全球熱議:鋁芯電纜型號(hào)怎么表示（鋁與銅的材料特性）

2022-12-20 09:23:40來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)

鋁芯電纜型號(hào)（鋁芯電纜型號(hào)怎么表示）

(相關(guān)資料圖)

作者針對(duì)新建工廠一邊倒的選用鋁芯電纜的狀態(tài)，從銅資源緊缺與價(jià)高，鋁資源豐富與價(jià)平的現(xiàn)狀出發(fā)，倡導(dǎo)工程設(shè)計(jì)有選擇性地，推廣應(yīng)用鋁芯電纜。分析了銅芯電纜與鋁芯電纜的材料特性與物理性能。提出了鋁芯電纜的技術(shù)選型方法及熱穩(wěn)定性校驗(yàn)方法。進(jìn)行了鋁芯電纜工程應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效果分析。

目前鋁芯電纜的應(yīng)用現(xiàn)狀

電力電纜按線芯的用材可分為銅芯電纜和鋁芯電纜，常用的銅芯電纜型號(hào)為YJV和VV；鋁芯電纜的型號(hào)為YJLV和VLV。鋁芯電纜在上世紀(jì)七，八十年代推廣用得比較好。一般的中小型工廠基本上都是選用鋁芯電纜。而且，電動(dòng)機(jī)和變壓器也有鋁芯線圈。

從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始至今，電力電纜應(yīng)用基本上是銅芯電纜占據(jù)。在一些大型工廠，無(wú)論是主體設(shè)備還是附屬設(shè)備全都是使用銅芯電纜。例如，某廠2X2500m3高爐煉鐵廠建于2009年，電氣工程全部使用銅芯電纜。

其實(shí)在如水渣轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶應(yīng)用鋁芯電纜既可滿足供配電需要又可以節(jié)省大量的寶責(zé)資金。之所以會(huì)出現(xiàn)一邊倒的選型，一是過(guò)分強(qiáng)調(diào)可靠性；二是忽視了投資的經(jīng)濟(jì)性。只要選型得當(dāng)，鋁芯電纜一樣可滿足應(yīng)用要求，而且經(jīng)濟(jì)性較佳。

鋁與銅的材料特性

鋁的元素符號(hào)為Al，原子量為27，核外電子數(shù)13，最外層電子數(shù)為3.。銅的元素符號(hào)為Cu，原子量為64，核外電子數(shù)29，最外層電子數(shù)為1。

影響導(dǎo)電材料載流量的是電阻率。鋁的電阻率是0.0294Ω mm2/m，銅的電阻率是0.01851Ω mm2/m。兩者的比率是0.0294/0.01851=1.59。鋁的密度是2700kg/m3，銅的密度是8900kg/m3。銅單位體積內(nèi)自由電子數(shù)多于鋁，故銅的導(dǎo)電性要好于鋁。鋁的熔點(diǎn)是660.40C，銅的熔點(diǎn)為10830C。

從鋁和銅的材料特性上看，鋁的電阻率是銅的1.59倍。在通過(guò)同樣大的電流時(shí)，同樣截面積的鋁芯電纜的發(fā)熱量為銅芯電纜的1.59倍。銅的熔點(diǎn)比鋁要高400多度，在使用鋁芯電纜時(shí)，應(yīng)該通過(guò)截面積的合理選擇來(lái)確保電纜在運(yùn)行時(shí)不出現(xiàn)高溫。

由于鋁密度比銅密度要少，在同柱重量下，鋁電纜的長(zhǎng)度比銅電纜長(zhǎng)度長(zhǎng)許多。所以，從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，應(yīng)在附屬設(shè)備盡量選用鋁芯電纜，以降低供配電的投資金額。

鋁芯電纜技術(shù)選型方法

1 鋁芯電纜應(yīng)用范圍探討

由于鋁芯電纜電阻率是銅芯電纜的1.59倍，以及銅芯電纜的高溫過(guò)載性要優(yōu)于鋁芯電纜，在一些國(guó)防及國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目，以及大型聯(lián)合企業(yè)的關(guān)鍵流線用銅芯電纜可靠性更高。鋁芯電纜應(yīng)用定位于三級(jí)負(fù)荷較妥。

對(duì)于用電負(fù)荷分級(jí)，強(qiáng)調(diào)的是供電的可靠性，但并沒(méi)有具體到采用什么材料電纜進(jìn)行供配電。在三級(jí)負(fù)荷上大量應(yīng)用鋁芯電纜，可取得好效果。例如大型聯(lián)合企業(yè)除流水線外的配套工程，后勤服工程，輔助工程。

這些工程短時(shí)停電不會(huì)影響到流水線的生產(chǎn)。例如2500m3高爐的排水, 鑄鐵, 除塵等附屬工程均可以來(lái)用鋁茌電纜. 中小型工廠的供配電也可大量應(yīng)用鋁芯電纜.。例如中小型水泥廠的供配電. 另外, 一些小型的工廠作坊, 建筑工地的建筑機(jī)械都可以采用鋁芯電纜供電。

2 常用鋁芯電力電纜載流量及截面積選擇

1kV交聯(lián)聚氯乙烯電力電纜載流量如表1所示（Qe=650C）。

表1

鋁芯電纜的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)

對(duì)于10 KV重要負(fù)荷鋁芯電纜應(yīng)進(jìn)行熱穩(wěn)定性校驗(yàn). 驗(yàn)算鋁芯電纜的熱穩(wěn)定性時(shí), 短路點(diǎn)按下述情況確定:

(1) 不超過(guò)制造長(zhǎng)度的單根電纜, 短路發(fā)生在電纜的末端。

(2) 有中間接頭的電纜,. 短路發(fā)生在每一縮減電纜截面積線段的首端; 電纜線段為等截面積時(shí), 則短路發(fā)生在并列點(diǎn)后。

(3) 無(wú)中間接頭的并列連接的電纜, 短路發(fā)生后在并列點(diǎn)后。

鋁芯電纜在滿足短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)時(shí), 最小截面積Smin=(I∞/C√-tj)x103 (mm2) (1)

式中, I∞—-穩(wěn)態(tài)短路電流KA;

C—熱穩(wěn)定系數(shù),YJLV型C=80,VJLV型C=65;

tj —穩(wěn)態(tài)短路電流流過(guò)的假想時(shí)間S.

tj =t+0.05秒 (2)

t=tb+tgu+thu (3)

式中，tb—主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間S；tgu—斷路器固有分閘時(shí)間S；thu—斷路器燃弧持續(xù)時(shí)間S。

應(yīng)用鋁芯電纜的經(jīng)濟(jì)效果分析

一般銅材的價(jià)格是鋁材的4倍左右。電力電纜的成本，芯線成本占90%以上。長(zhǎng)距離大截面積電纜，選用鋁芯電纜有巨大的的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。例如，某廠4#高爐槽下電除塵建在離高爐350米的地方。4#高爐槽下電除塵計(jì)算負(fù)荷Ijs=425A。

由于錳燒車間變電所的變壓器容量不夠，需從高爐變電所引入380V(T–NC) 電源。若用銅芯電纜要用YJV–1KV，3X180+1X50電纜兩根并聯(lián)供電。YJV–1KV，3X180+1X50電纜的載流量(400C) 是272A。2根的載流量為544A。

如果用鋁芯電纜，可選用的型號(hào)規(guī)格為JJLV—1KV,3X10+1X50鋁芯電纜3根并聯(lián)供電。3根JJLV—1KV,3X10+1X50鋁芯電纜載流量(400C) 為546A。銅芯與鋁芯的載流量基本相等。很多工程長(zhǎng)距離大截面積供電電纜，選用鋁芯電纜都可以取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

使用銅芯電纜與使用鋁芯電纜電壓降對(duì)比分析，以上例為例進(jìn)行計(jì)算分析：線路長(zhǎng)350米計(jì)算電流為425A，功率因數(shù)COSφ=0.8O。查《工廠配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》，185mm2銅芯電纜的電壓損失為0.062%/km，150mm2鋁芯電纜的電壓損失為0.108%。假設(shè)2根銅芯電纜載流量均勻分配，每根電纜的載流為212A。假設(shè)3根鋁芯電纜載流量均勻分配，每根電纜的載流量為141A.

銅芯電纜總電壓損失率為（%）：212 X 0.062% X 0.35=4.6%；鋁芯電纜總電壓損失率為(%): 141 X 0.108% X 0.35=5.3%。

變電所低壓母線電壓為400V, 兩種電纜芯材的供電末端電壓分別為：銅芯電纜末端電壓為: 400 X (1-4.6%)=382V；鋁芯電纜末端電壓為: 400 X (1-5.3%)=380V。

從以上計(jì)算可知, 銅芯電纜與鋁芯電纜均可滿足電壓損失在允許范圍內(nèi)。

結(jié)論

銅芯電纜在１６ｍｍ２以下截面積機(jī)械強(qiáng)度和韌性要好于鋁芯電纜。在１６ｍｍ２以上兩者都可滿足機(jī)械強(qiáng)度和韌性要求。計(jì)算電流越大的供電線路，供電距離越長(zhǎng)的線路，選擇鋁芯電纜的經(jīng)濟(jì)效果越好。用在６ｋｖ和１０ｋｖ中壓供電，應(yīng)對(duì)鋁芯電纜進(jìn)行熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。長(zhǎng)距離鋁芯電纜供電應(yīng)進(jìn)行電壓損失計(jì)算。鋁芯電纜連接最好是壓銅鋁過(guò)渡接頭，再進(jìn)行連接。

標(biāo)簽：電力電纜