铝合金低压电力电缆的结构设计及制造技术

曹伟

(天津六〇九电缆有限公司天津301700)

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也日新月异。从国际电缆行业发展中我们可以看出，“以铝节铜”已经成为其发展的重要趋势，加上科学技术的进步，铝合金的应用范围更广，其在电缆工业中的作业也更加明显。基于此，本文就铝合金在电缆工业中的应用与前景进行分析和研究，希望可以为相关领域的研究提供借鉴。

关键词：铝合金低压电力电缆；结构设计；制造技术

引言

近年来，我国在经济上得到了一定的发展，随之对于各种技术的要求也越来越高，为跟随时代的脚步，必需要使工业产品具有先进性，但是要求在其经济上使具有合理性的，一般状况下，这两种是处于一个相互制约的情况下，既是对立的但又有着统一的关系。为了使这两者之间的矛盾有效的处理，必须要进行技术经济分析，目前我国呈现出城市化趋势，对于中低压电力电缆的需求也在慢慢增加，因此，分析中低压电力电缆的技术经济是非常有必要的。

1中低压电力电缆的技术分析

对我国比较侧重的三种中低压电力电缆的技术进行分析比较，主要是比较不同电力电缆的热性能、电气性能以及机械物理性能，首先是交联电缆，这种电力电缆在电气性能上还是比较好的，其他两个方面在性能上在实践中应用的还是比较好的，并且这一种的附件是非常简单的，因此，在出现什么问题的时候，对其进行修护也是比较方便的，但是这种电力电缆在外径上还是显得比较大的，铠装电缆比较明显。

其次是油纸电缆，其在电气性能和耐热性能上相比较交联电缆会好一点，并且其外径会比较小，不同于交联电缆，其附件是属于比较复杂的，在进行安装的过程中，或者是出现问题进行维修的过程中会比较麻烦，非常的不方便。并且其是用金属铅来护套的，只能适用于一些振动比较少的环境，相反，对于一些较大的振动环境就不能够很好的适用，因此，其在使用的环境以及场合上会受到不同程度的限制，具有一定的局限性。

最后是聚氰乙烯电缆，其在外径上是比较小的，并且在附件上也是比较简单的，在对其进行安装、出现问题进行维修以及定期修护的时候，在操作的时候都比较方便，但是这一种电力电缆在三种里面电气以及耐热性能相对而言是比较弱的，没有其他两种的性能强。电力电缆的性能在不同程度的电压下有着不一样的重要性，程度越低的电缆，在对其的机械物理性能上，电力电缆附件的难易程度都有着重要要求；程度越高的电缆，在其电气和耐热性能上有着较高的要求。因此，不同的固定性能就将电力电缆的使用范围进行分类，其中交联电缆最适合应用于中高压程度，油纸电力电缆最适合应用于中压程度，以及聚氰乙烯电力电缆最适合应用于低压程度。

2铝合金在电缆工业中的应用

2.1在配电导线中的應用

铝合金导体电缆的应用，可为用户降低线路投资，可广泛应用于办公、商业、文化、媒体、体育、医疗、学校、交通、住宅等民用建筑和工业建筑中低压配电线路中。但也应注意到，当前国内铝合金导体电缆的产品质量良莠不齐，质量优劣相差很大，广大电气工作者应擦亮双眼，杜绝伪劣假冒，在产品的选用中应把好关口。比如，在进行喀什地区县级市建设过程中，便对铝合金导体电缆进行应用，其在投入方面仅仅投入了1000万的前期稀土铝合金导体电缆采购，相比较（传统/铜）导体电缆节省了大量的资金。其在钢结构厂房中，由于铝合金的密度约为铜的1/3，导电率为铜的61.5%，所以在相同载流量下，铝合金电缆的重量比铜缆轻一半。当铝合金电缆的截面是铜缆的1.5倍时，两者的电气性能相同。在较为复杂的厂房中，铝合金导体添加了铁、铜、锌、镁、稀土等多种金属元素，加上其所具有的独特的热处理工艺，让其在受热和受压力的情况下，能够产生“蠕变”的倾向，其与纯铝相比，蠕变性能得以提高，达到了原来的三倍，与铜相比，其连接性更好，尤其是当导体退火时添加的合金元素产生了高抗蠕变性能，即使在长时间过载和过热时，也能保证连接的稳定性。

2.2在电力电缆和电气装备线缆上的应用

以前由于铝合金材料的价钱及获取的不易性，导致了铝合金在电力电缆和电气装备缆线上的应用不是特别的广泛，但不可否认铝合金材料在电力电缆和电气装备线缆上的重要作用。随着科学技术的进步，铝合金材料逐渐取代了传统铜合金导线，被广泛应用在电力电缆上，并且由于其优秀的导热性能和导电能力而被广大群众所接受，铝合金不仅仅具有良好的导热及导电能力，其优秀的耐腐蚀性能更利于电力电缆和导线的长时间使用，由于铝合金的质轻的特点被广泛利用在电气装备线缆上，并起到积极的作用。铝合金材料在电力电缆和电气装备线缆上的应用安全可靠、施工方便，具有较好的安全性能，更为重要的是铝芯电力电缆的接头技术和使用性能，通过不断的累积使用经验，逐渐完善了在氩弧焊、冷压焊等方法中的使用能力，便于铝合金电缆的使用。

2.3在绕组线上的应用

如电磁线圈、变压器和电机等都离不开绕组线的重要组成部分，而铝合金在绕组线上同样具有较好的应用。通常来说一般的电机设计寿命为20年左右，传统的铜合金的绕组线不仅产生较大的电阻造成电能能耗过高和浪费，同时产生了巨大的铜材料的消耗，对国家电力造成极大的压力，而铝合金的应用有效的降低了这种情况，如现在家庭使用的微波炉变压器、洗衣机电动机、电扇电动机等设备的电子变压器都已离不开铝合金绕组线的使用。特别是在近些年来，我国对铝合金的进一步研究已经成功的开发出铝合金绕组线制作的线圈和电抗器，对铝合金的使用和设备使用的便利已经达到了较为发达的地步。

3铝合金在电缆工业中的应用前景

铝合金在电缆工业的应用前景首先体现在架空输出和配电线路上的应用上。电工用铝在架空输电和配电线路上的应用较为重要，而铝合金材质在此方面的应用逐渐增加，并逐步实现完全取代现象。铝合金的强度和良好性能完全满足工业用的要求，因此，在今后的逐步发展过程中，铝合金材质将为架空线路提供良好的技术经济指标，逐渐发展的电工用铝、电工用退火铝、高纯铝、耐热铝合金等完全可以满足工程的特殊需要，因此铝合金在架空输电和配电线路上的应用前景极为可观。另一方面，在电力电缆和电气装备线缆上，铝合金的应用前景同样极为良好。就目前来说铝合金在电力电缆和电气装备线缆芯线的使用用量还十分有限，但是其发展前景极为明显，实芯电缆目前正被大量使用，举例来说，电工用退火和中间热处理的8000系铝合金线在北美洲等地已经被广泛应用，且在国内也很受推崇，而另一方面的高导电率和受控抗拉强度的铝合金导线也已经被成功投入使用，由此可见其充分的发展空间。至于铝合金在航空及汽车领域的应用前景已经毋庸置疑，现如今铝合金及质量好的铝线缆在航空及汽车领域的应用已经充分体现出来，由于铝合金可有效降低设备重量为航空和汽车制造业降低了机身重量，起到了节约能源的效果。并且目前铝合金电缆和薄壁电缆已经应用在飞机的使用中，并且为了方便电缆及设备的维护使用，已经配套开发出来铝线激光预标志新方法，并应用在各种飞机上，这项技术的使用表明铝合金在飞机及汽车领域的广泛应用和良好的发展前景。

结语

通过铝合金应用达到节约铜的应用已经成为国际电缆发展的大趋势，并随着各个国家的发展情况不同呈现出不同的铝合金应用情况。我国发展的大方向也同样如此，并在未来将会结合相应的科技手段促进铝合金应用效率和质量的提升。我国电缆工业的发展离不开铝合金的应用，也只有在其不断升级的过程中，才能够更好地推动电缆工业的进一步发展和应用。

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