第十期《解析铝合金电缆在住宅配电系统中的不适用性》一文存在问题
本帖最后由 tony_chxn 于 2010-11-22 11:27 编辑长久以来，人们对建筑用低压电缆的选择，通常是以铜为主。认为铜导体在电气性能及可靠程度上都高于其他导体，是用作电缆材料的不二选择。但铜作为地球上的一种稀缺资源，尤其是在我们国家，矿藏量十分有限，铜矿石大量依赖进口。在倡导节能环保、可持续发展的大环境下，我们是不是应该突破固有的使用习惯，在适用的条件下，去接受更加经济且环保的铝合金电缆呢？
众所周知，任何新事物、新科技的产生，必然会触动既有行业经济团体的利益，以致招来大量非议，受到同行及竞争对手排挤、打压。但随着越来越多的人逐渐了解并接受这种新鲜事物，以往陈旧的理念理所当然地会被历史的洪流所淘汰。就像现在，众多的设计师和业主基于其性能可靠，经济节约，绿色环保等考虑，纷纷开始选用铝合金电力电缆，恰恰说明铝合金电力电缆适用于中国市场，是非常符合中国国情的产物，同时能够满足很多场合应用的需求，有着广阔的市场和生命力。
关于铝合金电缆在国外住宅项目中应用的质疑
8000系列铝合金导体不同于以往的纯铝导体，经过一系列的工艺技术，通过在纯铝中添加铁、镁及其他一些金属元素后，其电气性能与纯铝基本相当，机械性能大幅改善，在抗蠕变、柔韧性、耐腐蚀及屈服强度上均接近甚至超越了铜导体。在8000系铝合金导体的发源地北美地区，包括加铝电缆在内有很多企业都在生产并销售以铝合金为导体的电缆产品，早在30多年前铝合金电缆就已经被广泛应用于包括住宅、 商业、工业及军事等众多项目中，并且运行良好。
铝合金电缆在美国﹑加拿大和墨西哥的安装案例请详见附件，下左图是美国业绩表中的关于住宅业绩一页（截止到2000年，美国业绩表中典型安装项目共有71页，具有代表性的住宅工程有近150项；加拿大的典型安装工程有35页，具有代表性的住宅工程有近160项）下右图是加拿大业绩表中关于住宅业绩的一页。（可以看到早在1973年卡尔加里的洲际公寓二期的应用）。
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关于铝合金电缆连接性能实验标准的质疑
很多不懂得电气原理的人通常以为铝-铝连接不可靠，可以说是谈铝色变。但目前我们使用的是铝合金导体而非纯铝，由于向纯铝中添加了合金成分，能够有效地改善及抑制纯铝材料的蠕变特性，已经使得连接性能大幅提高。同时希望读者能够客观地分析一下，我们以往所认为的铝不可靠，到底是铝材料不稳定，还是接头不可靠，还是安装时候的工艺原因呢？
下面一段文字摘自 《加拿大皇家调查委员会关于铝线的法案》
1957年，凯撒铝制电气产品（Kaiser Aluminum Electrical Products）使用凯撒（Kaiser ）铝类型NM电缆（Ka-Flex）为西弗吉尼亚州雷文斯伍德的99套公寓布线。连续运行六年后，凯撒（Kaiser ）的工程师于1963年检查了这些设施，未发现任何与开关、装置或者负载中心相关的问题。Scotchlok连接器用于装置上的铜－铝连接。在其他的结论中，调查人员决定不应再将使用密封剂视为全部铝连接的强制规定。
I•F•马蒂瑟和S• M•加特（1970年）指出，EC级铝电线不是特别适用于小电线尺寸（小于AWG-8 , *注： 等同于公制 8.37mm2），因为它容易产生刻痕，而且蠕变应力低、热稳定性差。然而，已经开发出了多种新型合金电线。看上去这些新型电线已经克服了这些问题，因为它们强度比较高、延展性较好，而且在200℃时它们的机械特性几乎保持不变，在接近275℃时周期为数小时。
在美国国家标准局（NBS）的报告 NBSIR 75-677（1974年12月）和 NEISS 新闻（1975年7月，第4期）中报告了在美国的支路布线的铝电线年表。本章节的其他内容摘自这两个来源。
1966年前，美国安全检测实验室（UL）认可在任何“一般用途接线设备”上使用铝制支路电线，使用无螺钉推入式接线端子的除外。在退火回火方面，一般用途的 EC级铝合金不能满足15 000至22 000 psi的极限抗拉强度要求，因此，必须用于部分退火或者加工硬化回火。
对于铝导线，UL公布了下列要求，自1971年4月1日起生效：
抗拉强度：15 000 psi（最小） 20 000 psi（最大）；
UL规定铝导线材料满足下列要求，自1971年6月1日起生效：
机械和热试验要求：
极限抗拉强度：15 000 psi（最小） 屈服强度：11 000 psi（最小）；延伸率：8%（最小）
热稳定性：在200℃时加热4小时后，极限和屈服强度均不应小于上述规定，或者不小于“原样”强度的90%，取二者中的较大数值。
20世纪70年代初期，UL提议导线和设备均应经受热循环试验。制造商开发了新型合金，针对以前的EC级支路电路导线，具有较高的强度和延展性，较低的蠕变率和应力松弛，以及改进了的热稳定性。这些结果的详细内容将在随后的章节中给出。
1972年8月，UL和电气行业组织了一个“在电气接线系统中，有关使用具有接线设备的铝导线的特别委员会”。1972年9月，UL修订了试验规格，以便列名铝电线，并且批准了满足这些规格的第一根电线。
实际上，低压配电系统中故障出现最多的地方是电气接头处。最主要的担心之一是电化学腐蚀问题，但通过铜铝过渡端子已经能够成功地解决此类问题，我们能够通过苛刻的测试来验证并推算其长期的可靠性。铝或铜端子及中间接头的连接是否可靠，以及能否在寿命周期内保持稳定的电气连接，是依据国家标准GB/T 9327《额定电压35kV(Um=40.5kV)及以下电力电缆导体用压接式和机械式连接金具 试验方法和要求》（修改采用IEC 61238-1:2003）的测试结果来评判；北美地区按照UL486B的测试。IEC和UL两大标准体系对于端子连接都是采用热循环试验的方法来评价金具与电缆连接的可靠性和稳定性。
UL和IEC 早已认可了评价铝或铝合金线缆与端子连接的试验方法，且在这之后无数的项目应用案例都能够证明这种实验方法是科学的，是可靠的。
下图是铝合金导体与铜铝过渡端子连接的测试内容：
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试验中将端子和电缆导体通过大电流升温到120℃，并处于稳定状态，然后自然冷却使金具和电缆导体降温至室温（35℃以下）， 分别记录高温及室温下，每个连接金具和基准导体的电阻和温度，经过1000次循环后，将试验电阻值和原始连接电阻值做对比，分析其连接是否稳定。
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相反，在空气中，铜会持续不断地氧化，而锡、铝等材料可在表面形成致密氧化层，阻止内部金属被继续氧化，
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关于铝合金电缆需要经常维护的质疑
首先，应该说明的是铝合金电缆在北美有近40年的应用历史，绝大部分项目的供电至今仍在运行，安全可靠性毋庸置疑。我国有些项目存在的电气火灾，一方面是由于电器质量参差不齐，少数电线电缆厂家为降低成本，使用劣质绝缘、护套材料导致电缆老化速度快，寿命减少；另一方面，随着居民生活水平的提高，用电设备大量增加，线路上运行电流远超过原设计，经常遇到居民家中用电设备多，总是跳闸，于是把开关换成更大规格的，继续使用的情况，致使电线电缆超负荷运行，寿命迅速降低；另外，电线电缆持续载流量的设计与实际运行可能产生偏差，这也是线缆老化的主要因素之一。
类似以上这几种情况，并不能成为选用铝合金电缆的阻碍，同样问题在铜缆上也会发生。但我们可以放心的是，现在的住宅项目，设计由具有相应资质的设计院进行，施工由具有相应资质的机电安装公司完成，监理则对安装质量负责，项目交付后，每个小区都有电工，进行专业的检查与维护。物业费中已包含正常维护的费用，且电工作为特种作业人员是需要取证上岗的，铜铝连接等问题是必修基础理论和实操内容。
其实，我们并不需要为铝合金电缆的维护大伤脑筋，只要选择正规大厂的名牌产品，且安装严格按照程序进行，其运行中的维护工作并不比铜缆复杂！
关于铝合金电缆载流标准的质疑
我国电线电缆行业标准中，所有低压电力电缆制造均遵从GB12706.1-2008， «额定电压lkV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件:第1部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)电缆»的制造标准生产，电缆的导体按照GB/T3956-2008生产。GB/T3956-2008<电缆的导体>中有明确的规定,可以采用第1种或第2种镀金属层或不镀金属层退火铜导体或是铝或铝合金导体。
而我国电线电缆载流量标准GB/T 16895.15-2002《建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第523节：布线系统载流量》（等同采用IEC 60364-5-523），第523.1.4 条 第3款 指出：本标准的表格中的数值 是按IEC60287计算得出，其中电缆尺寸取自IEC60502中1kV及以下电压等级的电缆，导体电阻取自GB/T 3956。
通过以上这些，希望广大读者及用户能够给予铝合金电缆正确且客观的评价，我们在不违背科学的前提下应该全面地了解事实。主观臆断地通过片面的质疑，把特定条件下发生的且发生几率很低事实放大后展现给大众，而将其积极成熟的一面隐藏，这不仅仅是一种不负责任的行为， 更是对设计师知情权的剥夺。
中国是个贫铜富铝的国家， 据国土资源部数据， 2008年探明铜矿的储量 2.89亿吨， 同时铝土矿的储量达到 73.51亿吨。 近年来我们国家每年在电线电缆业上的用铜量达到300多万吨，且长期依赖进口。而与此同时，欧洲、美国、加拿大等发达国家已经在工业与民用配电中大量使用铝或铝合金作为导体的电缆产品，难道我们不应该提倡利用资源优势，更加合理的应用铝资源吗？
用铜还是用铝是技术范畴，满足要求自然可以放心大胆的用。历史潮流是向前的，客观的选用铜、铝及铝合金材质作为导体必是建筑电气的基本准则之一。 先占个位置。 呵呵，加铝的反击。
呵呵，反击的很到位。加铝本身的细节资料公布的不很多，样本也没写很全，容易导致误解。我也发一个载流量的数据上来大伙看一看。但是加铝配套的附件太少了，传统的配电系统连接方式如T接等都比较缺乏手段，目前仍仅有穿刺线夹一种。另一个是外绝缘的阻燃性能，也应该再推广一下无卤型的，带铠的虽然阻燃级别高但毕竟不方便。 呵呵，谢谢大家支持
其实第十期那篇文章确实存在不准确之处，文中所引论据的出自一篇IEEE的论文，原文发表于在1985年3月，题为《Evaluation of an aluminum conductor material for branch circuit applications》，根据字面及文章内容应译为《分支回路中铝质导线的评价》。从这篇文章的试验目的看，该试验研究的目的只针对户内布电线，文中开篇即提到其研究是针对北美的户内布电线的，显然此项研究的结论也是针对户内布电线的。
另外，从文中试验的方法看，旋接连接器并不适合评估干线电缆的连接，根据国标的规定，旋转连接器只适用于户内布电线，而非配电系统中的干线电缆。
从连接力矩看，并不符合干线电缆的连接要求，文中提到“两导线绞接时施加的力矩为0.4N*m,这一力矩值接近用人手作用于连接器和导线的最大值”。干线电缆的接续多由机械或压接式端子与电缆相连，而端子与断路器等设备相连的螺栓力矩值远大于试验中力矩。
所以，《解析》一文在混淆了户内布电线和配电干线概念的前提下，使用不足以评价干线电缆连接性能的试验作为论据，进而得出铝合金电缆在住宅配电系统中的不适用性，确实是荒谬的，不可接受的。 谢过楼主，长知识。
这个是年初我在坛子上提过的问题，可否赐教。
http://www.jzdq.net.cn/club/thread-16239-1-1.html 曾在网上淘了个《加铝电缆公司安装指南》，放在下载区，供参考。
http://www.jzdq.net.cn/club/viewthread.php?tid=17883&extra= 难道tony_chxn 是天津加铝的胡工？ 学习中。。。。。。 在以铝代铜的年代用过铝线，那玩意真不行。
通电之后会变软，接头容易氧化，短路之后，可能就是老诚说的，熔断面很不规则。。。。不好用。。。
至于这个合金，就不知道了，没用过，也没有了解过。。。。 我对铝线的感觉与冷斑相同--------接头处那白呼呼的氧化层
经不起折几下就断了
在本地有时间没看到过用铝线了 中国稀土丰富，合金以后，应该有前景的。
中国铝业，加油呀。 学习讨论，持续关注，楼下继续！！！ 顶你个肺。。。。哈哈哈哈。。
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