合金電纜

合金電纜-即鋁合金電力電纜，是以AA-8000 系列鋁合金材料為導體，採用特殊緊壓工藝和退火處理等先進技術發明創造的新型材料電力電纜。

基本介紹

• 中文名：合金電纜
• 別名：鋁合金電力電纜
• 導體：AA-8000 系列鋁合金
• 產品定位：新型材料電力電纜

基本介紹

合金電纜-即鋁合金電力電纜，是以AA-8000 系列鋁合金材料為導體，採用特殊緊壓工藝和退火處理等先進技術發明創造的新型材料電力電纜。合金電力電纜彌補了以往純鋁電纜的不足，提高了電纜的導電性能、彎曲性能、抗蠕變性能和耐腐蝕性能等，能夠保證電纜在長時間過載和過熱時保持連續性能穩定，採用AA-8000 系列鋁合金導體，可以大大提高鋁合金電纜的導電率、耐高溫性，同時解決了純鋁導體電化學腐蝕、蠕變等問題。鋁合金的導電率是最常用基準材料銅IACS的61.8%，載流量是銅的79%，優於純鋁標準。但在同樣體積下，鋁合金的實際重量大約是銅的三分之一。按照該計算，在滿足相同導電性能的前提下，相同重量鋁合金電纜的長度是銅電纜的兩倍。因此，相同載流量時鋁合金電纜的重量大約是銅纜的一半。採用鋁合金電纜取代銅纜，可以減輕電纜重量，降低安裝成本，減少設備和電纜的磨損，使安裝工作更輕鬆。 　 在滿足同等電氣性能的前提下，使用鋁合金電纜的重量是銅芯電纜的一半，其截面是傳統銅芯電纜的1.1~1.25倍，價格比傳統的銅芯電纜低30%~50%，使用鋁合金電纜，經濟環保，是一種趨勢所向

發展與現狀

從1968年開始，美國南方電纜公司就開始研製生產合金電力電纜，並在美國、加拿大、墨西哥等國家開始推廣套用。主要套用於機場、軍事基地、辦公大樓、住宅、酒店、超市、院校、體育場、醫院、工廠廠房等建設工程。美國成功套用合金電纜40餘年，從未出現過任何安全事故。目前在美國90%以上的市政民用及工、商業建築都是採用合金電力電纜，合金電力電纜得到美國建築設計師和電氣設計師在安全性能和便捷敷設等方面的一致肯定和推薦。2008年始，鋁合金電纜開始在我國快速推廣應，得到廣大電力工程套用商的一致肯定與好評。

電纜分類

ZA-AC90(-40)型合金電纜

ZA-AC90（-40）是一種靈活的自鎖鋁鎧裝合金電纜，可設計套用在地面及室內的安裝環境。所有的導體是STABILOY鋁合金（AA8000系列）以XHHW-2型材料絕緣，護套材料為硬度非常高的鋁合金材料。最低運行環境溫度-40攝氏度，電纜導體的允許長期運行最高額定溫度為90攝氏度。

可替代（WDZA）YJY/YJV/VV

優勢：阻燃A級，低煙無鹵，室內明敷，節約線槽。

ZA-AC90（-40）減少了管道布線所帶來的施工難度和人力成本。電纜已在工廠用高柔韌性的自鎖型鋁鎧裝組裝完畢，不需要管道及其附屬檔案和人工密集的拉線、扣紋和成管等工序。ZA-AC90（-40）通過CSA認證可套用於非潮濕環境的明線或暗線敷設，並具備與管道方式敷線的相同性能。ZA-AC90（-40）為低煙無鹵型，完全符合IEC60754、GB17650.2及IEC60502.1、GB12706.1的規範標準。 ZA-AC90(-40)是一種高柔韌性的；聯鎖型鋁合金鎧裝、90℃交聯聚乙烯絕緣單芯或多芯電纜，並且不含重金屬元素，綠色環保。減少了管道布線所帶來的施工難度和人力成本。電纜已在工廠用高柔韌性的聯鎖型鋁合金鎧裝組裝完畢，不需要管道及其附屬檔案和人工密集的拉線、扣紋和成管等工序。ZA-AC90(-40)通過CSA認證可套用於非潮濕環境的明線或暗線敷設，並具備與管道方式敷線的相同性能。ZA-AC90(-40)為低煙無鹵型電纜，經國家防火建築材料質量監督檢驗中心測試達到阻燃A級，所做試驗完全符合GB17650.1。

ZB-ACWU90(-40)型合金電纜

ZB-ACWU90（-40）是一種靈活的自鎖鋁鎧裝合金電纜，外部包覆PVC護套，可設計套用在直埋，危險和有腐蝕性的安裝環境下。所有的導體是STABILOY鋁合金（AA8000系列）以及XHHW-2型材料絕緣，護套材料為硬度非常高的鋁合金材料。最低運行環境溫度-40攝氏度，電纜導體的允許長期運行最高額定溫度為90攝氏度，防水防腐蝕，耐日光老化。

可替代（WDZA）YJY/YJV/VV

優勢：阻燃B級，直埋或潮濕環境敷設，屋頂配電，絕緣及護套材料無重金屬。

電纜已在工廠用高柔韌性的自鎖型鋁鎧裝和密封PVC外護套組裝完畢，不需要管道及其附屬檔案和人工密集的拉線、扣紋和成管等工序。ZB-ACWU90（-40）通過CSA認證可套用與乾燥和潮濕環境的明線或暗線敷設，也可套用於1區和2區1級危險環境，以及2、3級危險環境。敷設方式戶內可採用支架、梯架、托盤以及電纜夾明敷，戶外可採用直埋、電纜溝、電纜隧道等多種方式。ZB-ACWU90（-40）每米設有標定標記，以準確地確定電纜長度。完全符合IEC60503.1及GB12706.1的規範標準。

ZB-ACWU90(-40)是一種高柔韌性的連鎖型鋁合金鎧裝、PVC外護套、90℃交聯聚乙烯防水型絕緣單芯或多芯電纜，並且不含重金屬元素，綠色環保。ZB-ACWU90(-40)可直接埋地敷設，並適用於腐蝕環境中。減少了管道布線所帶來的施工難度和人力成本。電纜已在工廠用高柔韌性的聯鎖型鋁合金鎧裝和密封PVC外護套組裝完畢，不需要管道及其附屬檔案和人工密集和拉線、扣紋和成管等工序。ZB-ACWU90(-40)通過CSA認證可套用於乾燥和潮濕環境的明線或暗線敷設，也可套用於1區和2區1級危險環境，以及2、3級危險環境。其優異的護套性能，保證了防水特性的同時，更難能可貴的提供了抗紫外線的出色性能，和零下40度正常運行的低溫性能。

ZC-TC90(-40)型合金電纜

ZC-TC90（-40）非鎧裝電纜，導體為多芯STABILOY鋁合金，絕緣材料採用工作溫度為90攝氏度的交聯聚乙烯絕緣，外部為整體黑色PVC保護套。ZC_TC90（-40）非鎧裝電纜是專為一般用途的住宅，商業及工業建築設計的。在無需鎧裝機械保護的場合下，加鋁非鎧裝電纜具有非常廣泛的套用。它們可用於非燃性建築，

如辦公樓、旅館、購物中心和工廠中的照明、其他電氣設備的饋電線路。STABILOY導體符合CSA標準C22.2第38條款關於ACM合金導線的要求，和GB12706.1和60502.1。最低運行環境溫度為-40攝氏度，電纜導體的允許長期運行最高額定溫度為90攝氏度，耐日光老化。

可替代（ZR）YJV/VV

優勢：阻燃C級，室內線槽或室外穿管敷設，絕緣及護套材料無重金屬。

性能特點

抗蠕變性能

鋁合金導體的合金材料與退火處理工藝減少了導體在受熱和壓力下的“蠕變”傾向，相對於純鋁，抗蠕變性能提高300%，避免了由於冷流或蠕變引起的鬆弛問題。

抗拉強度和延伸率

鋁合金導體相比於純鋁導體，由於加入了特殊的成分並採用了特殊的加工工藝，極大的提高了抗拉強度，且延伸率提高到30%，使用更加安全可靠。

熱膨脹係數

熱膨脹係數用來計算在溫度變化時材料的尺寸變化。鋁合金的熱膨脹係數與銅相當，多年來鋁連線器一直可靠地用於銅和鋁導體，且當今使用的大部分電氣連線器都是用鋁製造的，這尤其適合鋁合金。所以鋁合金導體與連線器的膨脹和收縮完全一致。

連線性能

用鋁合金製造的電氣連線與用銅導體製造的連線一樣安全穩定。 鋁合金的成分大大改進了其連線性能，當導體退火時，添加的鐵產生高強度抗蠕變性能，即使在長時間過載和過熱時，也能保證連線穩定。

自重承載力強

鋁合金改善了純鋁的抗拉強度，鋁合金電纜可支撐4000米長度的自重，銅電纜只能支撐2750米。這種優勢在大跨度的建築（如體育場館）配線時體現得尤為突出。

防腐蝕性能

鋁固有的防腐性能緣自當鋁表面與空氣接觸時形成薄而堅固的氧化層，這種氧化層特別耐受各種形式的腐蝕。而合金中添加的稀土元素又能進一步改善鋁合金的耐腐蝕性能，特別是電化學腐蝕。鋁能承受惡劣環境的特點使其被廣泛套用於托盤內電纜的導體，以及許多工業元件和容器。腐蝕的產生通常與不同的金屬在潮濕環境中的連線有關，可使用相應的保護措施來防止腐蝕的發生，比如使用潤滑油、抗氧化劑和保護塗層。鹼性土壤和某些類型的酸性土壤環境對鋁有較大的腐蝕性，所以直埋敷設的鋁導體應使用絕緣層或模壓護套防止腐蝕。在含硫的環境中，例如鐵路隧道和其它類似地方，鋁合金的抗腐蝕性能大大優於銅。

柔韌性

鋁合金有很好的彎曲性能，其獨特的合金配方、加工工藝，使柔韌性大幅提高。鋁合金比銅柔韌性高30%，反彈性比銅低40%。一般銅纜的彎曲半徑為10~20倍外徑，而鋁合金電纜彎曲半徑僅為7倍外徑，更容易進行端子連線。

鎧裝特性

國內常用的鎧裝電纜，大多採用鋼帶鎧裝，安全級別低，在受到外界破壞力時，其抵禦能力差，容易導致擊穿，且重量重，安裝成本相當高，加之耐腐蝕性能差，使用壽命不長。而根據美國標準開發的金屬連鎖鎧裝電纜，採用的是鋁合金帶連鎖鎧裝，其層與層之間的連鎖結構，保證電纜能經受外界強大的破壞力，即使電纜遭受較大的壓力和衝擊力時，電纜亦不易被擊穿，提高了安全性能。同時鎧裝結構使電纜與外界隔離，即使在火災時，鎧裝層提高了電纜的阻燃耐火級別，降低了火災的危險係數。鋁合金帶鎧裝結構相對於鋼帶鎧裝，其重量輕，敷設便利，可免橋架安裝，能減少20%~40%的安裝費用。根據使用場所的不同可以選擇不同的外護套層，使鎧裝電纜的用途更加廣泛。

緊壓特性

單從體積電導率方面考慮，鋁合金不及銅，但有的導體不僅從材料性能方面作出了改進，而且在工藝方面也取得大的突破，採用超常規的緊壓技術，使緊壓係數達到0.93，而異型線的緊壓係數能達到0.95。通過最大極限的緊壓，可以彌補鋁合金在體積導電率上的不足，使絞合導體線芯如實心導體一般，明顯的降低線芯外徑，提高導電性能，在同等載流量情況下導體外徑只比銅纜大10%。

5大性能

性能一：鋁合金電纜的安全性能

1、歷史實踐證明;

鋁合金電纜自1968年美國研發、使用至今已50年，該產品使用已相當普遍，北美國家市場占有率達到80%。經過43年的實踐證明，鋁合金電纜使用從未發生任何故障，是安全的。

2、檢測及認證;

鋁合金電纜通過美國的UL，加拿大的CUL，澳大利亞的SAI GLOBAI國際權威機構檢測認證和中國國家電纜電線檢測中心，國網武漢高壓研究所，國家防火建築材料質量監督檢驗中心等權威機構檢測認證，鋁合金導體符 合CSA標準C22.2第38條款關於ACM合金導線的要求，和GB12706.1--2008和IEC60502.1最新版的性能要求，以及UL對 AA8000系列相關的標準。

3、鋁合金成分作用;

◆鋁合金導體成分加入稀土和鐵等成分後，大大地提高了其導電性能和連線性能，尤其是當導體退火時添加鐵產生了高強度的抗蠕變性能，在電流過載時，鐵發揮持續的連線作用，使鋁合金導體不會發生蠕變。

◆蠕變對電纜危害極大，若電纜發生蠕變，其接觸點原來壓不夠緊，壓力減小使得接觸電阻迅速增大，電流流過後造成接頭處過熱，如果不定期檢修，就會出現安全隱患。解決電纜蠕變問題非常重要。

◆蠕變：金屬在溫度，外力和自重的作用下，隨著時間的推移，將緩慢的產生不能復原的永久變形，這種現象為蠕變。

4、阻燃性能

鋁合金電纜的絕緣材料採用阻燃矽烷交聯聚乙烯(XLPE)，工藝上採用自鎖鎧裝結構，散熱性能遠遠優於PVC材料的護套，可以迅速散熱，火焰消失後火苗能迅速熄滅，不會延然其它材料，阻燃性能極為優異。鋁合金電纜採用新型材料和新工藝，可確保其使用更加安全。

性能二：鋁合金電纜的電氣性能

1、電纜載流量

◆合金導體的截面積是銅1.5倍時，合金導體和銅導體電氣性能一樣，實現了相同的載流量、電阻、和壓損。

◆鋁合金的電阻率介於鋁與銅之間，略低於鋁，而高於銅，在相同截流量前提下，同等長度的鋁合金導體的重量僅為銅的一半。如果按銅的電導率是100%計 算，合金導體的電導率約為61.2%，合金的比重為2.7，銅的比重為8.9，則(8.9/2.7)×(0.612/1)=2，即2單位重量的銅的電阻與 1單位質量的合金的電阻相同，因此，當合金導體的截面積是銅的1.5倍是，其電氣性能相同，即實現了和銅相同的截流量，電阻，和電壓損失。

◆影響電力電纜截流量的 因素很多，如;線路特性(如工作電，電流類型，頻率，負荷因素);電線電纜的結構(如導電線芯的結構，芯數，絕緣材料的種類，禁止層及內外護層的結構和材 料，總外徑);敷設條件(如空氣中敷設，管道中敷設，直接埋地敷設，地下溝道中敷設，水底中敷設);導電線芯最高允許工作溫度和周圍環境條件(如空氣和土 壤溫度，土壤熱阻係數，周圍熱源的鄰近效應)等。

2、減少電纜外截面

鋁合金電纜生產過程中， 德國最先進的緊壓技術，使其導體的填充係數能達到93%。並且鋁合金電纜採用的是矽烷交聯聚乙烯，這種絕緣只需聚氯乙烯的2/3的厚度就能遠遠超過常規的 絕緣性能。 而銅的填充係數一般只能達到80%，常用的絕緣採用的是聚氯乙烯，所以鋁合金電纜外徑僅在銅纜的基礎上增加11%以內，就能有銅相同的電氣性能。可見，使 用鋁合金電纜不需更改原使用銅電纜的管道設計。(一般設計師設計的敷設管道尺寸為銅纜的150%，最近考慮增容的問題，敷設管道的尺寸增加到銅纜的 200%，所以穿管不成問題。)

3、減少電纜線損

非磁性材料，不會產生渦流，能減少線路的損耗。鋁合金帶連鎧鎖裝材料是非磁性材料，即使存在三相不平衡電流，也不會產生渦流，能夠減少線路的損耗。

性能三：鋁合金電纜的機械性能

1、鋁合金電纜的延伸性能;

伸長率是導體機械性能重要指標，是產品優劣和能承受外力大小的重要標誌。也是檢驗電纜導體機械性能的一個重要指標。鋁合金電纜退火處理後的延伸率能達到30%，而銅纜的伸長率為25%，普通鋁桿的伸長率為15%，是能取代鋁芯電纜與銅纜的重要指標。

2、鋁合金電纜的柔韌性能;

扭轉試驗：主要檢驗金屬線材的韌性，韌性愈好，能承受的扭轉次數愈多。 普通鋁絲的一個重要缺點是脆度高，在安裝時只要若干次一定角度的扭轉，導體就會產生裂紋，裂口就會發熱、腐蝕，是出現火災的重要原因。使用鋁合金電纜，由 於它的韌性好，不會產生裂紋，在安裝中出現的安全隱患減少。

3、鋁合金電纜的彎曲性能

彎曲試驗：主要檢驗金屬的抗彎曲性能。材質不均或性脆的材料，抗彎曲性能差。

根據GB/T12706中對銅纜安裝時彎曲半徑的規定，銅纜的彎曲半徑是10-20倍電纜直徑，鋁合金電纜的彎曲半徑最小為7倍電纜直徑，使用鋁合金電纜能減小布局空間，更易於敷設，減少安裝成本。

4、鋁合金電纜的反彈性能;

實踐證明：在室溫條件下將銅纜與鋁合金電纜彎曲90度，應力釋放後，鋁合金電纜反彈角度為銅纜的60%。因鋁合金電纜具有無記憶力，所以反彈的性能優於銅芯電纜，在安裝過程中端子連線接頭易於壓緊，增加其緊密程度，提高連線的穩定性。

性能四：鋁合金電纜的使用壽命

1、導體部分腐蝕主要有兩種：化學腐蝕與電化學腐蝕;

◆化學腐蝕：指金屬在大氣中與氧、氯、二氧化硫、硫化氫等氣體做用下發生腐蝕。

金屬表面與氧發生作用後，生成不同的金屬氧化物。

鋁的氧化物能構成緻密的有一定硬度的表面保護膜。

鐵的氧化物結構松，易於脫落，並繼續不斷的向金屬內部滲入、擴散，破壞材料。

銅的氧化物俗稱銅綠，介於以上兩者之間，是一種有毒物質。

◆電化學腐蝕：指由金屬和介質組成原電池後，形成了金屬的腐蝕過程，當兩種不同電極電位的金屬相連線，其間又有水或其它電解質時，兩種金屬之間就會產生 電流形成一個原電池，其中一種金屬處於正電位，另一種處於負電位，處於負電位的金屬就不斷地以離子狀態經電解液向處於正電位的金屬聚積。使處於負電位的金 屬逐漸損失破壞，形成電化學腐蝕。兩種金屬的電極電位之差愈大，電化學腐蝕就愈強烈。溫度愈高，金屬的腐蝕也愈嚴重。

不同的金屬有不 同電極電位。常用的幾種金屬的電極電位次序為;金屬 Ag(銀) Cu(銅) Pb(鉛) Sn(錫)Fe(鐵)Zn(鋅) A1(鋁)。電位+0.8+0.334-0.122-0.16-0.44-0.76-1.33電極電位負值越大的金屬，轉入電解質中成為離子的趨勢越強， 即越易受到腐蝕。鋁的電極電位的負值較大，但由於其表面經常有一層氧化膜保護層，能改善其耐腐蝕性能。

稀土鋁合金材料是在鋁中加入稀 土元素，它能夠起到淨化，提高純度，填補表層缺陷，細化晶粒。減少偏析，消除顯微不均而導致局部腐蝕的作用，同時也帶來鋁的電極電位負移，具有了牲陽極效 應和優異的導電性能，從而大大提高了鋁的耐腐蝕性能。對於海洋環境中C1-和石油，化工環境中的S，H2S+C02等腐蝕問題，這種材料有獨特的防腐機 理。稀土金屬的強還原性可以與S，H2S，C1-的強氧化性有效結合，相互作用，生成穩定的化合物(C1-與稀土鋁合金生成穩定配位化合物)，將化學反應 中的氧化和還原過程有機統一，相互作用，從根本上截止了S，H2S，C1-等腐蝕介質的氧化活動造成的腐蝕破壞，從而徹底解決了在全球範圍包括美國在內的 已開發國家未能很好解決的問題，經北京有色金屬研究總院等國家級檢測部門的檢測和工程實例數據分析表明，在氯離子，海水，海洋大氣，鹽霧環境(乾濕交替)， 飽和HzS，硫以及高溫，高壓環境條件下，稀土鋁合金的年腐蝕率為零或幾乎為零。

2、絕緣部分

◆電力電纜的載流 量是指在最高允許溫度下，電纜導體允許通過的最大電流。在設計選用電纜時，應使電纜各部分損耗產生的熱量不會超過電纜允許最高溫度，在大多數情況下，電纜 的傳輸容量是由電纜溫度最高限度所確定，電纜的最高允許溫度，主要取決於所用絕緣材料的熱老化性能，因為電纜工作溫度過高，絕緣材料老化會加速，電纜壽 命大縮短。如果電纜在最允許溫度以上運行，電纜將30年安全工作。

◆XLPE是交聯聚乙烯英文名稱的縮寫，聚乙烯是一種線性分子結構，在高溫下極易變形。交聯聚乙烯過程使其變成一種網狀結構。這種結構即使在高溫下也一樣具有很強的抗變形能力。

◆交聯聚乙烯極佳的抗老化特性及超強的耐熱變形決定了在正常運行溫度(90C)短時故障(130C)及短路(250C)條件下可允許大電流通過。正因為它的運行溫度比聚氯乙烯高20C，具有優異的抗熱化性能，增加絕緣的抗老化性能，壽命大大增加。

性能五：鋁合金電纜的經濟性能

◆直接採購成本

鋁合金電纜與銅芯電纜的價格比較：鋁合金電纜具備優越的安全性能、電氣性能、機械性能和更長的使用壽命前提下，鋁合金電纜的價格只有銅電纜的75%左右。

◆ 安裝成本降低

節約安裝成本：由於鋁合金電纜的彎曲性能好和重量輕，易於安裝。