铝合金电缆的运营维护 电缆在运营过程中我们需要关注电缆的电能损耗、抗蠕变性、防腐性、阻燃性及使用寿命等多种特性。 1、电能损耗: 电缆线路的损耗计算公式:三相线路中有功及无功功率损耗计算公式为: 有功功率损耗 △PL=3I2jsR/103 (KW); 无功功率损耗 △QL=3I2jsX/103 (kvar)。 式中: R每相线路电阻(Ω),R=R’L; X每相线路电抗(Ω),X=X’L; L线路计算长度(KM); Ijs 计算相电流(A); R’、X’线路单位长度的交流电阻及电抗(Ω/km)。 我们以400V供电线路,三相负载平衡、线路电流为电缆在空气中敷设的安全载流量、功率因数取0.8,线路长度为100米建立模型。得到如下数据: 由上表可知,在相同的运行电流情况下,铜缆与放大截面的铝合金电缆在线路损耗(或电能损耗)方面基本一致。 2、抗蠕变性: 固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象称为蠕变。电缆在敷设和连接的过程中会长期受到应力的作用。如果抗蠕变性很差, 安装一段时间后, 连接处容易松弛, 造成接触电阻增大, 形成线路安全运行的隐患。而合金电缆让合金元素作为溶质原子溶入铝基体,形成固溶体。形成固溶体后,晶格结构有一定畸变,晶格畸变增大位错运动的阻力,使金属的滑移变形变得更加困难,从而提高合金的强度和硬度,同时抗蠕变性能也得到显著改善。使合金电缆与铜缆一致的抗蠕变性。 3、防腐性能: 铝特有的防腐性能来自铝表面与空气接触自然形成的氧化层, 这种氧化层能耐受多种腐蚀。碱性土壤和某些类型的酸性土壤环境对铝有较大的腐蚀性, 所以裸铝铠装电缆(无PVC 护套的自锁型铠装电缆)不能直埋敷设, 需使用模压护套来防止腐蚀。而在如铁路隧道和其它类似含硫环境中, 铝的抗腐蚀性能优于铜。 4、阻燃性能: 铠装铝合金电缆的绝缘采用的是低烟无卤的XLPE ( 交联聚乙烯) 材料, 加之其独特的自锁型铠装结构, 使其达到低烟无卤阻燃IA 级, 这种电缆在燃烧时的透光率达到了99 % (标准要求IA 级透光率≥ 80 %), 只产生极微量的烟雾, 发生火灾时减少了对人身的二次伤害, 有利于及时疏散和救援。自锁型铠装电缆的铝合金铠带散热性好, 可以很快带走热量, 其阻燃特性优异, 在火焰撤走后能迅速熄灭, 不会延燃其他材料。通过燃烧试验对比, 供火40 min 炭化高度只有0.15 m, 远低于国家标准《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第33部分: 垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验A 类》(GB / T 18380. 33 - 2008) 的阻燃电缆炭化高度2.50 m 的要求。但由于铝的熔点是660 ℃, 因此火灾发生时需要连续供电的消防线路不能采用铝合金电缆, 但其它要求低烟无卤阻燃的供电回路均可采用自锁型铠装铝合金电缆。 5.使用寿命 由于国内引进铝合金电缆的时间较短。运行时间可参照的项目不多。但世德合金电缆在北美有40年的安全无故障运行时间。 铝合金电缆载流量 电力电缆的载流 量是指在允许温度下,电缆导体允许通过的电流。在设计选用电缆时,应使电缆各部分损耗产生的热量不会超过电缆允许温度,在大多数情况下,电缆 的传输容量是由电缆温度限度所确定,电缆的允许温度,主要取决于所用绝缘材料的热老化性能,因为电缆工作温度过高,绝缘材料老化会加速,电缆寿 命大缩短。如果电缆在允许温度以上运行,电缆将30年安全工作。 XLPE是交联聚乙烯英文名称的缩写,聚乙烯是一种线性分子结构,在高温下极易变形。交联聚乙烯过程使其变成一种网状结构。这种结构即使在高温下也一样具有很强的抗变形能力。 交联聚乙烯极佳的抗老化特性及耐热变形决定了在正常运行温度(90C)短时故障(130C)及短路(250C)条件下可允许大电流通过。正因为它的运行温度比聚氯乙烯高20C,具有优异的抗热化性能,增加绝缘的抗老化性能,寿命大大增加。 铝合金电缆与铜电缆参数比较 技术参数是设备资料选择的一项重要指标。以AA8030铝合金导体为样本与铜导体进行对比。技术参数中我重点关注电缆载流量及电压损耗。 铝合金的密度仅为电工铜的1/3电阻率为铜的1.6倍;导电率为铜的61.8%抗拉强度为铜的1/2左右;屈服强度及伸长率与铜的下限值