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电缆的导体及损耗

1970-01-01    浏览次数:    

用作电缆的导体有铜和铝两大类。由铝派生的有铝合金和铜包铝,原先电线、电缆都是用铜导体,因为它的导电性能和机械性能都很理想,20℃的直流电阻率为1.72×10ˉ6 Ω˙cm。

我国从上一世纪五十年代始,由于朝鲜战争开打,因铜是重要的战略物资而遭资本主义国家的禁运。国人还记得响应号召将家里的铜器捐献给国家的爱国热情。与此同时,“以铝代铜”遍及生活的方方面面,用铝电线电缆作 为一项技术政策贯彻执行。在一些对安全和可靠性不太严格的场所,都用铝芯电线和电缆,甚至在新建住宅内——本来应该关注安全的场所,也只能将就。因为无论 是导电性能和机械性能铝都不如铜。20℃的直流电阻率为2.82×10ˉ6 Ω˙cm,大约是铜的1.64倍。它的脆性使接头容易断裂,还由于蠕变特性,使接头的可靠性降低。所谓蠕变就是在较高温度(如70℃)和较大压力(如螺栓 压紧)下,随时间而增长的热塑变形。它是电线电缆接头可靠性降低、甚至损坏的主要原因。经过长期摸索,也找到一些应对办法,如加强巡视,定期加固旋紧螺栓 等。

当然,事物总存在两面性,由于铝导体电线电缆的价格低、重量轻,大大减轻了施工劳动强度而受到欢迎。

到了改革开放时期,经济发展较快,人们对品质要求提升,摆脱了一些束缚,结果从一个极端转向另一个极端,在东南沿海率先放弃了“以铝代铜”,电线电缆几乎全部采用铜导体,深度和广度前所未有。深度——在铜、铝导体比例上超过了发达国家,广度——从东南沿海逐步向内地扩展。

事物的发展又走向其反面,由于铜价飙涨,使电线电缆价格成倍增长,人们不得不重新思考。同时刮起两股小小旋风,一是出现了铜包铝线芯电缆,二是从北美引进了铝合金导体电缆技术。铝合金电缆在中国大地应运而生。

铜 包铝电缆号称可替代铜电缆。但事实上它仅适用于小截面且用于高频器件,由于高频电流的集肤效应,铜包铝线可以发挥它的优势。国内外相关标准也仅限于电子器 件。铜包铝线不能用来制造电力电缆,一方面它仅适用于单股线,采用多股线就失去意义,另一方面接头技术无法解决,于是这股旋风很快就变成低气压。

铝合金导体是电工铝中添加了微量的硅、铜、锌、铁、硼等元素。机械性能有很大改进,如柔靱性优化,抗蠕变性能很大提高等。凡退火工艺精湛者,它的导电性能可非常接近电工铝。“电缆的导体”国家标准GB/T3956-2008将铝和铝合金导体的电阻取相同数值。

铝 合金电缆的关键技术之一是接头。接头材质及工艺是影响品质的重要因素,引进技术的电缆制造企业除了出售电缆外还提供技术服务。若要接头可靠,必须有供应商 委派专业人员指导施工。也因此它的价格大大高于铝电缆。因为利润空间大,制造商从开始的两家,一下子猛增到百余家,小旋风正在扩大。由于目前各企业都按自 己的企业标准生产,貌似相同其实品质差异很大。


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