铝合金电缆性能特点分析

铝合金电缆性能特点分析

魏强

大连渤海检测有限公司   辽宁大连  116031

摘要：铝合金电缆一经推出，就凭借自身性能优势，在电缆工程领域被广泛应用，全国铝合金电缆市场更是以迅猛发展的态势茁壮成长，推动着铝合金电缆产业迎来突破性变革，并高度契合我国最新提出的节约建设成本的思想要求。文章详细分析目前铝合金电缆在使用性能方面独具的优势，希望可以为铝合金电缆工程的设计及材料选用方面，提供一定的可参考依据。

关键词：铝合金电缆；性能特点；选材；设计

引言

最近几年，在全国电力电缆工程领域掀起了一股铝合金电缆应用热潮，诸多电缆制造厂商一哄而上，全都打着铝合金电缆的旗帜，在市场上进行售卖，但电力电缆工程在实际应用时，发现各商家的铝合金电缆质量参差不齐，在其使用性能方面也存在较大差异。为保证电力电缆工程的整体建设质量，有必要从铝合金电缆性能特点角度出发，详细分析和探讨其独具的应用优势。

一、铝合金电缆简述

与传统电力电缆在工艺结构、辅助用材方面进行比较，铝合金电缆导体主要使用铝合金单丝紧压合股工艺，线芯紧压系数高达97%，从导体截面可以看到，铝合金导体更为密实。这是因为铝合金导体材料在熔炼环节，会按照一定比例，增加微量合金元素，比如铜、镁、锌、锰、铬、铁等，经过合成退火工艺的处理，既能保证铝合金电缆的延伸率、抗拉强度，又能保证电气性能，提高了铝合金电缆的导体导电率。这些性能特点让铝合金电缆快速被电力电缆工程、建筑工程所应用。

二、铝合金电缆性能特点分析

1. 导电率

因为铝合金电缆在导体制作环节添加了一定比例的微量金属元素，使其在导电性能方面比传统纯铝芯电缆更具优势。导电率提升之后，铝合金电缆成为比铜质导体更为理想的电缆导体替代品。在多数工程的实际应用过程中，铝合金电缆只需放大一个挡位，所能截流的电流面积就可达到传统铜质电缆整体载流量。因此，在安装空间、环境条件允许的情况下，铝合金电缆比铜质电缆在导电性能方面更具应用优势，整体导电率更高。

2. 抗蠕变性能

受合金材料、紧压成型、退火处理工艺等的共同作用影响，使得铝合金导体在受热、受压情况下，其“蠕变”倾向比纯铝导体更低，整体抗蠕变性能可以提升300%。铝合金导体蠕变屈服度为54，铜质导体蠕变屈服度为48，相差无几。由此可见，铝合金电缆可有效避免因外部环境因素，比如冷流空气，或者自身蠕变等情况，而引发的电缆线路松弛问题。

3. 抗腐蚀性能

铝合金电缆以纯铝材料为主，辅之以微量金属元素，铝材表面与空气发生直接接触之后，会在表层形成一层薄且坚固的氧化膜，具备非常好的抗腐蚀性能。因此，铝合金电缆表层有非常强的抗氧化性和抗腐蚀性，使其在各种环境恶劣的电力电缆工程项目建设之中，都能拥有极强的适应环境的能力，不影响电力性能的正常应用。

4. 延伸率和抗拉强度

延伸率作为导体机械性能方面的重要参考指标，可检验电缆的自重承载能力和产品品质的优劣性，经过退火工艺处理之后的铝合金电缆，其延伸率可达30%左右，普通铝杆电缆的延伸率仅为15%，成为铝合金电缆可以取代铝质电缆的一项指标。

因为铝合金导体体积仅为铜导体的一半，密度约为铜导体的1/3，所以在同等电气性能条件下，即使将铝合金导体的截面积提升至铜导体截面积的1.5倍，在重量上也仅占铜导体的约45%左右，使得铝合金导体比铜导体在抗拉强度上更具优势。尤其在跨度较大的电力电缆工程中，铝合金电缆以优越的比重优势，可在电力等效前提下，将电缆抗力强度优势凸显出来，不仅可以为电力工程节省大量桥架，加快工程安装进程，还能缩减综合安装成本。

5. 连接性

因为铝合金电缆密度更小，在同等体积条件下，铝合金电缆的重量更轻，极大提高了电缆工程的安装效率。铝合金电缆对最小弯曲半径的要求比较低，安装时可为电缆7倍外径以上，为电力电缆工程的转角安装提供了极大的便利。

6. 环保性

因为铝合金电缆属于低烟无卤阻燃类电缆，合成材料中并不含有卤素，因此，具备非常高的环保性，即使在应用过程中发生燃烧事故，也很少挥发出有毒气体，产烟量也比较少，可在同类火灾事故中，最大限度降低火灾对仪器设施和人体造成的危害。另一方面，因为铝合金电缆发生意外火灾之后，很少产生危害性气体，也能提高了消防队的火灾救援速度及效率。

三、铝合金电缆在工程项目上的应用优点与缺点

1. 优点

因为铝合金电缆相较于传统的铜质电缆，在柔韧性、抗腐蚀性能、抗拉强性能、抗蠕变性能、延伸率、导电率等性能方面，更具应用优势，加之其在弯曲半径方面也比铜质电缆更小，同时兼备了安装便捷的优点，可有效较少工程施工阻力，从而降低工程施工人员的劳动力投入成本。铝合金电缆造价更低，又比铜质电缆更轻，与铜质电缆相比较，可以节省至少30%的建设成本，在工程后期维护阶段，因铝合金电缆更具性能优势，所产生的维护费用也更低。从电力电缆工程材料购买、施工安装、后期运行维护、报废改造等角度来看，铝合金电缆工程全寿命周期成本比传统铜质电缆更低，更具管理控制优势，

2. 缺点

首先，电力电缆工程选择使用铝合金电缆进行施工，首先需要配备与铝合金电缆配套使用的铝合金端子头，而且必须由专用配套设施厂家进行专供，这对铝合金电缆在电力电缆工程上的普及应用极为不利。其次，在同等载流量基础下，因为铝合金电缆的外径要比铜质电缆占据更多的空间，所以电力电缆工程在选用电缆类型之前，需要综合考虑施工现场环境。尤其对电力改造工程而言，如果在设计之初未考虑应用铝合金电缆，直接按照铜质电缆安装标准预留安装空间，或者在施工途中选择更换铝合金电缆进行安装施工，这样就会于无形之中，增加工程的改造费用与建设成本，还会造成大量返工，延误工期，形成不必要的资源浪费。由此可见，电力电缆工程在安装施工前期，必派遣专业人员进行实地考察，以确保预留使用空间足够大，这样才能保证铝合金电缆的安装空间足够充足，避免二次施工，加大人力、物力负担。再次，铝合金电缆经过特殊工艺加工之后，虽然其延伸率较之铝质材料提升了近30%，但其与抗拉强度200～300MPa的铜质电缆相比，依然较弱。此外，铜质电缆材料的熔点高达1083.4℃，而铝合金电缆的熔点仅为600℃左右，其使用最高温度比不过铜质电缆。最后，因为市面上常见的铝合金电缆，在耐火等级方面还未进行明确规定，也给工程管理部门和项目施工单位之间的监管执行机制造成了一定的阻力，不利于市场规范化运营。

结束语

铝合金电缆凭借独特的铝合金材料配方，与先进的紧压成型、退火处理工艺，既能解决原本纯铝电缆的先天性使用缺陷，以稳定的导电性能确保电缆能够长时间、持续性运行，同时具备非常高的性价比，与广阔的市场发展空间，成为各大电缆生产厂商的热门产品。但需注意的是，铝合金电缆相较于铜导体其强度较差、熔点较低，因此，在振动、高温、消防等特殊或者重要场合，仍须慎重考虑选用铝合金电缆。

参考文献：

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