隨著國家對電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整,加大特高壓輸電線路的建設,許多線纜企業(yè)大戶開始調(diào)整發(fā)展重點,創(chuàng)新企業(yè)轉型思路,在原生產(chǎn)規(guī)模的基礎上,進一步投資增強鋁合金系列產(chǎn)品、碳纖維、大截面等特種導線的生產(chǎn)能力,比如遠東電纜近些年在碳纖維領域取得了很大的進步,而同為江蘇的線纜大戶,亨通電纜就在鋁合金電纜上加大了力度。這些創(chuàng)新模式對于減少企業(yè)成本,增加企業(yè)利潤無疑有著很大幫助,而且還拉近了中國線纜行業(yè)與世界的距離。
鋁合金導線的優(yōu)越性隨著輸變電技術的提高和輸變電線路的發(fā)展已經(jīng)越來越顯現(xiàn),從鋁合金導線應用的廣泛程度來看,似乎鋁合金導線能夠完全替代銅芯導線和鋼芯導線。事實上,目前世界上很多國家在線路上使用了鋁合金導線,主要是高強度、中強度和耐熱系列的鋁合金。高強度類鋁合金導線主要應用于中重冰區(qū)、跨越線路區(qū),用于提高線路鐵塔之間的跨距,減少鐵塔的數(shù)量和占地面積,最終提高導線導電率;而耐熱鋁合金導線則主要應用于中增容需求、線路走廊緊張、經(jīng)濟發(fā)達城市、用電峰谷落差大、要求施工周期短的地區(qū)。
鋁合金電纜在美國也經(jīng)歷了很長的發(fā)展期,最初是普通等級、牌號為AA-1350純鋁制造的鋁芯建筑電線,北美許多建筑物里都安裝了這種鋁芯電線,后來鋁芯電氣線路頻繁發(fā)生接續(xù)故障,電力部門和居民發(fā)出不少抱怨。為了解決這些問題,電線電纜公司同電氣產(chǎn)品實驗室和連接器公司等其他行業(yè)的企業(yè),制定了重新評估鋁導體的方案。
電氣實驗室對鋁芯建筑電線重新進行了鑒定試驗,連接器公司重新制作了鋁芯建筑電線用的新型連接器。經(jīng)過對鋁芯建筑電線的嚴格篩選,電線電纜公司最終選定了8000系列鋁合金,并開始用于制造建筑電線。其中,應用做多的是AA-8030鋁合金。與AA-1350純鋁相比,AA-8030鋁合金具有更高的抗拉和屈服強度,更好的延伸率和更柔軟。在美國國家規(guī)范中規(guī)定必須采用新合金AA-8000系列電工級鋁合金材料。如果把AA-8000系列鋁合金與以前的鋁合金相比較,從AA-8000系列鋁合金的優(yōu)異性能上就會發(fā)現(xiàn),這種鋁合金確實是適用于制造各種規(guī)格鋁芯建筑電線用的理想材料。現(xiàn)在,已經(jīng)可以制造出規(guī)格為AWG8及以上的AA-8000系列鋁合金線。除了繼續(xù)研究導體的可接續(xù)性以外,還在繼續(xù)開發(fā)新的柔軟性更好、回彈性更小、現(xiàn)場安裝更簡便的新型鋁合金導體材料。
鋁合金導線在歐美應用非常廣泛,但是并不能夠把歐美對于鋁合金電纜的應用模式直接照搬到中國來,主要原因是生活環(huán)境不同,北美住宅多為聯(lián)排和獨立住宅,供電干線敷設在建筑物外面;有些工業(yè)設施、公共場所局部使用鋁導體電纜是因為國外電氣施工及維護水平較高,保障條件較充分。據(jù)美國消防協(xié)會NFPA人士反饋,工程師基于安全的考慮,會傾向于使用銅纜作為人口密集的高層建筑的豎井供電干線。
鋁合金線纜的應用有一定范圍,比如截面太小的線纜也不適合鋁合金線纜。 中國建筑學會建筑電氣分會與國際組織IEEE的技術人員曾就鋁導體電纜的應用問題在上海舉辦過一次論壇,會上得出的結論為:16mm2以下的線纜,因機械強度的問題主張用銅導體。因鋁導體的重量小于銅導體,所以對于較大的截面,鋁導體優(yōu)勢較為明顯。
一般場合,比如工廠、住宅、商業(yè)建筑、學校、市政民用工程等領域,鋁導體電纜完全可以取代銅纜來使用。而在一些重要場所、特殊場所,例如城市供電主干線路、大型電廠電站、重污染環(huán)境、不易維修的環(huán)境下,鋁導體電纜并非是最佳選擇。這些場所突出供電的安全性與可靠性,供電穩(wěn)定性要求非常高,這種情況下,原本在普通場所不存在的鋁導體電纜風險性問題就會凸顯出來,因此推薦使用安全性更高的銅纜作為第一選擇。
由于鋁的熔點低,所以鋁導線不適合做作耐火電纜的導體,在GB噸19216.11-2003中規(guī)定,火焰條件下,試驗裝置、火焰溫度不低于750℃的單獨供火,而鋁的熔融溫度為660℃鋁合金的熔點比純鋁要低些,而銅的熔融溫度可達1080℃,實際火災時,火災現(xiàn)場最高溫度均在1000℃左右。因此,鋁導體材料不適宜用作耐火電纜的導體。
如今在歐美的許多國家,已經(jīng)在許多線路上使用了鋁合金導線,根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,歐美的鋁合金導線已經(jīng)占到了百分之五十多,國際上五十年代開始采用至今,西歐、北歐、美國、加拿大、日本等國已廣泛采用,法國的輸電線路幾乎90%以上使用鋁合金導線,日本也已達50%以上,東南亞各國的使用量在逐年激增……但是鋁合金導線在中國應用范圍卻并不廣泛。在中國,鋁合金導線的應用率還不到2%,這個數(shù)字只能用可憐來形容。目前,我國高強度鋁合金導線、耐熱鋁合金導線的技術開發(fā)和生產(chǎn)能力均較足,但這些產(chǎn)品在國內(nèi)應用卻并不是十分廣泛,主要用于出口,國內(nèi)市場占有率較低,這主要是出于經(jīng)濟方面的考慮。
近幾年,中國一些線纜企業(yè)在鋁合金導線方面也已經(jīng)取得了一定的成就,比如中國一些線纜企業(yè)已經(jīng)具備了“鋁合金導線及系列產(chǎn)品”、“增容、節(jié)能導線”、“大截面特種導線”、“鋁型線”、“擴徑導線”等幾大類導線產(chǎn)品,主要涵蓋高強度鋁合金導線、中強度鋁合金導線、耐熱鋁合金導線、碳纖維導線、大截面(1250、1520)型線導線、擴徑導線等數(shù)百種性能優(yōu)越的導線產(chǎn)品,多項產(chǎn)品國際領先。在鋁合金導線的應用上,中國線纜企業(yè)還需要多多借鑒世界的經(jīng)驗,為提高線纜品質(zhì),提高效率打下扎實基礎。