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    銅纜、鋁纜、普通鋁合金電纜及稀土高鐵鋁合金電纜性能對比III

    抗老 化耐 候性

    (銅纜)

    (鋁纜)

    (普通鋁合金電纜)

    優(稀土高鐵鋁合金電纜)

     

    A、稀土高鐵鋁合金電纜,在氙燈氣候老化箱中進行人工氣侯老化試驗,測試護套材料經過1008小時燈光老化后,抗張強度和斷裂伸長的變化率都符合要求,通過了國家電線電纜監督檢驗中心的抗紫外線性能測試,具有優秀的耐候性(經受環境 氣候影響的能力),適合直接在室外敷設,減少了防護設施及其安裝施工要求。

    B、稀土高鐵鋁合金電纜絕緣材料及護套采用交聯聚乙烯(利用硅烷交聯或過氧化物交聯方法,使聚乙烯轉變成熱固性的交聯聚乙烯),相比于聚氯乙烯和聚乙烯等材料具有耐高溫、抗老化、不含重金屬、堅固耐用等特點,耐高溫可達105°C,電纜的綜合性能達到阻燃IA級、耐火I級,符合 GA306.1及GA306.2標準。在-40C條件下,成品電纜低溫彎曲及低溫沖擊試驗中,均無裂紋出現。

     

    同截面載流量

    (銅纜)

    (鋁纜)

    (普通鋁合金電纜)

    (稀土高鐵鋁合金電纜)

    單位

    100%

    59%

    導電率為銅的61%(79.9%)

    導電率為銅的61.8%(80%)

    ACS

    0.01724

    0.02826

    0.028264

    實測平均值0.0279

    Ω.mm2/m

     

    A:金相圖觀測知稀土高鐵鋁合金分子結構"韌窩"整體數量較多,分布均勻,組織密實,相比于鋁及普通鋁合金電纜,有效降低了電阻率,提高了導體載流量;

    B:在同一溫度下,稀土高鐵鋁合金的電阻率比普通鋁合金小得多,說明摻入微量稀土元素后鋁合金的導電性能大大提高。這是因為稀土元素作為表面活性元素加到合金中,使合金的鑄態組織得以細化,減小了對傳導電子的散射,從而使電阻率大幅度下降;

    C:電阻溫度系數(0-100)(1/):銅為0.00393、鋁為0.00403、普通鋁合金為 0.00403、稀土高鐵鋁合金為0.00403。

     

    電壓降散熱性

    (銅纜)

    (鋁纜)

    (普通鋁合金電纜)

    (稀土高鐵鋁合金電纜)

     

    A、稀土高鐵鋁合金導體的截面積是銅的1.5倍,代替銅測算為截面小于70的,加一個等級,70及70以上的加二個等級。由于先進的技術可達到93%~95%緊壓系數,使絞合導體線芯如實芯一般,明顯降低線芯外徑,提高導電性(銅導緊壓系數為80%)。稀土高鐵鋁合金電纜采用硅烷交聯聚乙烯絕緣,其厚度只等常規絕緣聚氯乙烯2/3厚度就能超過常規絕緣性能,外徑只比相對應銅纜 大10%~20%,由于穿管內徑是銅纜的150%,所以增加的外徑不會影響穿管;

    B、稀土高鐵鋁合金電纜通過改良電纜工藝達到集膚效應好,傳輸效率高,其接觸電阻低于銅導體,有效降低壓降,使線路損耗更低;

    C、電纜承擔負荷設計時,不但要求要達到額定載流量,還要按短路電流校驗電纜的允許最小截面,所以同樣載流情況下,稀土高鐵鋁合金電纜的溫升不會提高,由于相同物質量,體積大,分子間隙大,使得稀土高鐵鋁合金導體比銅纜更易散熱。以下從鋁及銅的散熱能力談起,把純銅和純鋁這兩種材料的一些物理特性作了個簡單對比:認為銅的導熱能力強,就是因為銅的導熱系數比鋁的要高不少(銅 401w/m.k.鋁237w/m.k),但是導體散熱能力的好壞不僅考慮材料的導熱系數有關,還和散熱面積、散熱的形狀、空氣流動等狀況有關。銅的比熱容(銅386KJ/kg.K,鋁906KJ/kg.K)比鋁更小,其溫度升得更快,似乎更容易散熱(熱力學定律,溫度梯度越大,傳熱越快)。但是,還要看它們的密度,銅的密度是鋁的3.3倍(銅8.9g/cm3、鋁2.7g/cm3),假設都是一立方厘米大小的材料,銅的重量為8.9克,讓它上升1K,需要3.4KJ的熱量,此大小下鋁的重量為2.7克,讓它上升1K,需要的熱量是2.4KJ。也就是說,單位體積下,鋁的熱容量只有銅的70%,它的散熱更快。為什么通常情況下電纜使用中,總是感覺鋁纜比銅纜散熱慢,其實這不是散熱的原因,是因為鋁導體繼續氧化電阻增大,導致溫升升高。稀土高鐵鋁合金導體抗蠕變遠高于鋁導,易彎曲,耐腐蝕,保護了導體繼續氧化,阻止了電阻增大,使得溫升不會升高,同時由于相同物質量,體積大,分子間隙大,使得稀土高鐵鋁合金導體比銅纜更易散熱。同時,稀土高鐵鋁合金電纜柔韌性比國標銅電纜高25%,延伸率高30%。 根據金屬材料“熱傳導系數與材料的柔韌性、延伸率成正比”的原理,稀土高鐵鋁合金電纜熱傳導系數優于銅電纜,有利于散熱而降溫。加上護套層使用高性能的聚乙烯硅烷絕緣材料,同等絕緣性能可以減少10%的絕緣厚度,使電纜散熱性能提高30%,有效降低能耗。

     

     


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