鋁合金電纜在我國應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)但已經(jīng)有案例表明鋁合金電纜應(yīng)用在城市和廠礦有巨大隱患和風(fēng)險(xiǎn)，下面就兩個(gè)實(shí)際案例及導(dǎo)致鋁合金電纜風(fēng)險(xiǎn)事故的八個(gè)因素進(jìn)行探討。
案例一
在一家鋼鐵廠，鋁合金電纜被分批使用。生產(chǎn)一年內(nèi)發(fā)生兩起火災(zāi)，造成停產(chǎn)半個(gè)月，直接經(jīng)濟(jì)損失2億元。
案例二
照明配電系統(tǒng)采用鋁合金電纜。安裝后一年內(nèi)，鋁合金電纜發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕，造成電纜接頭和導(dǎo)線損壞，線路停電。
通過這兩起案例，我們可以看到，鋁合金電纜在我國城市、廠礦的大規(guī)模推廣，給城市、廠礦留下了隱患。用戶對(duì)鋁合金電纜的基本性能缺乏了解，因此遭受了巨大的損失。如果用戶事先了解鋁合金電纜在防火可靠性和防腐方面的特點(diǎn)，就可以避免這種損失。
根據(jù)鋁合金電纜的特點(diǎn)，鋁合金電纜在防火和防腐方面存在xx缺陷。具體表現(xiàn)在以下8個(gè)方面：
一、耐腐蝕，鋁合金劣于普通鋁
表1中注4規(guī)定，鋁合金的耐腐蝕性比普通鋁差，比銅差，由于鋁合金電纜中加入了鎂、銅、鋅、鐵等元素，容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂、層間腐蝕等局部腐蝕與晶間腐蝕相比，鋁合金屬于易腐蝕配方，而鋁合金電纜加熱處理工藝，容易造成物理狀態(tài)不均勻，比鋁電纜更易受腐蝕。目前，我國使用的鋁合金基本上是8000鋁合金系列。
二、鋁合金的耐熱性與銅不同
銅的熔點(diǎn)為1080℃，而鋁及鋁合金的熔點(diǎn)為660℃，因此銅導(dǎo)體是耐火電纜的較好選擇?，F(xiàn)在一些鋁合金電纜生產(chǎn)廠家聲稱可以生產(chǎn)耐火鋁合金電纜，并通過了相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，但鋁合金電纜和鋁電纜在這方面沒有區(qū)別。如果溫度高于火災(zāi)中心（上圖）內(nèi)鋁合金和鋁電纜的熔點(diǎn)，無論電纜采取何種絕緣措施，電纜都會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)熔化，失去導(dǎo)電功能，因此，鋁和鋁合金不應(yīng)用作耐火電纜導(dǎo)體，也不應(yīng)用于人口密集的城市配電網(wǎng)、建筑物、工廠和礦山。
三、鋁合金的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)高于銅，AA8030鋁合金甚至高于普通鋁
10X6/C
銅
鋁
鋁合金AA1000
鋁合金AA1350
鋁合金AA8030
0-100攝氏度
17.0
23.5
21.9-25.5
21.8-25.5
23.6
從表中可以看出，鋁的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)高于銅，鋁合金AA1000和aa1350的熱膨脹系數(shù)略有提高，而aa8030甚至高于鋁。高的熱膨脹系數(shù)將導(dǎo)致導(dǎo)體在熱膨脹和熱收縮后接觸不良和惡性循環(huán)。然而，電源的峰谷差一直存在，這對(duì)電纜性能有很大的考驗(yàn)。
四、鋁合金不能解決鋁氧化問題
鋁合金或鋁暴露在大氣中會(huì)迅速形成一種硬度高、附著力強(qiáng)、但易碎的薄膜，其厚度約為10nm，電阻率高。它的硬度和附著力使得難以形成導(dǎo)電接觸，這是為什么在安裝鋁和鋁合金之前必須除去表面氧化層的原因。銅的表面也氧化，但氧化層是軟的，容易在應(yīng)力下分解成半導(dǎo)體，形成金屬與金屬的接觸。
五、鋁合金電纜具有較好的應(yīng)力松弛和抗蠕變性能，但遠(yuǎn)低于銅
添加特定元素可以改善純鋁的蠕變性能，但與純鋁相比，改善程度也很有限，與銅相比還有很大差距。而且，鋁合金電纜能否真正提高其抗蠕變性與各企業(yè)的工藝、技術(shù)和質(zhì)量控制水平密切相關(guān)。這種不確定性本身就是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素。如果沒有成熟的工藝來嚴(yán)格控制，鋁合金電纜的蠕變性能就無法提高。
六、鋁合金電纜不能解決鋁的連接可靠性問題
影響鋁連接可靠性的因素有五個(gè)。鋁合金只改善了一個(gè)問題，并不能解決普通鋁連接的問題。
普通鋁的連接有五個(gè)問題。鋁合金僅在蠕變和應(yīng)力松弛方面有所改善，其它方面則沒有改善。因此，連接問題仍然是影響鋁合金質(zhì)量的主要問題。鋁合金不是一種新材料。如果鋁和銅的基本性能之間的差距得不到解決，鋁合金就不能代替銅。
七、國產(chǎn)鋁合金質(zhì)量控制（合金成分）不一致導(dǎo)致抗蠕變性差
經(jīng)加拿大Powertech測(cè)試，國產(chǎn)鋁合金成分不穩(wěn)定。北美鋁合金電纜中Si含量的差異小于5%，而國內(nèi)鋁合金中Si含量的差異為68%，Si是影響電纜蠕變性能的重要因素。也就是說，國內(nèi)鋁合金電纜在抗蠕變方面還沒有形成成熟的工藝。
八、鋁合金電纜接頭工藝復(fù)雜，容易留下隱患
鋁合金電纜接頭工藝比銅電纜接頭工藝多出三個(gè)工序。關(guān)鍵是有效去除氧化層和抗氧化涂層。國內(nèi)施工水平和質(zhì)量要求參差不齊，存在隱患。而且，由于我國沒有嚴(yán)格的法律責(zé)任賠償制度，在實(shí)踐中，最終的損失后果基本由用戶自己承擔(dān)。
除上述因素外，鋁合金電纜還存在一些問題，如缺乏統(tǒng)一的截止流量標(biāo)準(zhǔn)、接頭端子失效、電容電流增大、截面增大導(dǎo)致鋁合金電纜敷設(shè)空間變窄或支撐不足等，由于電纜截面增大、電纜溝間距匹配、維護(hù)和風(fēng)險(xiǎn)成本急劇增加、壽命周期成本增加、設(shè)計(jì)人員在處理不當(dāng)或故意忽視任何一個(gè)專業(yè)問題后缺乏遵循標(biāo)準(zhǔn)等一系列專業(yè)問題所造成的施工困難其中就足以讓用戶遭受不可彌補(bǔ)的重大損失和事故。
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