论述铝合金电缆的特性与应用

【摘 要】铝合金电缆的推出，带动整个铝合金电缆行业的迅速发展，推动铝合金电缆产业迈向一个更高的新台阶，迎来一场突破性变革，契合当下国家提出的节约建设项目成本的总体思想，本文通过对铝合金电缆的详细分析，探讨其在建筑工程上独有的优势。

【关键词】电力电缆；铝合金电缆；铜电缆；建筑工程

0.引言

目前，在电力电缆的建设中，铜材质的电线电缆使用较为广泛，一般情况下，铜材料成本 占铜电缆总成本的一半以上，铜质电缆随着主要材料铜的价格变动而上下浮动，造成整个工程建设成本的偏差比预算大，因此，“以铝节铜”概念的提出，铝合金电缆逐渐被我国电缆建设行业所重视。其中，近年，加拿大加铝集团所生产的STABILOY合金电缆在我国电力工程建设中使用较为广泛。STABILOY合金电缆的主要材质是以铝为主，添加其他金属材料，经特殊工艺加工而成，其特点是导电率比铝质电缆有明显的提高，耐腐蚀性能增强了、弯曲性能增强了，由于合金电缆性价比铜质电缆在性价比上有着先天性优势，许多工程为了减少建造成本，在我国许多工程为了减少建造成本，在条件许可的条件下，合金电缆也开始得到尝试性使用，它的成本优势也得到了越来越多的体现。在建筑工程行业中，也开始引起人们的重视。

1铝合金电缆的性能分析

铝合金电缆是在材质为纯铝的基础上添加一些其他元素，包括锌、铁、镁、铬、锰、铜等，经特殊工艺加工而成。添加其它金属材质是为了提高铝合金作为导电体的导电率，同时提高其抗腐蚀、抗蠕变等性能等。这样可以确保铝合金电缆在建筑工程建设中的应用具有一定的稳定行和可靠性。铝合金电缆最早是在北美开始被应用的，2007被引入我国后迅速得到推广并逐渐应用到工程建设中。

下面以加拿大加铝集团的STABILOY合金电缆为例，通过对铝合金电缆性能和成本分析，分别探讨使用铝合金电缆对总电缆建设的优点和不足。

1.1抗腐蚀性强

铝合金电缆的主要材质以纯铝为主，主要是因为铝的表面在与空气发生接触时表层会形成一层薄却坚固的氧化膜，这层特殊的氧化膜具有很好的抗腐蚀性能，所以，铝合金电缆表层具有很强的抗腐蚀性和抗氧化性，在电力工程建设中，使用铝合金电缆可适应各种不同的恶劣环境。

1.2抗蠕变性强

STABILOY合金电缆经特殊工艺加工后，使金属在受热和压力下的抗蠕变性能普遍增强，不仅具有和铜质电缆一样的连接稳定性，而且铝合金电缆在柔韧性和弯曲性能上比铜质电缆更出众。

1.3导电率

由于铝合金电缆导体中添加一些其他元素，包括锌、铁、镁、铬、锰、铜等金属，它的导电性能比铝芯电缆有了很大的提高，所以导电率提高的合金成分成了理想的铜质导体的替代品。一般情况下，铝合金电缆比铜质电缆只需放大一个档位载流面积就能达到铜质电缆的载流量。详见下表

由此可见铝合金电缆在导电性能上，如果在安装空间允许的情况下，在满足不受限空间里与铜质电缆相比还是有很大的优势。

1.4连接性好，安装方便

铝合金电缆与铜质电缆在具备一样导体效率的基础上，其抗腐蚀、抗蠕变、连接性等性能都比铜质电缆优秀，最明显的就是它的密度比铜质电缆小，相同体积下的电缆，铝合金电缆比铜质电缆轻许多，这样大大提高了安装效率。其次，铝合金电缆比铜电缆的最小弯曲半径要求更低，其安装的最小弯曲半径可以达到电缆7倍外径以上，这样大大方便了电缆转角安装施工。安装数据显示，加铝集团生产的STABILOY铝合金电缆在20多年的安装应用中几乎没有重大故障发生。

1.5具有很好的环保性

铝合金电缆属低烟无卤性的阻燃电缆，不含卤素，具有很好的环保性，因此能在燃烧的过程中毒性挥发少，烟雾产生少，最大限度降低对人体或是对仪器设施的危害，对于发生意外火灾时，由于现场极少的危害气体产生，对于加速火灾救援速度和提高救援效率都将有很大的帮助。

2铝合金电缆的经济性高

输配电网设计和建筑工程实施过程中，建设者需从电力建筑工程经济全寿命周期管理的角度去考虑和选择何使用何种电缆既适合电缆管道的铺设，又符合工程经济和造价要求。电力建筑工程全寿命周期经济管理是指在确保电缆导电性能和功能稳定可靠的基础上，最大限度降低建设工程中电缆成本的支出。电缆工程全寿命周期成本的内容包括购买材料、施工安装、运行维护以及报废改造等阶段产生的费用的总合计。

经计算得出，要求载流量相同时，铝合金电缆的购买费用仅为铜质电缆的80%，在施工安装中，铝合金电缆在重量上比铜质电缆更轻，施工费用也比铜质电缆更低，便于施工。此外，基于铝合金电缆自身的优良性能，铝合金电缆的运行与维护费用更低，对铝合金电缆的大部分经济成本都在于初期的购买投资。通过对铝合金电缆与铜质电缆的建设、维护等阶段进行综合的整体比较，使用铝合金电缆的建设成本比使用铜质电缆至少节约30%，因此使用铝合金电缆性价比更高毋庸置疑。

3多芯非铠装电缆

多芯非铠装电缆的截面面积为16至400平方毫米不等，一般应用于没有防火要求和机械保护的场所，如大型购物场、工厂、宾馆、办公楼等，这些场所对照明、供电的要求较高，因此适宜用铝合金电缆。多芯非铠装电缆线芯是美国材料与试验协会要求的B级压紧绞股型，阻燃标准达到GB/T1838.3―2001的C级，最重要的多芯非铠装电缆是采用STABILOY导体制造的，STABILOY导体在完全达到CSA C22.2 No.38关于先进复合材料合金导体标准的同时，也符合电缆产品标准GB12706.1和国际电工委员会IEC60502.1项协议最新版的各项标准要求。此外，多芯非铠装电缆的黑色保护套使用PVC材质，这种材质在工作温度为90摄氏度的交联聚乙烯绝缘层具有极强的高耐寒性。

4多芯铠装电缆

4.1多芯铠装电缆的经济性与机械性能

与传统的铜质电缆比较而言，多芯铠装的铝合金电缆更像是金属导管与电缆的结合，在要求相同载流量的情况下，铝合金电缆的重要更轻，在建设项目施工中应用更为广泛，尤其是高层建筑的建设，因为使用铝合金电缆可以大大降低电缆垂直铺设的难度，节省人力劳动成本的同时，也降低了由于电缆过重而致使本体损伤的风险。电气安装建设中，可以不用穿管，直接进行明敷铺设，无需电缆桥架这一步骤，有效降低建设成本，优化建设进度。

金属多芯铠装电缆属于自锁型铝合金铠装结构，铝合金有很好的弯曲性能，自锁型铠装结构可以更方便电缆的弯曲，其独特的合金配方、加工工艺，使柔韧性大幅提高。一般铜质电缆的弯曲半径为10至20倍外径，而铝合金电缆弯曲半径仅为7倍外径，更容易进行端子连接，易于在建设施工中方便布线，尤其是在空间狭窄的地方。多芯铠装电缆保护套依然使用PVC材质，不但节省电缆长度，也能够方便地绕开障碍物，便于施工。

4.2多芯铠装电缆的阻燃性能

传统建设所使用的电缆一般都含有卤阻燃剂，当建筑物发生意外火灾时，会产生含卤素的有毒气体或浓烟，对人生安全与设施设备形成严重的威胁。铝合金电缆采用低烟无卤的交联聚乙烯为绝缘材料，工艺上使用自锁型铠装结构，散热性能远远优于PVC材料的保护套，可以迅速散热，火焰消失后能够迅速熄灭火苗，不会燃及其他材料，阻燃性能十分优异，达到低烟无卤阻燃IA级要求。经燃烧试验数据对比后发现，铠装铝合金电缆烘火40分钟后炭化长度仅为0.15米，远远低于国家标准。

5铝合金电缆应用于建设项目施工的优缺点

虽然铝合金电缆逐渐在我国广泛推广及应用，但实际施工中依然存在或多或少的缺点，现结合铝合金电缆应用于建设项目施工的实际案例总结其优缺点。

由于铝合金电缆抗腐蚀性强、柔韧性强等优点，弯曲半径比铜质电缆小，因此便于安装。铝合金电缆在重量上也比铜质电缆轻，减少施工阻力，有效降低施工人员劳动力。铝合金电缆在供电方面具有很好的稳定性，避免意外故障的发生。此外，铝合金电缆价格低廉，既减少建设成本输出，与铜电缆相比它在安装过程中也不容易被盗。降低了现场失窃的风险。无疑对整个工程进度的控制是有非常好的优势。

铝合金在实际施工中也存在一定缺点，如安装铝合金电缆要配备专门的铝合金端子头，专用的配套设施需要厂家专门提供，这就不利于铝合金电缆的普及应用，而且由于铝合金电缆导电率与铜相比还是偏小的，相同的载流量下，合金电缆外径比铜大很多，所以铝合金电缆只适合用在预留空间足够大，能够满足使用载流量的情况下还要考虑与之对应的安装空间，如果一开始设计时没有考虑使用铝合金电缆，用铜电缆安装标准来装铝合金电缆，工程中途一旦更改不当就会造成后续工程大量返工和工程改造费用的增加，形成一些不必要的浪费。此外，铝合金电缆没有明确的耐火等级，这给建设工程的管理与协调与项目执行力都会形成一定阻碍。

因此在建筑电气施工过程中，一定要根据建设项目本身的特点或是电网路线本身的特点，选择合适的电缆电线进行铺设。

6结语

电线电缆行业具有悠久的历史，在整个电力传输过程中担当着至关重要的作用，国家西电东输、电网改造等工程的实施和城镇化建设的逐步推进使电缆的需求量也在呈现高涨的态势。电线电缆行业作为“料重工轻”的典型代表，如果采用以铝代铜的方式制造电缆，有助于降低建设成本，而且随着近年来以铝代铜的技术的不断发展，铝合金电缆的性能也得到了不少改观，铝合金电缆的概念逐渐被国内市场所接受，市场用量快速增长，可以预见铝合金电缆在我国将广泛应用，铝合金电缆即将开启一个全新的电缆时代。

参考文献：

【1】新型铝合金电缆的特点与工艺方法，宋灿锋，建筑电气，2010-05-25

【2】铝合金电缆的优劣分析与应用，王克良，电气工程应用，2014-04-22

【3】浅谈铝合金电缆的特性及在我国的发展趋势，黄斯平，中国电力报，2011-03-20