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              PLC企業資訊
                電纜的結構
                發布者:hhcocbi  發布時間:2014-10-18 10:48:20
                據悉,歐洲是用鋁比較多的地區,使用于電纜和架空線的鋁約為51.5%,其中架空導線用鋁(包括鋁合金)為74%,電纜用鋁為26%,并且電力電纜用導體只用鋁,不用鋁合金。
                北美和中國是8000合金的主要用地,其中北美只將其用于建筑用低壓電纜。據CRU英國商品研究所2013年9月的報告稱,2012年鋁芯絕緣電力電纜消費增速為6.4%,在金屬絕緣線纜中表現最強勁,但凈增長量不大;鋁芯電纜在印度應用最普遍,在日本應用最少。按導體重量計算,全球36.8%的電力電纜使用了鋁導體,其中日本使用鋁芯電力電纜的市場份額只有4.3%,而印度使用鋁芯電力電纜占了整個市場份額的85%。鋁芯電纜主要應用在電力傳輸領域,工業用電力電纜仍主要為銅芯電纜;盡管銅價高,但鋁的替代進程還不是很迅速,鋁芯電力電纜的比例在2004-2011年間只增長了9%;架空絕緣電纜在電力傳輸領域中的應用已越來越大(這種電纜的結構主要是鋁導體或鋼芯鋁絞線加絕緣),中國2012年的用鋁量已達17萬噸。
                當前,線纜行業內已掀起投資鋁合金電纜的熱潮,有說100家的,也有說200家的,眾說紛紜,由此政府與企業互動,政府要GDP,企業要政府批地,要銀行貸款。黃崇祺院士最擔心的是線纜產品嚴重過剩以及鋁合金電纜產品質量如何保證,市場上已有不法廠家將鋁電纜當鋁合金電纜出售,以謀取高額利潤。
                標準亟需出臺
                電纜線芯用鋁合金線要求的技術門檻比較低,而且又是軟態線,導電率不成問題,且強度要求又不高,再加上現在國產鋁原材料普遍含硅較低。事實證明,在制訂“電纜導體用鋁合金線”國家標準時,有6個參與制訂標準的電線電纜廠送交了試驗樣品。同等條件下進行驗證對比結果顯示,加稀土的電纜導體用鋁合金線的機械、導電率和抗蠕變性能,無突出優勢,和未加稀土的電纜導體用鋁合金線一樣,只是都達到了標準的合格范圍而已。
                為了提高電線電纜芯用鋁合金線的蠕變性能,方便電纜安全連接,北美加鋁和南方線材公司分別在鋁中加入較高的鐵,他們在六十年代就申請了專利,八十年代又形成了8000的系列標準,一直沿用至今,因此制訂相關標準時必須遵循科學技術的道理和市場配置法則。
                近年來,我國線纜人士對鋁合金電纜認知存在著兩種極端。一種是認為鋁芯電力電纜、銅包鋁電力電纜以及鋁合金電力電纜無法進入國家電網,“以鋁代銅”只是一個遙遠的傳說。另一種是覺得線纜制造企業的盲目宣傳、媒體的過度渲染以及電纜終端用戶和設計使用者的質疑,都將助推鋁合金電纜市場火熱起來。以上的兩種觀點在鋁合金電纜收歸國家電網2014版新技術目錄的那一刻,都被證實了是錯誤的。鋁合金電纜終于光明正大地進入了電力系統市場。
                對此,長期從事銅鋁導體研究、生產的上海電纜研究所院士黃崇祺表示,實事求是,線纜行業“以鋁節銅”的步伐才能夠走得更穩健。
                首先,銅、鋁(鋁合金)導體特性不同,不能簡單地理解為誰替代誰或“非黃即白”,因此導體“以鋁節銅”應本著實事求是的原則,該用銅的線纜產品就用銅,對可用銅或鋁作導體的產品,需經科學試驗,試用成功后才能廣泛應用,切勿盲目推廣。
                其次,“以鋁節銅”是一個國際性的趨勢,但由于各國國情、科學技術的進步和應用程度不同而出現走走停停反復發展,不過前景大體上是明朗的。電纜材料到底是用銅、鋁還是鋁合金,應由終端用戶的設計方案和使用者根據綜合經濟技術效果和運行安全可靠性來決定。
                再次,我國銅鋁資源嚴重不平衡,銅資源嚴重缺乏,對外依存度高達75%,而鋁資源相對豐富,并且國內電解鋁產能已經嚴重過剩。一組數據顯示,我國線纜行業的用銅量,占到銅消費總量的50%以上。因此,擴大線纜中鋁的應用,對節約銅資源,維護國家資源安全具有重要意義。目前,我國鋁合金導體無論在架空導線上還是在電纜上的應用與銅、鋁導體相比所占比例都較小,尚不足1%,預計未來鋁導體和鋁合金導體的用量將大幅度增加。
                面對即將到來的“鋁合金電纜熱”,黃崇祺院士就“以鋁代銅”存在的問題進行了總結,以期指導鋁合金電纜研發、生產和市場營銷活動的健康有序開展。
                線纜材料失實報道
                失實的宣傳報道,擾亂了鋁及鋁合金電纜應用的正常有序推進。造成的誤導之一是鋁和鋁合金電纜是節能電纜,比銅電纜節能。
                ICA的一份調研報告顯示,從原生金屬材料生產和應用的能耗以及生產金屬的單位能耗計算分析比較,原生鋁的單位能耗是陰極銅能耗的2.2倍;從綜合截流量等因素分析,1噸原鋁的能耗仍然比2噸陰極銅的能耗高出約10%;從行業技術進步發展規劃計算分析,到2015年,原生鋁單位能耗是陰極銅單位能耗的約2.8倍,1噸原生鋁的能耗比2噸陰極銅的能耗高出約39%。
                由此可見,在原生金屬材料階段和等效能耗方面,銅電纜要優于鋁電纜。也就是說,在相同條件下,銅的導電率明顯優于鋁,更優于鋁合金。因此,在應用階段,線纜產品的終端用戶應按綜合技術、經濟效果和安全運行要求擇優選用。
                誤導之二是在不同條件下,對銅、鋁和鋁合金導體性能對比的失實報道,導致設計質疑,影響到合理、合適擇優選用電纜。
                在通常導電率(軟狀態)相同條件下,銅(100-102%IACS)>鋁(63-64%IACS)>鋁合金(≥61.0%IACS)。同時在此條件下,通常軟狀態的柔軟性(彎曲性)特別在細線的情況下,銅>鋁>鋁合金。導體制成電纜后,柔軟性(彎曲性)還與電纜的結構比如絕緣、鎧裝等有關。拿聯鎖鎧裝鋁合金電纜和鋼帶鎧裝鋁合金電纜作比較,前者當然為好;金屬導體材料耐蝕性的優劣,與其在使用條件下接觸的介質或材料密切相關。因此,架空裸導線與電纜線芯用線的使用條件不同,不能混為一談。
                一般而言,純鋁的耐蝕性能比鋁合金強,生產企業曾試圖加入某種元素,研發耐蝕鋁合金,但到目前還未進入工業性應用。在鐵和硅含量比較低的電工用鋁中,如加入適量稀土,在鹽霧中(相當于在沿海地區架設的鋼芯鋁絞線線路)試驗證明,可改善其耐蝕性,但如果含鐵、硅較高的鋁,則其結果相反。作為電纜線芯用的銅、鋁、鋁合金,一般而言,它們的耐蝕性應為銅>鋁>鋁合金,需要指出的是做電纜線芯用的銅線,如果在絕緣材料中有硫,則銅表面就會產生“發粘發黑”的腐蝕產物。在這種情況下電纜銅線表面要鍍一層錫,其原因就是要使錫起到隔離的作用;銅包鋁線的耐蝕性,一旦銅線表面出現“針孔”(露鋁),將加速線纜電化腐蝕,從而導致脆斷。
                鋁合金電纜并非想象中“熱”
                盲目擴大鋁合金電纜項目建設,造成了投資上的失誤,同時又使線纜行業的中低檔產品過,F象進一步惡化。
                ICA國際銅業協會的另一份針對北美、歐洲等主要的世界電力電纜市場的調研報告顯示,在世界范圍內每年生產的用于傳輸電能的電線電纜,包括裝備用電纜、工業用電纜、建筑用電纜、電力系統用電纜和裸導線(BOHC、架空導線),所用的導體量是23.12百萬噸銅當量(2012),銅的份額是42.6%;而工業用和電力系統用電力電纜,所需要的導體量為7.01百萬噸銅當量(2012),銅份額為50.6%。報告所采用的數值是以銅當量來計算的,即1噸鋁的銅當量是2噸。
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