稀土高鐵鋁合金電力電纜的特點及應用

潘洋洋（中鐵四局電氣化工程有限公司，安徽　蚌埠　233000）

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稀土高鐵鋁合金電力電纜的特點及應用

潘洋洋（中鐵四局電氣化工程有限公司，安徽蚌埠233000）

由于我國銅資源比較匱乏，銅芯電纜價格一直居高不下，再加上銅芯電纜安裝成本高、施工難度大、容易老化，而稀土高鐵鋁合金電力電纜的出現(xiàn)有效的解決了這一問題，滿足了電力行業(yè)發(fā)展的需求。本文首先對稀土高鐵鋁合金電力電纜的特點進行了分析，然后對稀土高鐵鋁合金電力電纜的應用進行了探討。

稀土高鐵鋁合金；電力電纜；應用

電力電纜的形成是建立在鋁芯電纜的基礎(chǔ)上，給濾芯中加入相當數(shù)量的稀土元素以及鐵，經(jīng)過相關(guān)的專業(yè)工藝流程后，使濾芯電纜在導電性能方面出現(xiàn)較大的改善，從而開發(fā)出導電性能更好的新型電纜產(chǎn)品。該新型產(chǎn)品的導體由稀土高鐵鋁合金材料組成，絕緣層由相關(guān)的阻燃材料構(gòu)成，同時裝配技術(shù)先進，從而創(chuàng)造了電纜生產(chǎn)技術(shù)的一次飛躍。

1　新型電纜的具體特點

1.1新型電纜的概述

該電力電纜的結(jié)構(gòu)示意圖具體如圖1所示。通過在常溫情況下將銅纜及新型電纜彎成直角后發(fā)現(xiàn)新型電纜的應力反彈角度較小，同時其在安裝過程中更加有利于端子接頭的緊密結(jié)合，使相關(guān)連接的穩(wěn)定性更加堅固。

由于在新型電纜中添加了相當數(shù)量的鐵元素，因此經(jīng)過退火處理提高了其結(jié)構(gòu)的剛性，其抗蠕變性比純鋁提高了3倍，大大降低了相關(guān)事故發(fā)生的風險。

由于鋁處在空氣中時會快速的形成一層密度較大的氧化膜，從而對內(nèi)部金屬的被腐蝕產(chǎn)生了防護作用。但銅就沒有該功效，因此無法阻擋污染物向內(nèi)滲透，并且銅線的受腐蝕程度會隨著電位差的增大而加重［1］。改新型電纜中的鋁合金由于添加了稀有金屬，從而提高了導體中合金材料的耐腐性能，降低了相關(guān)金屬間的電位差。

該新型電力電纜具有重量不大、機械強度較高以及轉(zhuǎn)彎半徑小等優(yōu)點，從安裝方式的便利程度來說新型電力電纜具有更加靈活的性能。若進行新型電纜的具體施工時，如果架設的電纜數(shù)量以及切面不大的情況下，那么就可以將電纜沿墻用卡子進行固定，當電纜的數(shù)量以及截面較大時，對電纜的固定可采用較為經(jīng)濟的梯架進行。

1.2新型電纜的優(yōu)勢

該新型電纜的性能已得到國際相關(guān)部門的認可，其在產(chǎn)品的優(yōu)勢上主要表現(xiàn)為：

（1）在相關(guān)使用性能相同的情況下比銅芯電纜的價位降低了至少3成以上。

（2）與銅線相比重量更加輕便，具有導電能力相同的兩種電纜新型電纜的重量只達到銅芯電纜的一半左右。

（3）其優(yōu)越的機械性能改善了濾芯電纜的缺陷。

（4）該電纜在連接時可采用相關(guān)的緊壓絞合技術(shù)，從而保證了連接點的密實度。

（5）其使用壽命要比其它產(chǎn)品高出許多。

（6）高效的安裝速度不但可以降低2成的安裝成本，而且還能顯著縮短工期。

（7）具有超強的抗老化性能（見圖1）。

2　新型電纜的主要性能指標

圖1　稀土高鐵鋁合金電力電纜圖

該新型電力電纜完全能夠達到相關(guān)合金導線以及其化學結(jié)構(gòu)的要求，導線在規(guī)格上也能夠滿足相關(guān)的技術(shù)要求。另外在抗拉強度、伸長率以及電阻率的指標要求方面也達到當前電力對該方面的要求。該電纜的護套混合料及相關(guān)的絕緣材料的最高溫度承受能力均能保證在90℃，若在特殊的短路情況下改導線的溫度若達到250℃時其也能夠承受5s左右。利用鋁合金帶進行的連鎖鎧裝技術(shù)保證了電纜的堅固度。

3　應用情況

該新型合金電纜比傳統(tǒng)的銅芯電纜的性能更加優(yōu)越，其不論是在導電方面還是在耐火方面都有極佳的表現(xiàn)，同時具有較高的經(jīng)濟實用價值。雖然這種電纜在美國已經(jīng)得到了普遍的推廣，但在我國還屬新型產(chǎn)品，形成這種現(xiàn)狀的主要原因有以下兩點：

（1）受到我國相關(guān)技術(shù)水平落后的影響。

（2）人們?nèi)狈υ摲矫娴慕佑|以及認識。

隨著我國市場的開放及對該技術(shù)的大力推廣，使較多的國人對該技術(shù)已有初步的認識，已經(jīng)在較多用戶中得到應用，再加上我國城鎮(zhèn)化建設步伐的加快，進行城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的問題迫在眉睫，而現(xiàn)階段的銅資源又相當匱乏，對電纜的需求量在與日俱升，在此情況下該新型電纜就成了最佳的選擇類型，通過相關(guān)的計算發(fā)現(xiàn)，我國若對該產(chǎn)品的使用每年將降低相關(guān)成本在千億元之上。受此影響當前我國相關(guān)部門已經(jīng)著手制定改新型電纜的國家標準，由此給該電纜在將來的使用以及推廣提供了可靠保障。在市政工程施工中，相同電氣性能的情況下，稀土鋁合金電纜的采購成本遠比銅質(zhì)電纜的性價比更高。由于稀土鋁合金電纜的機械物理性良好，在相同載流量大小下稀土鋁合金的重量只有銅質(zhì)電纜的一半，彎曲半徑也致使銅質(zhì)電纜直徑的七倍，相對銅質(zhì)電纜來說，稀土鋁合金電纜的反彈性會低40%，有效降低了施工安裝成本。在市政工程電纜施工中，采用稀土高鐵鋁合金電力電纜主要具有以下幾個方面的優(yōu)點：

（1）具有良好的導電性能。導電率按照銅的100%進行計算，稀土高鐵鋁合金導電率只有61.8%，重量也比銅質(zhì)電纜輕。

（2）具有良好的抗腐蝕性。鋁合金表面和空氣產(chǎn)生接觸后，就會產(chǎn)生一層堅固且薄的氧化層，這種氧化層具有較高的抗腐蝕性，和空氣產(chǎn)生接觸后也不會產(chǎn)生銅銹，不需要進行維護，應用價值高。

（3）具有良好的機械性能。相較于銅質(zhì)電纜，鋁合金電纜的柔韌性要低30%左右，反彈性要比銅質(zhì)電纜低40%，延伸性要比銅質(zhì)電纜強40%。

（4）經(jīng)濟性。在相同電氣性能的情況下，使用稀土高鐵鋁合金電纜要比銅質(zhì)成本下降20%左右，在進行城市電網(wǎng)改造和城鎮(zhèn)化建設過程中，選用稀土高鐵鋁合金電纜可以產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益，應用前景廣闊。

4　案例分析

亳州北部新城一期工程為中鐵置業(yè)在安徽亳州投資土地一級開發(fā)項目。由中鐵四局電氣化公司負責施工其中的市政道路的路燈工程。在路燈工程中，路燈電纜就是采用的稀土高鐵鋁合金電纜。按照原設計是采用的是VV-5*16的銅芯電纜，當時的這種電纜價格是每60.03元，成本比較高。為了降低投資，我單位積極與設計單位、監(jiān)理單位、建設單位溝通后，進行了設計變更，最終采用稀土高鐵鋁合金電纜施工。為了保證電氣性能，采用了比銅芯電纜大一個型號的YJHLV4*25+ 1*16的稀土高鐵鋁合金電纜作為路燈的供電電纜，價格35.00元/m，設計數(shù)量為48784m，僅此一項就為建設單位減少投資額122.1萬元，經(jīng)濟效益顯著。另外，稀土高鐵鋁合金電纜相對于銅芯電纜有著便于成品保護的優(yōu)點，減少偷盜的風險。這是亳州市場第一次采用稀土高鐵鋁合金電纜替代銅芯電纜作為路燈的供電電纜，其效果完全可以和銅芯電纜相媲美，為此亳州市建設指揮部等主管單位把中國中鐵這種采用新材料的成功經(jīng)驗積極的向全市進行了推廣。

5　結(jié)論

在電力工程中使用稀土鋁合金電纜取代銅質(zhì)電纜可以節(jié)省40%的采購費用，在安裝過程中可以節(jié)省20%以上的費用。通過利用稀土高鐵鋁合金電力電纜不僅節(jié)省了投入資金，而且也促進了節(jié)約性社會的建設，具有非常廣闊的應用前景。

［1］張志新.稀土高鐵鋁合金的一些事實［J］.中國有色金屬，2014（22）：265～268.

潘洋洋（1982-），男，安徽六安人，工程師，本科，技術(shù)員。

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