新型高导电率铝合金芯电缆介绍

　　我国在上世纪50-70年代，钢作为战略资源，电气应用方面的国策就是“以铝为铜”，铜质线缆不可能在民用建筑中使用;在80年代中期，铝线缆在使用中的问题暴露出来，尤其是铝导体接线头引起多起火灾等，而在当时，铜、铝价格差别不大，加之铜导体在电气、机械、耐久等性能方面的优越性，在应用上，逐渐变成以铜为主;而在国外，1970年前应用的铝线缆是全硬状态的1350纯铝线缆，主要存在两个致命问题：一是连接不稳定，安全性能不好;二是机械性能低，安装性能差。随着技术的不断发展，近几年欧美等国家研制出了8000系列铝合金导电材料。新的合金具备优良的物理及电学性能。

　　新型高导电率铝合金电缆具备以下优越性能

　　安全性能

　　国外同类产品在北美，通过了权威测试实验室《按照长期运行(大于30年)所制定的100次冷水急冷链接接头头热循环测试标准》 。

　　导电性能

　　用相同规格的电缆比较，高导电率铝合金的电导率是最常用国际退火铜标准(IACS)的61.5%。在同样体积下，铝的实际重量大约是铜的三分之一，按照计算，在满足相同导电性能的前提下，相同重量的高导电率铝合金线缆的长度是铜缆的两倍。因此，高导电铝合金线缆的重量是同样载流量的铜缆的一半。使用高导电率铝合金线缆以取代铜缆，可以减少电缆重量，同时相应的降低安装成本，减少线缆和设备的磨损，使安装工作更为轻松。铝合金导电体具有优良的导电性，导热性和抗蚀性。

　　纯金属的相对导电率

　　膨胀性能

　　热膨胀系数用来计算在温度变化时材料的尺寸变化。高导电率铝合金的热膨胀系数比铜略高，它比铜膨胀或收缩更多一点。我们推荐使用铜铝过渡连接端子，该端子均通过了GB9327(IEC61238)1000次热循环试验，用严格的试验证明了合金电缆电气连接的可靠性，并且使用铜铝过渡端子彻底解决了两种金属连接处的热膨胀和铜铝电化学腐蚀的问题。

　　抗蠕变性能

　　高导电率合金的特殊合金配方与热处理工艺大大减少了金属在受热和压力下的“蠕变”倾向。用高导电率铝合金导体制造的电气连接与用铜导体制造的连接一样稳定。

　　连接性能

　　高导电率铝合金芯电力电缆导体中的合金成分大大改进了传统铝线缆的连接性能，这是它被允许作为合金导体材料的根本原因。尤其是当导体预热时，添加的铁产生高强度抗蠕动性能，即使在长时间过载和过热，也能保证连接稳定性。当采用试验认可的90℃级机械连接器时，在美国佐治亚电力公司(Georgia Power)提供的试验设施进行的连接器试验结果表明：其性能与用同样方法连接的铜导体的性能相同。事实上，试验只是进一步证实了按照规范要求安装的生产的铝合金芯电力电缆在问世以来从未发生过任何故障。

　　注意：高导电率铝合金芯线缆的连接不必也不应经常紧固，因为这反而会破坏其连接性能。

　　防腐性能

　　当铝合金表面与空气接触时立即形成薄而坚固的氧化层。这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀。铝具有承受最恶劣环境的特性，所以铝合金作为托盘内电缆的导体被广泛应用。在含硫的环境中，例如：铁路隧道和其它类似的地方，铝合金电缆的抗腐蚀性能大大优于铜电缆。

　　机械性能

　　1、高导电率铝合金芯电缆的反弹性能比铜电缆小40%;

　　2、高导电率铝合金芯电缆的柔韧性能比铜电缆高24%;

　　3、高导电率铝合金芯电缆有很好的弯曲性能，因此更容易进行端子连接;

　　4、高导电率铝合金芯的特殊配方和热处理工艺大大减少了金属在受热和压力下的“蠕变”倾向，用高导电率铝合金导体制造的电气连接与铜导体制造的连接一样稳定

　　5、高导电率铝合金电缆的热膨胀系数比铜线缆略高，它比铜膨胀或收缩更多一点。因此，铝合金导体不能用铜连接器来连接。

　　新型高导电率铝合金性能优异，与1350型纯电工铝相比，具有：

　　1、 更高的抗拉强度，增大55%;

　　2、 抗蠕变性和紧压性能提高了300%;

　　3、 退火后，合金具有：

　　——更高的屈服强度，增加了122%;

　　——更好的延伸率，提高了30%;

　　——更好的柔韧性;

　　——并与纯铝导电率基本相同;

　　4、 铝合金的回弹量小40%，无记忆效应;

　　5、 热稳定性更优。

　　经济性能

　　实现同样的电气性能，高导电率铝合金芯电力电缆(含专用连接端子)直接采纳成本比铜线缆低13%，一般建筑安装施工费用可节约13%以上，大跨越建筑(钢结构厂房等)可节约20%，仅以规模为2台60万千万机组的电厂为例，采用铜芯约需3亿元人民币，而采用铝合金电缆这节约40%，特别是在我国城镇化建设，城乡电网改造加速之日，铜资源逐渐枯竭，电缆的需求量不断加大之时，使用新型高导电率铝合金芯电力电缆，每年节约的费用可达千亿元以上。这样不仅节省大量的政府和企业投资，而且对创建节约型社会和国家也将产生不可估量的影响。

　　因为高导电率铝合金芯电缆的重量仅为铜电缆的50%，铝合金芯电缆比铜电缆更轻的重量减少了对建筑物结构的影响。在大跨度钢结构建筑中，使用铝合金电力电缆还可节省10%的钢结构费用。与采用桥架敷设的铜电缆相比，铝合金带铠装电力电缆可采用支架敷设，减少桥架费用，从而减少了施工强度，降低安装及运输成本，提高了安装效率。

　　高柔韧性联锁型铠装系列铝合金电缆和非联锁系列铝合金高、低压电力电缆，可满足低烟无卤及阻燃要求。目前，国内市场低烟无卤阻燃A级电缆比普通电缆高15%以上，而我公司生产的系列铝合金电力电缆在达到低烟无卤阻燃A级的同时，大大降低了采购成本。

　　高导电率铝合金芯电缆所使用的铜—铝合金接头的价格也较铜接头低，安装铜—铝合金套管只需要3—4分钟。铝合金芯电力电缆配件系统，在符合安全性能的前提下，可为您节省费用，提高效率。

　　高导电率铝合金芯电缆具有非常广泛的应用，如办公楼、旅馆、购物中心和工厂中的照明、插座及其它电气设备的输电线路等。铝合金芯电缆曾应用的案例有亚特兰大奥运会场馆、华盛顿会展中心、美国陆军研究所、美国国防财务中心、洛杉矶国际机场、成都农业科技职业学校、上海锦江建筑等。

　　额定电压26/35kV及以下铝合金芯塑料绝缘电力电缆

　　产品标准

　　本产品参照GB/T31840-2015标准生产，同时还可根据用户需要按国际电工委员会推荐标准IEC、英国标准及美国标准生产。

　　应用领域

　　广泛应用于高层建筑、民用建筑、星际酒店、医院、剧场、会议中心、图书馆、博物馆、政府机关、金融中心、广电中心、体育中心、工矿、石油化工、机场、隧道、地铁、轻轨、地下车库、人防、船舶、海上石油平台、钢铁冶炼、购物中心、停车场等场合。

　　使用特性

　　1. ● 额定电压3.6/6kV～35kV交联聚乙烯绝缘电力电缆

　　● 电缆导体的允许长期最高工作温度为90℃

　　● 短路时(最长持续时间不超过5s)电缆导体的最高温度不超过250℃

　　● 敷设电缆时环境温度不低于0℃

　　● 电缆弯曲半径：三芯电缆不小于电缆外径10倍，单芯电缆不小于电缆外径15倍

　　2. ● 额定电压0.6/1kV交联聚乙烯绝缘电力电缆

　　● 电缆导体的允许长期最高工作温度为90℃

　　● 短路时(最长持续时间不超过5s)电缆导体的最高温度不超过250℃

　　● 敷设电缆时环境温度不低于0℃

　　● 电缆弯曲半径不小于电缆外径7倍

电缆额定电压的选择

l 电缆的额定电压适合于电缆使用系统的运行状况，用U0/U(Um)表示

U0——电缆设计用的导体与屏蔽或金属套之间的额定工频电压；

U___电缆设计用的导体之间的额定工频电压;

Um——设备可承受的“最高系统电压”的最大值;

l     三相系统用电缆的U0值推荐下表

U	Um	U0
		第一类电缆	第二类电缆
1	1.2	0.6	0.6
3	3.6	1.8	3.6
6	7.2	3.6	6
10	12	6	8.7
15	17.5	8.7	12
20	24	12	18
35	42	21	26

注：第一类——用于单向接地故障时间每一次一般不大于1min，亦可用于最长不超过8h，每年累计时间不超过125h的系统。

第二类——用于接地故障时间更长的系统及对电缆绝缘性能要求较高的场合。

 

额定电压0.6/1kV铝合金芯交联聚乙烯绝缘电力电缆

电缆的型号和名称

型号	名称	使用范围
TC90（-40）/YJLHV	铝合金芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆	室内，隧道及电缆沟等场所，不需要承受机械外力。单芯电缆不允许敷设在磁性管道中。
YJLHV22	铝合金芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆	室内，隧道，及托架，电缆沟内或埋地敷设等，需承受一定的径向机械外力的场所。
AC90（-40）/YJLHS	铝合金芯交联聚乙烯绝缘联锁铠装电力电缆
ACWU90(-40)/YJLHS2	铝合金芯交联聚乙烯绝缘联锁铠装聚氯乙烯护套电力电缆
YJLHV32	铝合金芯交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆	室内，隧道，电缆沟整井或埋地敷设等，能承受一定的拉力。

 

电缆的生产范围

型号	芯数	标称截面
铝合金导体
TC90(-40)/YJLHV YJLHV22 AC90(-40)/YJLHS ACWU90(-40)/YJLHS2 YJLHV32	1	4_800
	2	4_300
	3	4_630
	4	4-500
	3+1	4_630
	5	4-500
	4+1	4-500
	3+2	4-500
l 单芯铠装电缆适用于直流系统，若用于交流系统，应采用非磁性材料铠装或隔磁措施。

 

电缆敷设运行条件

l 在空气中敷设

1、 单芯电缆平行敷设时中心距离：185mm2及以下为电缆直径的2倍；240mm2及以上为90mm。

2、 周围环境空气温度：30℃

3、 导体的长期最高温度90℃

l 不同环境温度下载流量的修正系数：

环境温度	20℃	25℃	30℃	35℃	40℃	45℃
修正系数	1.09	1.04	1.00	0.95	0.90	0.84

 

l 直埋敷设

1、 单芯电缆不接触敷设时电缆中心距离为电缆直径的2倍

2、 土壤温度：25℃

3、 导体的长期最高温度：90℃

4、 土壤热阻系数：1.0℃。m/W

5、 直埋深度：0.7m

l 不同土壤温度下载流量的修真系数：

土壤温度	20℃	25℃	30℃	35℃	40℃
修正系数	1.04	1.0	0.96	0.92	0.87

 

额定电压3.6/6kV—26/35kV铝合金交联聚乙烯绝缘电力电缆

电缆型号和名称

型号	名称	使用范围
YJLHV	铝合金芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆	室内，隧道及电缆沟等场所，不需要承受机械外力。单芯电缆不允许敷设在磁性管道中。
YJLHV22	铝合金芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆	室内，隧道，及托架，电缆沟内或埋地敷设等，需承受一定的径向机械外力的场所。
YJLHS2	铝合金芯交联聚乙烯绝缘联锁铠装聚氯乙烯护套电力电缆
YJLHV32	铝合金芯交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆	室内，隧道，电缆沟整井或埋地敷设等，能承受一定的拉力。

 

电缆生产的范围

型号	芯数	额定电压kV
		3.6/6	6/6 6/10	8.7/10 8.7/15	12/20	18/20 18/30	21/35	26/35
		标称截面
YJLHV YJLHV22 YJLHVS2 YJLHV32	1	25-630	25-630	25-630	35-630	50-630	50-630	50-630
	3	25-630	25-630	25-630	35-630	50-630	50-630	50-400

注：单芯铠装电缆适用于直流系统，若用以交流系统，应采用非磁性材料的铠装层或采用隔磁措施。

 

电缆敷设运行条件

导体最高工作温度-------------------------------------------------------------------------90℃

环境空气温度-----------------------------------------------------------------------------40℃

土壤温度---------------------------------------------------------------------------------25℃

土壤热阻系数------------------------------------------------------------------------1.0℃.m/W

埋设深度---------------------------------------------------------------------------------0.8m

仅考虑一个回路

单芯电缆为水平敷设，间距为一个电缆外径

 

◆ 不同土壤温度下载流量修正系数

土壤温度℃	15	20	25	30	35	40	45
系数	1.07	1.04	1.0	0.96	0.92	0.87	0.83

 

◆ 不同土壤热阻载流量的修正系数

土壤热阻   ℃m/W	1.0	1.2	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5
三芯电缆	1.0	0.943	0.877	0.792	0.736	0.675	0.641
单芯电缆	1.0	0.934	0.850	0.748	0.692	0.635	0.598

 

◆ 不同温度环境下载流量的校正系数

环境空气温度℃	20	25	30	35	40	45	50
系数	1.18	1.14	1.10	1.05	1.0	0.95	0.89

 

铝合金芯电力电缆与铜或铝芯电力电缆性能对比表

电缆类型	铜芯电缆	铝芯电缆	铝合金电缆	说明
材质	电工铜	电工铝	合金	铝合金导体采用含铝、铜、镁、硼、钛、锌、硅、稀土等元素的8000系列铝合金，经过特殊的退火处理制成。
设计寿命 （年）	≥30	≥30	≥30
电能损耗	中	高	低	铝合金电缆采用先进的节能型导体结构，使得每相的集肤效应与邻近效应大幅度的减少，大大降低了电能在线路中的损耗及电缆长期运行过程中的发热量
防腐性能 （空气中）	差	优	优	铝材固有的防腐性能吗，原自当铝表面与空气接触时的纯化效果，会立即形成薄而致密的氧化屏阻止其继续氧化
防腐性能 （电化学）	无需过滤处理	无需过滤处理	无需过滤处理	铜铝过滤端子很好的解决了电化学腐蚀问题
抗蠕变性能	优	差	优	合金中的铁起了主要作用
接头链接稳定性	优	差	优	合金中的铁、铜和镁起了主要作用
电缆重量	重	轻	轻	同等载流量时，合金电缆总量中有铜芯电缆一半
弯曲半径	12D-15D	12D-15D	7D	D为电缆直径
最大牵引力 （N/mm2）	68.6	39.2	53.0	合金电缆截面与铜芯电缆增大1.1-1.5倍，所以合金电缆能够承受的张力最大。
回弹量	高	低	低	回弹率越低施工越方便，合金电缆回弹比铜芯电缆约低40%
铠装电缆抗测压力(N/m)	3000	3000	4380	决定于联锁铠装结构
导体柔软性	差	中	优
导体抗折断性	优	差	优
填充系数	75%-90%	75%-90%	大于90%	导体延压性能决定了这一系数，系数越低，导致绞合后直径变得越小
电缆直径	小	大	中	相同性能时
耐低温性能	零下15度	零下15度	零下40度	此性能与绝缘材料和护套材料的品质相关
耐紫外线老化性能	无	无	有	此性能与护套的品质相关
安装方便性	一般	一般	优	铝合金电缆重量轻、易弯曲、反弹小
性价比	差	中	优	因为铜资源的稀缺，铜原材料价格高，铜芯电缆性价比差，铜芯电缆安全性能低，永久性敷设不推荐使用，铝合金电缆电器性能稳定，安全性高、价格适中、性价比优，电能在线路中的损耗低，长期运行更省电