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1、銅包鋁電纜電纜1.直流電阻率:銅包鋁線的電阻率比純銅線大,約為純銅線的1.5倍,在陰值相同時(shí),銅包鋁線重量約為純銅線的1/2。根據(jù)集膚效應(yīng)計(jì)算,在5MHz以上高頻時(shí),與相同截面的銅導(dǎo)體相比,其電阻率相等。在50Hz頻率的電力電纜的使用中,其銅導(dǎo)體的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)在150mm以上就逐漸顯得突出,同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,產(chǎn)生高次諧波電流和能源會(huì)注入到供電系統(tǒng)中,在系統(tǒng)的阻抗上產(chǎn)生出相應(yīng)頻率的高次諧波電壓,致使電壓的波形發(fā)生畸變,增加供電系統(tǒng)的損耗,使導(dǎo)體發(fā)熱增加;此外,電纜使諧波放大,在接頭處產(chǎn)生過(guò)電壓而損壞電纜頭。采用
2、銅包鋁導(dǎo)體會(huì)起到降低高次諧波產(chǎn)生的交流阻抗(電阻)的作用。在其他使用場(chǎng)合,通過(guò)采取提高銅包鋁單絲中銅的體積和相應(yīng)的工藝措施,使銅包鋁/銅復(fù)合導(dǎo)體在現(xiàn)有同規(guī)格導(dǎo)體的外徑尺寸上限內(nèi),滿足導(dǎo)體直流電阻要求。 2.采用銅包鋁導(dǎo)體可滿足目前待續(xù)多年的電線電纜在產(chǎn)品選型、設(shè)計(jì)、使用、安裝等方面的習(xí)慣,還對(duì)電纜的接線端子緊壓、錫焊接有利?! ?.降低交流電阻: 3.1交流電阻是電流載流量的主要依據(jù),根據(jù)集膚效應(yīng)的原理,單根導(dǎo)線的表面,其單位面積通過(guò)的電流比導(dǎo)線的圓心單位面積通過(guò)的電流要大,也就是說(shuō),大截面導(dǎo)體的圓心在相同導(dǎo)體相成的圓面
3、積內(nèi),圓心比圓周通過(guò)的電流要小,所以把圓心導(dǎo)體與圓周導(dǎo)體用不同的金屬組成是最合理、最經(jīng)濟(jì)的。 3.2影響交流電阻指標(biāo)除直流電阻、集膚效應(yīng)外,還有鄰近效應(yīng),與相同直流電阻的銅導(dǎo)體相比,采用銅復(fù)合導(dǎo)體后,單根導(dǎo)體內(nèi),鋁在園心,銅在外緣;在絞合導(dǎo)體內(nèi),內(nèi)層是銅包鋁,外層是純銅,而鋁對(duì)集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)都沒(méi)有銅敏感,同時(shí)銅復(fù)合導(dǎo)體會(huì)使導(dǎo)體總截面增加一部份,因此也增加了導(dǎo)體的表面積,改善了電纜的散熱條件,增加了散熱面積,而鋁的導(dǎo)熱系數(shù)與銅相近,在同等的材料成本條件下,交流電阻的指標(biāo)要經(jīng)濟(jì)得多?! ?.具有良好的耐腐蝕性:鋁比銅易腐蝕
4、,但由于銅包鋁材料已經(jīng)完全冶金化,鋁完全被銅所覆,不會(huì)被水、空氣接觸,完全達(dá)到與銅一樣的性能。銅包鋁/銅復(fù)合導(dǎo)體還更用利于避免電纜在長(zhǎng)期使用過(guò)程中由于腐蝕、碰傷或因緊壓、錫焊接不好使導(dǎo)體與接線端子接觸不良、發(fā)熱引起銅層脫落和銅鋁兩種金屬之間形成電勢(shì)差,加速電化腐蝕,造成電纜端部燒毀的隱患。對(duì)于鋁導(dǎo)體,特別是在沿海地區(qū),大氣中鹽霧所含有的氯離子會(huì)凝聚在鋁的表面,易在表面的雜質(zhì)和缺陷周圍引起局部腐蝕,形成孔洞、裂紋和微電池,加劇鋁導(dǎo)體的腐蝕?! ?.成本低重量輕:與相同技術(shù)指標(biāo)的銅芯電纜相比,銅包鋁導(dǎo)體電纜可節(jié)約成本40%以上,
5、銅包鋁/銅復(fù)合導(dǎo)體電纜可節(jié)約成本20%以上。銅包鋁線的比重僅為純銅線的37%-40%。在線徑、重量相等的情況下,其長(zhǎng)度是純銅線的2.5倍?! ?.良好的焊接性:銅包鋁線由于其表面同心包覆了一層純銅,因此具有跟純銅線一樣的可焊性,方便生產(chǎn)。銅包鋁電力電纜目前所涉及到的產(chǎn)品范圍包括了中低壓電纜的品種,而其中0.6/1KV低壓系列的銅包鋁電力電纜是最主要品種。目前中低壓電力電纜用戶群主要是集中在電力系統(tǒng)、建筑行業(yè)和工礦企業(yè)(如機(jī)械、化工、鋼鐵等)領(lǐng)域。2006年我們就電力電纜的用戶群做過(guò)比較系統(tǒng)的調(diào)研:在中壓電力電纜領(lǐng)域里50%的
6、用戶是電力系統(tǒng)、30%是工礦企業(yè)、20%是建筑行業(yè);而在低壓電力電纜領(lǐng)域:三芯電纜中電力用戶占了40%、四芯電纜中60%的用戶是工礦企業(yè)、五芯電纜中65%是建筑行業(yè)用戶。本次調(diào)研中我們也了解到上述三大類用戶都存在著使用銅包鋁電纜的范例,但這其中主要還是以電力行業(yè)和建筑行業(yè)的用戶為主。在電力行業(yè)中基本上都是在用戶工程上使用(注:電力部門的用戶工程是指電力部門所管轄內(nèi)的變電站到用戶端工程,如變電站到小區(qū)、變電站到工廠,主要是指一些房地產(chǎn)項(xiàng)目與工廠建設(shè)項(xiàng)目),該類用戶對(duì)電纜的價(jià)格較為敏感,同時(shí)又想解決鋁電纜接頭氧化的問(wèn)題,銅包鋁電
7、纜正好適應(yīng)了這兩方面的性能,而在電力部門里電力配網(wǎng)極少使用銅包鋁電纜;房地產(chǎn)行業(yè)的用戶在選購(gòu)電纜時(shí),同樣也是較多考慮價(jià)格因素,“價(jià)低者得”是銅包鋁電纜相對(duì)于銅電纜更容易中標(biāo)的關(guān)鍵。正是上述“價(jià)格”和“接頭”這兩種優(yōu)勢(shì),使得銅包鋁電力電纜目前在還沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)的前提下,依舊被這些用戶群在一定范圍內(nèi)采納與使用。3.3.2銅包鋁電纜應(yīng)用實(shí)例青島市電力部門最先使用的是35kv銅包鋁電纜。主要原因是:在2005年8、9月份有一項(xiàng)工程急需上馬,而該項(xiàng)目費(fèi)用早已確定,在此情況下,電力部門決定首先在35kv線路上試用銅包鋁電纜。在試用中線
8、路運(yùn)行正常,電力部門認(rèn)為銅包鋁電纜的價(jià)格性能比不錯(cuò),于是就在全市內(nèi)推廣,并推薦給設(shè)計(jì)院作為電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之一。在與青島市電力部門訪談中,我們感到銅包鋁電纜能在青島市推廣主要因素有以下幾個(gè)方面:????①銅價(jià)上漲與工程項(xiàng)目費(fèi)用之間的矛盾????青島電力部門的用戶工程款是按造小區(qū)配套費(fèi)來(lái)收取的,