潘洋洋（中鐵四局電氣化工程有限公司，安徽　蚌埠　233000）

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稀土高鐵鋁合金電力電纜的特點(diǎn)及應(yīng)用

潘洋洋（中鐵四局電氣化工程有限公司，安徽蚌埠233000）

由于我國(guó)銅資源比較匱乏，銅芯電纜價(jià)格一直居高不下，再加上銅芯電纜安裝成本高、施工難度大、容易老化，而稀土高鐵鋁合金電力電纜的出現(xiàn)有效的解決了這一問題，滿足了電力行業(yè)發(fā)展的需求。本文首先對(duì)稀土高鐵鋁合金電力電纜的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，然后對(duì)稀土高鐵鋁合金電力電纜的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

稀土高鐵鋁合金；電力電纜；應(yīng)用

電力電纜的形成是建立在鋁芯電纜的基礎(chǔ)上，給濾芯中加入相當(dāng)數(shù)量的稀土元素以及鐵，經(jīng)過相關(guān)的專業(yè)工藝流程后，使濾芯電纜在導(dǎo)電性能方面出現(xiàn)較大的改善，從而開發(fā)出導(dǎo)電性能更好的新型電纜產(chǎn)品。該新型產(chǎn)品的導(dǎo)體由稀土高鐵鋁合金材料組成，絕緣層由相關(guān)的阻燃材料構(gòu)成，同時(shí)裝配技術(shù)先進(jìn)，從而創(chuàng)造了電纜生產(chǎn)技術(shù)的一次飛躍。

1　新型電纜的具體特點(diǎn)

1.1新型電纜的概述

該電力電纜的結(jié)構(gòu)示意圖具體如圖1所示。通過在常溫情況下將銅纜及新型電纜彎成直角后發(fā)現(xiàn)新型電纜的應(yīng)力反彈角度較小，同時(shí)其在安裝過程中更加有利于端子接頭的緊密結(jié)合，使相關(guān)連接的穩(wěn)定性更加堅(jiān)固。

由于在新型電纜中添加了相當(dāng)數(shù)量的鐵元素，因此經(jīng)過退火處理提高了其結(jié)構(gòu)的剛性，其抗蠕變性比純鋁提高了3倍，大大降低了相關(guān)事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

由于鋁處在空氣中時(shí)會(huì)快速的形成一層密度較大的氧化膜，從而對(duì)內(nèi)部金屬的被腐蝕產(chǎn)生了防護(hù)作用。但銅就沒有該功效，因此無法阻擋污染物向內(nèi)滲透，并且銅線的受腐蝕程度會(huì)隨著電位差的增大而加重［1］。改新型電纜中的鋁合金由于添加了稀有金屬，從而提高了導(dǎo)體中合金材料的耐腐性能，降低了相關(guān)金屬間的電位差。

該新型電力電纜具有重量不大、機(jī)械強(qiáng)度較高以及轉(zhuǎn)彎半徑小等優(yōu)點(diǎn)，從安裝方式的便利程度來說新型電力電纜具有更加靈活的性能。若進(jìn)行新型電纜的具體施工時(shí)，如果架設(shè)的電纜數(shù)量以及切面不大的情況下，那么就可以將電纜沿墻用卡子進(jìn)行固定，當(dāng)電纜的數(shù)量以及截面較大時(shí)，對(duì)電纜的固定可采用較為經(jīng)濟(jì)的梯架進(jìn)行。

1.2新型電纜的優(yōu)勢(shì)

該新型電纜的性能已得到國(guó)際相關(guān)部門的認(rèn)可，其在產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)上主要表現(xiàn)為：

（1）在相關(guān)使用性能相同的情況下比銅芯電纜的價(jià)位降低了至少3成以上。

（2）與銅線相比重量更加輕便，具有導(dǎo)電能力相同的兩種電纜新型電纜的重量只達(dá)到銅芯電纜的一半左右。

（3）其優(yōu)越的機(jī)械性能改善了濾芯電纜的缺陷。

（4）該電纜在連接時(shí)可采用相關(guān)的緊壓絞合技術(shù)，從而保證了連接點(diǎn)的密實(shí)度。

（5）其使用壽命要比其它產(chǎn)品高出許多。

（6）高效的安裝速度不但可以降低2成的安裝成本，而且還能顯著縮短工期。

（7）具有超強(qiáng)的抗老化性能（見圖1）。

2　新型電纜的主要性能指標(biāo)

圖1　稀土高鐵鋁合金電力電纜圖

該新型電力電纜完全能夠達(dá)到相關(guān)合金導(dǎo)線以及其化學(xué)結(jié)構(gòu)的要求，導(dǎo)線在規(guī)格上也能夠滿足相關(guān)的技術(shù)要求。另外在抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率以及電阻率的指標(biāo)要求方面也達(dá)到當(dāng)前電力對(duì)該方面的要求。該電纜的護(hù)套混合料及相關(guān)的絕緣材料的最高溫度承受能力均能保證在90℃，若在特殊的短路情況下改導(dǎo)線的溫度若達(dá)到250℃時(shí)其也能夠承受5s左右。利用鋁合金帶進(jìn)行的連鎖鎧裝技術(shù)保證了電纜的堅(jiān)固度。

3　應(yīng)用情況

該新型合金電纜比傳統(tǒng)的銅芯電纜的性能更加優(yōu)越，其不論是在導(dǎo)電方面還是在耐火方面都有極佳的表現(xiàn)，同時(shí)具有較高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值。雖然這種電纜在美國(guó)已經(jīng)得到了普遍的推廣，但在我國(guó)還屬新型產(chǎn)品，形成這種現(xiàn)狀的主要原因有以下兩點(diǎn)：

（1）受到我國(guó)相關(guān)技術(shù)水平落后的影響。

（2）人們?nèi)狈?duì)該方面的接觸以及認(rèn)識(shí)。

隨著我國(guó)市場(chǎng)的開放及對(duì)該技術(shù)的大力推廣，使較多的國(guó)人對(duì)該技術(shù)已有初步的認(rèn)識(shí)，已經(jīng)在較多用戶中得到應(yīng)用，再加上我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，進(jìn)行城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的問題迫在眉睫，而現(xiàn)階段的銅資源又相當(dāng)匱乏，對(duì)電纜的需求量在與日俱升，在此情況下該新型電纜就成了最佳的選擇類型，通過相關(guān)的計(jì)算發(fā)現(xiàn)，我國(guó)若對(duì)該產(chǎn)品的使用每年將降低相關(guān)成本在千億元之上。受此影響當(dāng)前我國(guó)相關(guān)部門已經(jīng)著手制定改新型電纜的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，由此給該電纜在將來的使用以及推廣提供了可靠保障。在市政工程施工中，相同電氣性能的情況下，稀土鋁合金電纜的采購(gòu)成本遠(yuǎn)比銅質(zhì)電纜的性價(jià)比更高。由于稀土鋁合金電纜的機(jī)械物理性良好，在相同載流量大小下稀土鋁合金的重量只有銅質(zhì)電纜的一半，彎曲半徑也致使銅質(zhì)電纜直徑的七倍，相對(duì)銅質(zhì)電纜來說，稀土鋁合金電纜的反彈性會(huì)低40%，有效降低了施工安裝成本。在市政工程電纜施工中，采用稀土高鐵鋁合金電力電纜主要具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

（1）具有良好的導(dǎo)電性能。導(dǎo)電率按照銅的100%進(jìn)行計(jì)算，稀土高鐵鋁合金導(dǎo)電率只有61.8%，重量也比銅質(zhì)電纜輕。

（2）具有良好的抗腐蝕性。鋁合金表面和空氣產(chǎn)生接觸后，就會(huì)產(chǎn)生一層堅(jiān)固且薄的氧化層，這種氧化層具有較高的抗腐蝕性，和空氣產(chǎn)生接觸后也不會(huì)產(chǎn)生銅銹，不需要進(jìn)行維護(hù)，應(yīng)用價(jià)值高。

（3）具有良好的機(jī)械性能。相較于銅質(zhì)電纜，鋁合金電纜的柔韌性要低30%左右，反彈性要比銅質(zhì)電纜低40%，延伸性要比銅質(zhì)電纜強(qiáng)40%。

（4）經(jīng)濟(jì)性。在相同電氣性能的情況下，使用稀土高鐵鋁合金電纜要比銅質(zhì)成本下降20%左右，在進(jìn)行城市電網(wǎng)改造和城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中，選用稀土高鐵鋁合金電纜可以產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用前景廣闊。

4　案例分析

亳州北部新城一期工程為中鐵置業(yè)在安徽亳州投資土地一級(jí)開發(fā)項(xiàng)目。由中鐵四局電氣化公司負(fù)責(zé)施工其中的市政道路的路燈工程。在路燈工程中，路燈電纜就是采用的稀土高鐵鋁合金電纜。按照原設(shè)計(jì)是采用的是VV-5*16的銅芯電纜，當(dāng)時(shí)的這種電纜價(jià)格是每60.03元，成本比較高。為了降低投資，我單位積極與設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位溝通后，進(jìn)行了設(shè)計(jì)變更，最終采用稀土高鐵鋁合金電纜施工。為了保證電氣性能，采用了比銅芯電纜大一個(gè)型號(hào)的YJHLV4*25+ 1*16的稀土高鐵鋁合金電纜作為路燈的供電電纜，價(jià)格35.00元/m，設(shè)計(jì)數(shù)量為48784m，僅此一項(xiàng)就為建設(shè)單位減少投資額122.1萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。另外，稀土高鐵鋁合金電纜相對(duì)于銅芯電纜有著便于成品保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，減少偷盜的風(fēng)險(xiǎn)。這是亳州市場(chǎng)第一次采用稀土高鐵鋁合金電纜替代銅芯電纜作為路燈的供電電纜，其效果完全可以和銅芯電纜相媲美，為此亳州市建設(shè)指揮部等主管單位把中國(guó)中鐵這種采用新材料的成功經(jīng)驗(yàn)積極的向全市進(jìn)行了推廣。

5　結(jié)論

在電力工程中使用稀土鋁合金電纜取代銅質(zhì)電纜可以節(jié)省40%的采購(gòu)費(fèi)用，在安裝過程中可以節(jié)省20%以上的費(fèi)用。通過利用稀土高鐵鋁合金電力電纜不僅節(jié)省了投入資金，而且也促進(jìn)了節(jié)約性社會(huì)的建設(shè)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

［1］張志新.稀土高鐵鋁合金的一些事實(shí)［J］.中國(guó)有色金屬，2014（22）：265～268.

潘洋洋（1982-），男，安徽六安人，工程師，本科，技術(shù)員。

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