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铝合金电缆应用中需要考虑的问题

文章来源:【工业电器网】 作者:侯义明 点击:次 时间:2015/9/14 11:14:16

铝合金电缆应用中需要考虑的问题

侯义明

(中国电力科学研究院,北京 100192)


1 电力电缆在中压电网中的应用情况

截至2014年底,国家公司6-20千伏配电线路电缆约40万公里,电缆化率为12.6%;其中城市配网电缆27万公里,电缆化率为47.1%,同比增加4.1%;县域配电网电缆12万公里,电缆化率为4.8%。电缆敷设方式主要有直埋、电缆沟、排管、隧道、桥梁、水底敷设等。电缆通道中排管敷设占46.4%;直埋敷设占26.3%;电缆沟敷设占14.6%;隧道敷设占8.3%;桥梁等其它方式敷设占4.4%。在运的电缆中以铜芯电缆为主,铝芯电缆所占比例较低不足5%,。其中国网浙江公司相对铝芯电缆所占比例相对大些,浙江电网所辖10kV~35kV电缆45684km,铝芯电缆3649km,铝芯电缆占该电压等级电缆的7.989%。浙江电网在运的铝芯电缆,大多数从2009年下半年以后投运,根据三年左右的运行记录,共发生铝芯电缆故障停运29次。故障主要发生在电缆附件,尤其是中间接头共发生19次,占故障的65.52%,中间接头故障除1次外力破坏外,其余18次均为接头击穿;其他分别为电缆终端、外力破坏、施工原因等,铝芯电缆故障以500mm2电缆故障情况尤为突出,共发生18次,占总统计故障的62.07%,其中有14次为电缆中间接头绝缘击穿或爆炸,占电缆中间接头故障的78.8%。据了解目前对大截面铝芯电缆的中间接头施工工艺还未完全解决可靠、稳定、成熟的现场压接技术问题。

2 交联聚乙烯铜芯、铝合金电力电缆结构尺寸、电气性能的对比分析

铝合金与铜相比,在同等截面等长度的情况下,电导率是铜的61.8%,载流量约为铜的78%,铜比重为8.9克/厘米3, 铝比重为2.7克/厘米3,同样截面积电缆,铝合金电缆重量仅有铜芯电缆的一半多。由于铝合金电缆重量轻特点,特别适合用于大跨度的建筑,如体育场馆、会展中心等建筑物的电缆敷设,采用铝合金电缆可减轻对建筑钢结构的负重,节约钢结构的费用。另外,采用铝合金电缆对高层建筑来可以降低垂直敷设电缆的难度和工作量,节省人工成本,同时也减少了由于电缆施工中可能造成本体损伤的风险。由于铝的熔点是660℃,因此火灾发生时需要连续供电的消防线路不得选用铝合金电缆。

国际电工委员会标准IEC287-3-2/1995提出了电缆尺寸选择以导体截面经济性最佳的观点:电缆导体截面的选择,不仅要考虑电缆线路的初始成本,而且要同时考虑电缆在寿命期间的电能损耗成本,因此要从经济电流密度来选择电缆截面。根据电缆截面的规格分布,将铝合金电缆的截面增加1.5倍左右,载流量与电压降等电气参数与铜相当。铜缆与铝合金电缆的安培.公里电压降比值和截面比见表1

表1 铜缆与铝合金缆的能耗比

Table 1 Copper and aluminum alloy cable energy consumption ratio

 

铜缆截面

电压降

合金电缆截面

电压降

压降比

(合金/)

截面比

(合金/)

cos?=0.8

(%/A*km)

cos?=0.8

(%/A*km)

35

0.249

50

0.276

110.84%

1.43

50

0.18

70

0.203

112.78%

1.40

70

0.134

120

0.126

94.03%

1.71

95

0.105

150

0.105

100.00%

1.58

120

0.087

185

0.089

102.30%

1.54

150

0.074

240

0.074

100.00%

1.60

185

0.064

300

0.063

98.44%

1.62

240

0.054

400

0.052

96.30%

1.67

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