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發布時間:2025-05-08 13:55:57 人氣:
近些年,以鋁代銅,采用鋁合金電纜的聲音很多,但是在現實生活中,鋁合金電纜應用情況到底如何呢?
相關數據顯示,在用的電纜中以銅芯電纜為主,鋁芯電纜所占比例較低不足5%。據了解,目前對大截面鋁芯電纜的中間接頭施工工藝還未完全解決可靠、穩定、成熟的現場壓接技術問題。鋁合金與銅相比,在同等截面等長度的情況下,電導率是銅的61.8%,載流量約為銅的78%,銅比重為8.9克/厘米3,鋁比重為2.7克/厘米3,同樣截面積電纜,鋁合金電纜重量僅有銅芯電纜的一半多。由于鋁合金電纜重量輕特點,特別適合用于大跨度的建筑,如體育場館、會展中心等建筑物的電纜敷設,采用鋁合金電纜可減輕對建筑鋼結構的負重,節約鋼結構的費用。另外,采用鋁合金電纜對高層建筑來說可以降低垂直敷設電纜的難度和工作量,節省人工成本,同時也減少了由于電纜施工中可能造成本體損傷的風險。由于鋁的熔點是660℃,因此火災發生時需要連續供電的消防線路不得選用鋁合金電纜。
電纜導體截面的選擇,不僅要考慮電纜線路的初始成本,而且要同時考慮電纜在壽命期間的電能損耗成本,因此要從經濟電流密度來選擇電纜截面。國際電工委員會標準IEC287-3-2/1995提出了電纜尺寸選擇以導體截面經濟性最佳的觀點。根據電纜截面的規格分布,將鋁合金電纜的截面增加1.5倍左右,載流量與電壓降等電氣參數與銅相當。相近能耗下,鋁合金芯電纜的截面要比銅芯電纜的截面大兩個規格,也就是說,鋁合金電纜大于銅芯電纜兩個規格才可以達到相近的載流量。增大導線截面積對電纜敷設、電纜通道的結構尺寸和電氣性能都帶來了影響。
電纜敷設的通道資源也是主要的電纜建設和運行成本之一。城市電網中近一半電纜是排管敷設,選用鋁合金電纜在排管敷設時,則排管孔徑比選用銅芯電纜的孔徑大一到兩個規格或采用兩個管孔,這樣選用鋁合金電纜增加了排管的建設和運行成本。對其它敷設方式增加截面后同樣也會增加占地,增加了建設和運行成本。電力電纜在敷設安裝時。在各彎曲處產生不同方向的拉伸力,并產生導致電纜損壞的動態壓力,而且電纜在敷設安裝牽引時所產生的動態壓力比電纜靜止時大的多,所以在各種情況下,電纜的彎曲半徑應盡量大些。
電纜的選擇還要考慮正常和短路時電纜最高允許溫度,銅芯和鋁芯電纜線路在系統正常和短路時電纜導體最高允許溫度不同,鋁合金電纜在短路時最高允許溫度低于銅芯電纜,在選擇時需要考慮。電纜的選擇除應按照允許溫度確定允許電流外,還應驗算在短路情況下的熱穩定性。當熱穩定不足時,增大電纜截面直到適合為止。因為采用鋁合金電纜增大了電纜外徑,會出現線間距離減少,電纜數量增加的情況,這樣會降低校正系數,也就是降低電纜載流量,為滿足工作電流要求,可能還需要選擇更大截面的導線。所以選用鋁合金電纜還要考慮增大了截面降低了電纜間距離,而降低允許通流量的問題。
電纜的電容電流隨著電纜截面的增大而增加,選用鋁合金電纜后,電纜截面積增加兩個規格,電纜的電容值也隨之增加。我國大部分地區還是以消弧線圈補償為主,消弧線圈容量的確定,取決于電網中電容電流的大小,電網中電容電流的確定主要采用實測和理論估算兩種方式,對于已經運行的電網還可以采用電容電流測量的方式測量,但在設計和建設階段,由于電網尚未形成,需要用理論方法進行估算。
隨著城市配電網的發展,負荷密度越來越高,電纜通道中敷設的電纜數量密度也隨之增加。對于電纜通道資源緊缺,短路電流大的場合在選用鋁合金電纜時就不能只考慮鋁合金電纜的直接成本,還要考慮綜合成本,如選用鋁合金電纜增加了電纜通道的尺寸,過密敷設使得通流量隨著電纜間距減小而降低,電容電流增加需要增加消弧線圈容量等建設和運行成本。另外,鋁合金電纜的最高允許短路溫度以及熱穩定系數低于銅芯電纜,在設計時應該進行熱穩定校核,以保障電網安全可靠運行。
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