鋁合金電纜性能指標與銅電纜的區別

1、鋁合金電纜材料的由來

在1965-1971年期間，美國一些采用純鋁芯電纜的建筑火災事故頻發。通過分析，其主要原因是沒有為鋁芯電纜設計專用的連接器，而是直接采用了銅芯電纜的連接器，導致鋁線與插座或開關之間發生松弛、微觀損壞、起弧，使接觸電阻增大發生過熱而引發火災。

為了扭轉這個局面，北美電纜業界從電纜產品和連接器幾個方面進行了改進，采取了以下措施。

在材料方面;美國南線、加拿大鋁業發明了8176、8030等8000系列鋁合金，提升了蠕變性能;

在電線連接方面;采用多種方法，改進連接性能，包括使用鍍錫端子、在鋁線和銅端子間增加特殊墊片、連接點涂敷抗氧化劑、設計專門的插座等;

在標準方面;通過美國UL公司，以及美國國家防火委員會(NFPA)的試驗，1985年，NEC電氣規定在2000V以下某些類型電線的鋁導體應采用8000系列鋁合金。1988年，美國材料和試驗協會(ASTM )頒布了B800標準，將6種牌號的8000系列鋁合金列入電纜導體標準

從美國發展鋁合金電纜的歷史看，有以下幾個特點;

一是因純鋁和銅連接端子的問題，導致一些事故發生;

二是8000系列鋁合金，是在純鋁材料基礎上開發的一種新型號，主要目的是提升普鋁電纜的蠕變性能，主要是為了解決接頭端子出現的問題。

三是1985年美國電氣法規規定在2000V以下某些類型電線的鋁導體應采用8000系列鋁合金。可見在美國，鋁合金電纜從來也沒有進入到中壓領域，而只是在低壓部分領域適用。

四是從1988年頒布B800標準算起，截至目前為止，美國鋁合金電纜使用的歷史不到30年。

2、8000系列鋁合金的性能

從上述兩個鋁合金標準表中可以看出，1350電工純鋁，屬于純鋁，其含鋁量為99.50%;8000系列鋁合金，屬于其他合金系列，其鋁含量超過98%，加入Si Cu Fe Me 等微量元素，總計1%-1.5%。這也就是說8000系列鋁合金只是在純鋁基礎上，加入一點微量元素，目的是改善鋁的蠕變性能，用于制造鋁合金電纜，并沒有改善鋁的其它使用性能。

因此，相對1000系列純鋁來說，8000系列鋁合金的性能沒有根本性提升，只是在抗蠕變方面有了一些改進而已。

3、8000系列鋁合金的抗拉強度比純鋁差

通過鋁合金產品標準的指標可以看出，8000系列鋁合金的機械抗拉強度比純鋁低30%，比銅低100%以上，所以從這個指標來看，采用8000系列鋁合金的電纜，如果在施工中處理不當，容易導致斷、裂痕跡出現，而這種斷、裂痕跡，無疑是電纜穩定運行中的一大隱患。

4、各種材料電纜的性能綜合比較

通過產品標準指標，可以綜合比較鋁合金電纜、純鋁電纜與銅電纜的性能。

在導電性方面，銅材料最好，純鋁次之，8000系列鋁合金不如純鋁。

在斷裂延伸率/柔軟性方面，銅材料最好，8000系列鋁合金次之，純鋁不如8000系列鋁合金。

在抗拉強度方面，銅材料最好，純鋁次之，鋁合金比純鋁差30%。

在耐腐蝕性方面，也是銅材料最好，純鋁次之，鋁合金也不如純鋁。

5、結論

通過性能比較，可以看出，使用8000系列鋁合金制造電纜，比純鋁制造電纜，只是在抗蠕變性和斷裂延伸性方面有提高，其它方面的性能不僅沒有改善，甚至還不如純鋁材料。由于8000系列鋁合金的價格高于純鋁，所以是否可以考慮使用純鋁，替代8000系列鋁合金作為制造電纜的材料。

鋁合金電纜與銅電纜相比，各項使用指標都弱于銅電纜，因此鋁合金電纜要全面替代銅電纜是不現實的。

總的來講，鋁合金電纜的開發，在銅電纜和純鋁電纜之外，為用戶提供了第三種選擇。但從我國電力體系的實際情況看，系統復雜性越高，帶來的是風險加大、維護成本上升，備品備件增加。綜合考慮這些因素，歐盟國家采取了比較現實的政策，規定電纜就采用銅和純鋁材料，而不使用鋁合金材料，這種系統性選型的思考方法，是否值得我們思考呢?