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[摘要]铜与铝导体均具有导电能力,两者电阻率不同;铝合金导体随着制造工艺的完善,已解决了纯铝导体电化学腐蚀、蠕变等问题;且铝合金电缆成本低廉,作者认为铝合金电缆是可以用作住宅建筑或住宅小区的配电干线及分支主干线的。
[关键词]铜电缆 铝合金导体 电压损失
中图分类号:TU984.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)13-0180-01
1、铝合金电缆获重大技术突破
在工程应用中,判断电缆产品是否适用的重要标准是线缆的载流量。铜电缆之所以被广泛的使用,就在于铜导线的安全载流量5~8A/mm2比铝导线更高,导电率和安全性能够得到充分的保障。对于铜线缆的过度依赖,直接导致电线电缆行业用铜量占到中国用铜量的60%以上,70%要从国外进口,原材料供应紧张,每次铜价的波动都会引起线缆行业的震动。
从国外经验来看,自上世纪80年代起,大部分欧洲和美洲国家就开始用铝合金线缆代替铜线缆,在保持40多年安全使用的同时,不仅有效降低了线缆的制造成本和使用成本,而且在环保、生态等方面也受益匪浅。
现阶段,国内部分电线电缆生产企业已率先开发出新型稀土高铁铝合金电力电缆,在安全性能、电气性能、机械性能上均取得重大技术突破,完全满足国家现行标准要求。当铝合金电缆的导体截面积是铜芯的1.5倍时,两者能达到相当的电气性能,而铝合金电缆本身的优势明显:低成本,直接采购成本比铜缆低30%-40%,一般建筑节约安装施工费用20%以上,大跨度建筑可节约40%以上;重量轻,仅为同等铜缆的一半,易运输、易铺设等。对于大中型工程来说,选用铝合金电缆能实现资金、人力、物力的全面节约。
2、铝合金电缆前景广阔
除了技术上的创新,铝合金电缆的制造成本也颇具优势。作为生产铝合金电缆的主要原料,氧化铝等资源在我国的储量十分丰富,进口价格也远低于铜,是线缆企业较为理想的生产材料。这些潜在条件都将加快"以铝代铜"在国内的步伐。
此外,国内不断推出的利好政策也为铝合金电缆的推动提供了保障。首先是输电网络的不断扩大,"西电东送"、"北电南送"等国家级的战略项目,为铝合金电缆提供了广阔的应用市场;其次,国内经济持续保持平稳发展,铁路、公路、大型服务设施等建设热火朝天,经济性、耐用性俱佳的铝合金电缆势必会被更广泛的使用;还值得一提的是,节能降耗已成为我国工业领域今后一段时期内的主要目标之一。作为用电大户,节能的输电线缆必不可少。无论从原材料生产、加工、制造再到运输、安装、运行、回收,合金电缆比传统的铜芯电缆有不可比拟的经济环保优势,是铜线缆的最佳替代品。
3、铝合金电缆应用的相关规范
国外使用铝合金电缆、铝芯变压器的例子屡见不鲜。IEC标准也未对铜、铝线缆使用场所作出规定(除特殊场所外),他们看重的是场所使用者是否具备相应的电气操作知识及操作水平,这是极为人性化的做法,以住宅为例,98%的居住者不懂电,更不懂电气的正确操作,由于铝线的高温“蠕变”及截流量小等特性,在住宅内选用铜线作为配电支线是必要的、合理的。
如今,有些设计人员及审图人士依据JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》之7.4.1条:
“低压配电导体选择应符合下列规定:
1) 电缆、电线可选用铜芯或铝芯,民用建筑宜采用铜芯电缆或电线;下列场所应选用铜 芯电缆或电线:
……
2)重要的公共建筑和居住建筑;”
不允许住宅建筑或住宅小区配电主干线、分支干线选用铝合金电缆,这样做合理吗?
如何理解上述规范条文中“公共建筑和居住建筑”成为执行该条的关键。有人将上述“公共建筑和居住建筑”理解成“一栋”建筑或整个住宅小区,也有人将其理解为上述建筑的末端房间如:居住卧室、厅堂、厨房,而不是整栋建筑,当然也不是住宅小区。而第二种理解能与GB 50096-199《住宅设计规范》(2003年版)之6.5.2条2款相对应。
GB 50096-2011 之8.7.2条2款规定:“电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线,导线应采用铜芯绝缘线,每套住宅进户线截面不应小于10mm2,分支回路截面不应小于2.5mm2”,该款明确规定了对每套住宅要求采用铜线配线,即对末端配电支线选型提出要求,丝毫看不出是对整栋建筑要求的意思。
4、结语
由以上分析可知,对于居住建筑,每套住宅内采用铜线配线,而整栋居住建筑或住宅小区配电主干线或分支主干线采用铝合金电缆是可行的,也是符合规范要求的。当然,若是选用铝合金电缆,一定要注意厂家提供的铝合金电缆的电压损失即V/(A·km)等相关数据,方可进行铝合金电缆截面的选择。一种新产品的问世,难免良莠不齐,设计者及审图人员均需对其技术数据严格把关,以保证铝合金电缆的使用满足规范要求。
参考文献
[1] 中国建筑东北设计研究院.JGJ 16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50096-2011 住宅设计规范 [S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
作者简介
郑冰,男,1985年生,助理工程师,2008年7月毕业于哈尔滨工业大学电气工程及其自动化专业,现从事电气设计工作。
[关键词]铜电缆 铝合金导体 电压损失
中图分类号:TU984.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)13-0180-01
1、铝合金电缆获重大技术突破
在工程应用中,判断电缆产品是否适用的重要标准是线缆的载流量。铜电缆之所以被广泛的使用,就在于铜导线的安全载流量5~8A/mm2比铝导线更高,导电率和安全性能够得到充分的保障。对于铜线缆的过度依赖,直接导致电线电缆行业用铜量占到中国用铜量的60%以上,70%要从国外进口,原材料供应紧张,每次铜价的波动都会引起线缆行业的震动。
从国外经验来看,自上世纪80年代起,大部分欧洲和美洲国家就开始用铝合金线缆代替铜线缆,在保持40多年安全使用的同时,不仅有效降低了线缆的制造成本和使用成本,而且在环保、生态等方面也受益匪浅。
现阶段,国内部分电线电缆生产企业已率先开发出新型稀土高铁铝合金电力电缆,在安全性能、电气性能、机械性能上均取得重大技术突破,完全满足国家现行标准要求。当铝合金电缆的导体截面积是铜芯的1.5倍时,两者能达到相当的电气性能,而铝合金电缆本身的优势明显:低成本,直接采购成本比铜缆低30%-40%,一般建筑节约安装施工费用20%以上,大跨度建筑可节约40%以上;重量轻,仅为同等铜缆的一半,易运输、易铺设等。对于大中型工程来说,选用铝合金电缆能实现资金、人力、物力的全面节约。
2、铝合金电缆前景广阔
除了技术上的创新,铝合金电缆的制造成本也颇具优势。作为生产铝合金电缆的主要原料,氧化铝等资源在我国的储量十分丰富,进口价格也远低于铜,是线缆企业较为理想的生产材料。这些潜在条件都将加快"以铝代铜"在国内的步伐。
此外,国内不断推出的利好政策也为铝合金电缆的推动提供了保障。首先是输电网络的不断扩大,"西电东送"、"北电南送"等国家级的战略项目,为铝合金电缆提供了广阔的应用市场;其次,国内经济持续保持平稳发展,铁路、公路、大型服务设施等建设热火朝天,经济性、耐用性俱佳的铝合金电缆势必会被更广泛的使用;还值得一提的是,节能降耗已成为我国工业领域今后一段时期内的主要目标之一。作为用电大户,节能的输电线缆必不可少。无论从原材料生产、加工、制造再到运输、安装、运行、回收,合金电缆比传统的铜芯电缆有不可比拟的经济环保优势,是铜线缆的最佳替代品。
3、铝合金电缆应用的相关规范
国外使用铝合金电缆、铝芯变压器的例子屡见不鲜。IEC标准也未对铜、铝线缆使用场所作出规定(除特殊场所外),他们看重的是场所使用者是否具备相应的电气操作知识及操作水平,这是极为人性化的做法,以住宅为例,98%的居住者不懂电,更不懂电气的正确操作,由于铝线的高温“蠕变”及截流量小等特性,在住宅内选用铜线作为配电支线是必要的、合理的。
如今,有些设计人员及审图人士依据JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》之7.4.1条:
“低压配电导体选择应符合下列规定:
1) 电缆、电线可选用铜芯或铝芯,民用建筑宜采用铜芯电缆或电线;下列场所应选用铜 芯电缆或电线:
……
2)重要的公共建筑和居住建筑;”
不允许住宅建筑或住宅小区配电主干线、分支干线选用铝合金电缆,这样做合理吗?
如何理解上述规范条文中“公共建筑和居住建筑”成为执行该条的关键。有人将上述“公共建筑和居住建筑”理解成“一栋”建筑或整个住宅小区,也有人将其理解为上述建筑的末端房间如:居住卧室、厅堂、厨房,而不是整栋建筑,当然也不是住宅小区。而第二种理解能与GB 50096-199《住宅设计规范》(2003年版)之6.5.2条2款相对应。
GB 50096-2011 之8.7.2条2款规定:“电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线,导线应采用铜芯绝缘线,每套住宅进户线截面不应小于10mm2,分支回路截面不应小于2.5mm2”,该款明确规定了对每套住宅要求采用铜线配线,即对末端配电支线选型提出要求,丝毫看不出是对整栋建筑要求的意思。
4、结语
由以上分析可知,对于居住建筑,每套住宅内采用铜线配线,而整栋居住建筑或住宅小区配电主干线或分支主干线采用铝合金电缆是可行的,也是符合规范要求的。当然,若是选用铝合金电缆,一定要注意厂家提供的铝合金电缆的电压损失即V/(A·km)等相关数据,方可进行铝合金电缆截面的选择。一种新产品的问世,难免良莠不齐,设计者及审图人员均需对其技术数据严格把关,以保证铝合金电缆的使用满足规范要求。
参考文献
[1] 中国建筑东北设计研究院.JGJ 16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50096-2011 住宅设计规范 [S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
作者简介
郑冰,男,1985年生,助理工程师,2008年7月毕业于哈尔滨工业大学电气工程及其自动化专业,现从事电气设计工作。