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随着技术发展,多种新型电线电缆研发出来,并应用于实际工程。从耐火阻燃的效果上看,火灾时延续供电时间都有所提高,达到甚至超过规范规定的火灾时的持续供电时间。例如上海高桥电缆集团研发的超阻燃电缆,其非金属含量可达到50L/m 甚至更高,这就极大地解决了线路在敷设过程中所需解决的阻燃级别问题,也极大地提高了电缆的安全性。另外中压耐火电缆采用的填充物中有氢氧化铝和氢氧化镁,这两种材料在不同的温度下会发生分解,释放出一定量的水分,使火灾时电缆在燃烧过程中单一的热传导成为热阻,达到规范规定的3h 耐火要求,从而大大提高了中压系统供电的可靠性,为低压应急供电提供了可靠的保证。另外,高桥的NG-A-1kV-4x35 隔离型矿物绝缘耐火电缆通过了英国标准协会BS-6387C.W.Z. 试验(在火灾条件下保持线路完整性的电缆性能要求,C :耐火,经受950℃火焰燃烧180min ;W :耐火防喷淋,经受650 ℃ 火焰燃烧15min 和喷水15min ;Z :耐火耐撞击,经受950℃火焰燃烧和极限冲击15min),这也是我国目前唯一通过该项试验的产品,对于我们进行建筑电气防火安全设计十分有益铜、铝合金电缆在住宅配电系统节能中的应用分析
关于铜和铝芯(或铝合金)电缆的应用,从耐火时间上看,消防线路还是应采用铜芯;对于非消防线路,缆线截面在16mm2 或35mm2 及以上时,可以采用铝芯(或铝合金)电缆。铝芯(或铝合金)电缆从供配电性能方面,与铜芯电缆无区别,但是从节能和减排方面,还是具有一定的优势。因为冶炼1t 铜和1t 铝所耗的能源差异很大,且1t 铝所能制造出来的电缆比1t铜要长。因此在北京市地方标准DB公共建筑节能设计标准》中,就有专门的条文,并用了较大的篇幅进行说明。在实际工程设计中,希望广大设计人员在保证供配电系统的安全可靠性的同时,在电气节能方面,为节能减排多做一些工作。
(1)应用中的电导率。从公式R=ρ*L/S式中:R-导体的电阻,Ω;ρ-导体的电阻率,Ωm;L-导体回路的长度,m;S-导体的截面,mm2。
得知:电阻率是固有的,对于具体工程而言,长度不变,就只有改导体的截面了。铜的电阻率为0.0172×10-6Ωm,铝的电阻率为0.0282×10-6Ωm。当铝芯截面为铜芯截面1.6倍时,就能保证同样的导电性能,也就是增加60%的导体截面,增加26%的直径。这里需要说明的是,上述铜的电阻率是对紫铜而言,而黄铜的电阻率为0.07×10-6Ωm,就远大于纯铝了。在实际节能应用中,通过紧压工艺,将铝紧度控制在0.95以上,电缆外径的增加低于26%。另外,专家、学者们在工业纯铝中加入镁、钙、硅、铁等元素制成的铝合金,其电阻率也有所降低。从而在节省大量铜材料的同时,电缆占用空间的增加也在可接受范围。
(2)应用中的载流量。电气性能相同条件下,相比于铜电缆,铝电缆直径要大1至12毫米。铝合金电缆在住宅配电系统节能的应用中,在相同导线性能满足的条件下,重量相同的铝合金电缆是铜电缆长度的两倍。故载流量一致时,铝合金电缆仅为铜电缆的一半。质量缩减的同时,亦降低了对住宅配电系统的支撑设备要求。
(3)应用中的抗蠕变性。在住宅配电系统节能的应用中,合金电缆因其特殊的热处理工艺及合金配方,使得金属在压力和受热下的蠕变倾向大大的降低,其压缩性能和抗蠕性被提高了300%之多。当实施供电中,其与锡之间亦无反应,不会受到腐蚀。电缆化学性质稳定,故障减少,使用寿命得以保障,避免了因电缆腐蚀,电阻增加所带来的线损耗。
(4)应用中的机械性能。因铝合金电缆独特的加工工艺和合金配方,使其在住宅配电系统节能应用中,柔韧性能大放异彩,比铜电缆高出了25%,铜缆的一般弯曲半径是外径的10到20倍,而铝合金电缆仅为7倍,且其电气连接具有和铜一样的稳定性。铝合金电缆所提供的配电系统在保证安全性的前提下,能提高安装效率,节省成本。
(5)应用中与电器设备的匹配。由于电器设备的接线端为铜排,因此铝合金电缆需用铜铝过渡接线端子与电器设备相连接。铜铝过渡接线端子在以前已使用了很长的一段日子,技术已很成熟了,使用起来问题不会很大。不过有一点需要注意的是,因为铝合金电缆在同等载流量的情况下,截面增加了,电器设备的接线端的铜排需要另外加工,但所增加的费用极微