銅導(dǎo)體，所以對于較大的截面，鋁導(dǎo)體優(yōu)勢較為明顯。

一般場合，比如工廠、住宅、商業(yè)建筑、學(xué)校、市政民用工程等領(lǐng)域，鋁導(dǎo)體電纜完全可以取代銅纜來使用。而在一些重要場所、特殊場所，例如城市供電主干線路、大型電廠電站、重污染環(huán)境、不易維修的環(huán)境下，鋁導(dǎo)體電纜并非是最佳選擇。這些場所突出供電的安全性與可靠性，供電穩(wěn)定性要求非常高，這種情況下，原本在普通場所不存在的鋁導(dǎo)體電纜風(fēng)險(xiǎn)性問題就會凸顯出來，因此推薦使用安全性更高的銅纜作為第一選擇。

由于鋁的熔點(diǎn)低，所以鋁導(dǎo)線不適合做作耐火電纜的導(dǎo)體，在GB噸19216.11-2003中規(guī)定，火焰條件下，試驗(yàn)裝置、火焰溫度不低于750℃的單獨(dú)供火，而鋁的熔融溫度為660℃鋁合金的熔點(diǎn)比純鋁要低些，而銅的熔融溫度可達(dá)1080℃，實(shí)際火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)現(xiàn)場最高溫度均在1000℃左右。因此，鋁導(dǎo)體材料不適宜用作耐火電纜的導(dǎo)體。

如今在歐美的許多國家，已經(jīng)在許多線路上使用了鋁合金導(dǎo)線，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，歐美的鋁合金導(dǎo)線已經(jīng)占到了百分之五十多，國際上五十年代開始采用至今，西歐、北歐、美國、加拿大、日本等國已廣泛采用，法國的輸電線路幾乎90%以上使用鋁合金導(dǎo)線，日本也已達(dá)50%以上，東南亞各國的使用量在逐年激增……但是鋁合金導(dǎo)線在中國應(yīng)用范圍卻并不廣泛。在中國，鋁合金導(dǎo)線的應(yīng)用率還不到2%，這個(gè)數(shù)字只能用可憐來形容。目前，我國高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線、耐熱鋁合金導(dǎo)線的技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)能力均較足，但這些產(chǎn)品在國內(nèi)應(yīng)用卻并不是十分廣泛，主要用于出口，國內(nèi)市場占有率較低，這主要是出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮。

近幾年，中國一些線纜企業(yè)在鋁合金導(dǎo)線方面也已經(jīng)取得了一定的成就，比如中國一些線纜企業(yè)已經(jīng)具備了“鋁合金導(dǎo)線及系列產(chǎn)品”、“增容、節(jié)能導(dǎo)線”、“大截面特種導(dǎo)線”、“鋁型線”、“擴(kuò)徑導(dǎo)線”等幾大類導(dǎo)線產(chǎn)品，主要涵蓋高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線、中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線、耐熱鋁合金導(dǎo)線、碳纖維導(dǎo)線、大截面(1250、1520)型線導(dǎo)線、擴(kuò)徑導(dǎo)線等數(shù)百種性能優(yōu)越的導(dǎo)線產(chǎn)品，多項(xiàng)產(chǎn)品國際領(lǐng)先。在鋁合金導(dǎo)線的應(yīng)用上，中國線纜企業(yè)還需要多多借鑒世界的經(jīng)驗(yàn)，為提高線纜品質(zhì)，提高效率打下扎實(shí)基礎(chǔ)。