鋁合金電纜廠考察分析報(bào)告

郭飛　施蔣娟　張煒瑋

摘要：2014年8月5日，中機(jī)國(guó)能電力工程有限公司設(shè)計(jì)事業(yè)部、物資采購(gòu)部相關(guān)人員參觀考察了河北欣意電纜有限公司和美國(guó)通用電纜（中國(guó)）兩家合金電纜公司，經(jīng)過(guò)實(shí)地考察以及相關(guān)資料對(duì)比，進(jìn)行了銅芯和鋁合金電纜相應(yīng)的分析。隨著銅材料供給局限性的逐步擴(kuò)大，鋁合金材料為電纜事業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了全新的方向。

關(guān)鍵詞：鋁合金；電纜廠；實(shí)地考察；考察報(bào)告；銅芯電纜 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM247 文章編號(hào)：1009-2374（2016）24-0154-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.077

1 銅芯電纜與鋁合金電纜概況

目前，我國(guó)電纜年產(chǎn)值已突破一萬(wàn)億，成為了電工電器行業(yè)中僅次于汽車(chē)整車(chē)制造業(yè)的第二產(chǎn)業(yè)，而在其中銅芯電纜是電纜行業(yè)的主流產(chǎn)品，其中高達(dá)97%的電纜是銅芯電纜，用銅量約占全國(guó)用銅量的50%以上。銅作為我國(guó)僅次于石油的第二大戰(zhàn)略物資，近年來(lái)消費(fèi)量高速遞增，目前進(jìn)口依存度高達(dá)60%，銅的資源問(wèn)題將成為銅芯電纜發(fā)展的攔路石。銅芯電纜能夠成為主流產(chǎn)品，有其不可忽視的優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)大致為以下兩點(diǎn)：

一是，銅芯電纜載流量大。由于電阻率低，同截面的銅芯電纜要比鋁芯電纜允許的載流量（能夠通過(guò)的最大電流）高30%左右。

二是，銅芯電纜電壓損失低。由于銅芯電纜的電阻率低，在同截面流過(guò)相同電流的情況下，銅芯電纜的電壓降小。

這些優(yōu)點(diǎn)便是銅芯電纜成為主流的原因之一，但是眾所周知，中國(guó)并非銅資源大國(guó)。在中國(guó)銅資源匱乏現(xiàn)狀是不可回避的問(wèn)題，銅價(jià)一直居高不下，也因此銅芯電纜不能完全地統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)電纜市場(chǎng)。新型電纜的推廣和應(yīng)用將是一項(xiàng)事關(guān)我國(guó)國(guó)防建設(shè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展、造福子孫后代的偉大工程。按照對(duì)電纜的探索與應(yīng)用歷史來(lái)算，鋁合金電纜便屬于專業(yè)人士口中所說(shuō)的新型電纜，其可發(fā)展性和實(shí)用性經(jīng)過(guò)了西方國(guó)家的實(shí)踐，也表現(xiàn)出了可行性。西方國(guó)家以鋁合金電纜代替銅芯電纜已有40年的歷史，在西方國(guó)家電纜應(yīng)用中，銅芯電纜的占比為60%～70%，鋁合金電纜占比30%～40%，而在中國(guó)鋁合金電纜的占比卻僅僅只占了2%～3%。由此可見(jiàn)，在中國(guó)市場(chǎng)中，鋁合金電纜的未來(lái)發(fā)展是十分可觀的。從世界市場(chǎng)上來(lái)看，雖然ALCAN、SOUTHWIRE、NEXANS三家鋁合金電纜國(guó)際巨頭長(zhǎng)期壟斷著市場(chǎng)和技術(shù)，但目前已經(jīng)出現(xiàn)多家鋁合金電纜生產(chǎn)廠家，都獲得了美國(guó)UL、加拿大CUL、澳大利亞SAI GLOBAL、馬來(lái)西亞SIRIM認(rèn)證，這意味著鋁合金電纜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)將不可阻擋。從運(yùn)用的廣泛性上來(lái)看，鋁合金電力電纜廣泛應(yīng)用于電力、汽車(chē)、交通、礦產(chǎn)、船舶、化工、軍事等領(lǐng)域，相比銅芯電纜，鋁合金電纜在復(fù)雜惡劣的工程環(huán)境下使用，其優(yōu)勢(shì)將更為明顯。

銅芯電纜是以無(wú)氧銅為主材料制成的電纜，而鋁合金電纜是指在鋁中增加鐵、稀土等元素，經(jīng)過(guò)退火處理后形成的合金材料制成的電力電纜。相比起銅芯電纜，制作鋁合金電纜這種技術(shù)是更加先進(jìn)、更加成熟的。以在這種技術(shù)制作出來(lái)的鋁合金電纜與銅芯電纜相比，無(wú)論在資源、環(huán)保、安全，還是性能、價(jià)格等方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)可大致分為以下四點(diǎn)：

第一，各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)越。鋁合金電力電纜通過(guò)添加微量稀土元素、鐵元素以及特殊的工藝處理，使產(chǎn)品在導(dǎo)電性、柔韌性、延伸性、抗蠕變性、抗腐蝕性等方面均優(yōu)于銅電纜。

（1）硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣材料具有良好的抗氧化、耐腐蝕性。根據(jù)美國(guó)材料學(xué)會(huì)公布的數(shù)據(jù)，使用壽命高出銅電纜10年以上；（2）鋁合金電纜導(dǎo)體的柔韌性比銅電纜提高了30%，抗蠕變性比銅電纜小40%，延伸性比銅電纜提高了50%；（3）外層采用先進(jìn)的金屬連鎖鎧裝技術(shù)，具有優(yōu)異的抗壓、抗沖擊、抗彎曲、防蟲(chóng)鼠咬等特性；（4）相比銅導(dǎo)體，鋁合金導(dǎo)體的導(dǎo)電性、載流量比銅導(dǎo)體弱，鋁合金電纜需采取增大導(dǎo)體截面和線芯緊壓技術(shù)，滿足相同載流量、電阻及電壓損失。

第二，高科技專利材料降低了火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。鋁合金采用自主研制的阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯材料，加上其獨(dú)特的自鎖型鎧裝結(jié)構(gòu)，當(dāng)電纜外火溫度達(dá)到近千攝氏度時(shí)，可實(shí)現(xiàn)不延燃、不滴落，低煙無(wú)鹵，從而大大降低了火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和人身安全隱患，被稱為“救命技術(shù)”。

第三，資源優(yōu)勢(shì)。我國(guó)是一個(gè)鋁礦資源和稀土資源儲(chǔ)量豐富的國(guó)家，其中鋁礦探明儲(chǔ)量為30億噸，占世界總量的12%。

第四，價(jià)格優(yōu)勢(shì)。鋁合金電纜的主材是鋁。鋁的價(jià)格、比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于銅，加上施工時(shí)局部地方可免去橋架安裝，用工少，綜合成本比銅電纜可降低20%～30%。

由此可見(jiàn)，鋁合金電纜相比銅芯電纜，具有一定優(yōu)勢(shì)，而在如今的中國(guó)市場(chǎng)中，亦有著不少相關(guān)的公司與工廠著手于鋁合金電纜的開(kāi)發(fā)與研究，在中國(guó)新型電纜的市場(chǎng)將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，而鋁合金電纜便是其中一支強(qiáng)勁的動(dòng)力。

2 合金電纜廠概況

2.1 河北欣意電纜有限公司

河北欣意電纜有限公司為安徽欣意電纜有限公司的子公司，于2012年3月14日正式成立，位于石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)，當(dāng)年9月投產(chǎn)。公司擁有從鋁錠到鋁桿生產(chǎn)線、十三模智能化高速拉絲機(jī)、630框式絞絲機(jī)、150擠塑機(jī)、3150大型成纜機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備，QJ57型電橋拉力機(jī)、熱老化試驗(yàn)箱等檢測(cè)設(shè)備，目前的年產(chǎn)值約為2億人民幣，電力行業(yè)的業(yè)績(jī)主要是一些地方供電局。

2.2 美國(guó)通用電纜（電纜）天津工廠

ALCAN公司為全球知名鋁合金電纜國(guó)際巨頭，于2006年引進(jìn)了世德合金?STABILOY?電力電纜品牌，在天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)投資建廠，占地總面積14萬(wàn)平方米，天津工廠項(xiàng)目投資9800萬(wàn)美元。于2009年第二季度投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)的公司名稱為加鋁（天津）鋁合金產(chǎn)品有限公司。

2012年加鋁（天津）鋁合金產(chǎn)品有限公司被美國(guó)通用電纜（電纜）收購(gòu)。

世德合金?STABILOY?電力電纜品牌是ALCAN公司專署品牌，在西方擁有40年的歷史。

該公司研發(fā)了AA8030鋁合金導(dǎo)體，為專用于民用及工業(yè)電力電纜特別開(kāi)發(fā)的鋁合金導(dǎo)體，AA8030是其在美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)的注冊(cè)牌號(hào)。以AA8030鋁合金作為導(dǎo)體材料的電纜在北美擁有近40年的合金生產(chǎn)安裝和無(wú)故障運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

該公司還針對(duì)AA8030導(dǎo)體進(jìn)行了生命周期評(píng)價(jià)，即從原材料、生產(chǎn)、使用、生命末期處理、循環(huán)和最終處置的產(chǎn)品生命周期的環(huán)境因素和潛在的環(huán)境影響。

該公司的生產(chǎn)廠房、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)管理、質(zhì)量要求等各方面都采用了先進(jìn)的技術(shù)，給人以耳目一新的感覺(jué)，該電纜廠目前的年產(chǎn)值約為20億人民幣，在中國(guó)也有較多業(yè)績(jī)，也擁有300MW、600MW發(fā)電廠項(xiàng)目的業(yè)績(jī)。

3 合金電纜與銅/鋁電力電纜性能對(duì)比表

以下為銅芯電纜、鋁合金電纜、鋁電纜的性能對(duì)比表，參考使用了合金電纜廠家提資的資料，

4 結(jié)論和建議

鋁合金電纜具備先進(jìn)的機(jī)械性能，高延伸、強(qiáng)柔韌、易彎曲、低反彈，也具有可靠的安全性能，連接性能穩(wěn)定、高強(qiáng)度抗蠕變性、阻燃性能優(yōu)越、抗腐蝕性能好、耐氧化、環(huán)保，安裝方便、快捷，節(jié)省成本，在工程運(yùn)用中可以考慮使用。而相比銅芯電纜目前所能表現(xiàn)出來(lái)的機(jī)械性能，無(wú)論從抗腐性能、電纜重量、最大單引力，還是從安裝方便性、經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，鋁合金電纜都優(yōu)勝于銅芯電纜。若采用鋁合金電纜，在滿足同樣載流量的情況下，鋁合金電纜截面需要放大，相應(yīng)的電纜埋管截面也需要放大。電纜橋架的填充度增加，荷載不增加。目前鋁合金電纜產(chǎn)品的最小截面為16m2，而銅芯電纜為4m2，若采用鋁合金電纜時(shí)，建議小截面電纜仍采用銅芯電纜，這樣能夠更好的適應(yīng)某些特殊的環(huán)境。對(duì)這兩家企業(yè)進(jìn)行調(diào)查之后，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)管理等各方面均較為先進(jìn)、規(guī)范，生產(chǎn)產(chǎn)品流、質(zhì)量更可靠，有一定的工程業(yè)績(jī)。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐應(yīng)麟，王春江.金屬材料[M].北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

[2] 夏新民.電纜技術(shù)規(guī)格[M].廣州：廣東化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3] 合金電纜廠.合金電纜與銅/鋁電力電纜性能對(duì)比表

[S].2015.

作者簡(jiǎn)介：郭飛（1982-），男，江蘇南通人，中機(jī)國(guó)能電力工程有限公司工程師，研究方向：大中型火力發(fā)電廠建設(shè)；施蔣娟（1988-），女，江蘇南通人，中機(jī)國(guó)能電力工程有限公司助理工程師，研究方向：大中型火力發(fā)電廠建設(shè)；張煒瑋（1982-），女，上海人，中機(jī)國(guó)能電力工程有限公司高級(jí)工程師，在讀碩士研究生，研究方向：工程項(xiàng)目管理、大中型火力發(fā)電廠建設(shè)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）