鋁合金電纜在我國應(yīng)用時(shí)間不長但已經(jīng)有案例表明鋁合金電纜應(yīng)用在城市和廠礦有巨大隱患和風(fēng)險(xiǎn)，本文就兩個(gè)實(shí)際案例及導(dǎo)致鋁合金電纜風(fēng)險(xiǎn)事故的八個(gè)因素進(jìn)行探討。
案例一
某鋼廠批量使用鋁合金電纜，投產(chǎn)一年時(shí)間發(fā)生兩次大火造成停產(chǎn)半個(gè)月，直接經(jīng)濟(jì)損失2個(gè)億。
這是火災(zāi)后經(jīng)過維修后的電纜橋架，火災(zāi)痕跡依然醒目
案例二
湖南某一城市照明配電系統(tǒng)采用了鋁合金電纜，在安裝后的一年內(nèi)，發(fā)生了鋁合金電纜的強(qiáng)烈腐蝕，導(dǎo)致電纜接頭和導(dǎo)體損壞，線路斷電。
通過這兩個(gè)案例可以看到鋁合金電纜在中國城市、廠礦的大規(guī)模推廣已經(jīng)為城市、廠礦留下了隱患，用戶對(duì)鋁合金電纜的基本性能缺少認(rèn)識(shí)，因而遭受了巨大損失，如果用戶提早了解到鋁合金電纜在防火可靠性和防腐問題上特性，這樣的損失是可以提前避免的。
從鋁合金電纜的特性來看，鋁合金電纜在防火和防腐方面有天然的缺陷。表現(xiàn)在以下8個(gè)方面：
1.耐腐蝕性能，8000系列鋁合金不如普鋁
GB/T19292.2-2003標(biāo)準(zhǔn)表1注4中說明：鋁合金耐腐蝕性差于普鋁更差于銅，這是因?yàn)殇X合金電纜加入了鎂、銅、鋅、鐵元素，因此易于發(fā)生局部腐蝕如應(yīng)力腐蝕斷裂、層蝕、晶間腐蝕，而且8000系列鋁合金屬于易腐蝕配方，鋁合金電纜增加了熱處理工序，易造成物理狀態(tài)不均勻，比鋁電纜更容易被腐蝕。目前在我國應(yīng)用的鋁合金基本都是8000鋁合金系列。
2.耐溫性能，鋁合金比銅相差大
銅的熔點(diǎn)為1080℃而鋁和鋁合金的熔點(diǎn)為660℃，所以銅導(dǎo)體是耐火電纜更好的選擇?，F(xiàn)在一些鋁合金電纜廠家宣稱可以生產(chǎn)耐火鋁合金電纜并且通過了相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)測試，但鋁合金電纜與鋁電纜此方面沒有差別，如果處于火災(zāi)中心（ 以上）即溫度高于鋁合金和鋁電纜熔點(diǎn)時(shí)，不論電纜采取何種隔熱措施，電纜會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)融化，喪失導(dǎo)電功能，因此鋁和鋁合金不宜用做耐火電纜導(dǎo)體，也不宜在人口密集的城市配電網(wǎng)、樓宇、廠礦中使用。
3.鋁合金熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)高于銅，AA8030鋁合金甚至高于普鋁
從表中可以看到，鋁的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銅，鋁合金AA1000和AA1350有了一點(diǎn)改善，而AA8030甚至高于鋁。熱膨脹系數(shù)高會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體在熱脹冷縮后接觸不良并且會(huì)惡性循環(huán)，而電力供應(yīng)始終有峰谷差，對(duì)電纜性能造成了巨大的考驗(yàn)。
4.鋁合金沒有解決鋁氧化問題
鋁合金或鋁暴露在大氣中會(huì)迅速形成一種堅(jiān)硬、粘結(jié)力強(qiáng)但易碎，大約10nm厚度的 薄膜，具有較高的電阻率，它的硬度和粘結(jié)力使它難以形成導(dǎo)電觸點(diǎn)，這是鋁和鋁合金安裝前必須剔除表面氧化層的原因。銅表面也會(huì)氧化，但氧化層柔軟并且在承受力時(shí)容易破碎成為了半導(dǎo)體，形成了金屬-金屬類接觸。
5.鋁合金電纜在應(yīng)力松弛和抗蠕變性方面有改善但遠(yuǎn)不及銅
在普鋁中加入特定的元素，可以改善普鋁的蠕變性能，但其提高的程度相對(duì)普鋁也非常有限，與銅相比尚有巨大差距。而且鋁合金電纜是否真正能夠改善抗蠕變性能，與每個(gè)企業(yè)的工藝、技術(shù)、質(zhì)量控制水平密切相關(guān)，這種不確定性本身就是風(fēng)險(xiǎn)因素，如果沒有成熟工藝嚴(yán)格控制，鋁合金電纜改善蠕變性能方面也是無法保證的。
6.鋁合金電纜沒有解決鋁的連接可靠性問題
影響鋁的連接可靠性的因素有5個(gè)，鋁合金僅僅在一個(gè)問題上有改善，并沒有解決普鋁連接問題。
普鋁在連接問題上存在5個(gè)問題，8000系列鋁合金只在蠕變和應(yīng)力松弛方面有改善，其它方面都沒有改進(jìn)，因此連接問題將依然是影響鋁合金品質(zhì)的重大問題。鋁合金也是鋁的一種并不是一個(gè)新材料，在導(dǎo)體性能方面如果鋁的基本性能與銅的差距問題沒有解決，鋁合金是無法替代銅的。
7. 國產(chǎn)鋁合金質(zhì)量控制不一致（合金成分）導(dǎo)致抗蠕變性能差
經(jīng)過加拿大POWERTECH測試，國產(chǎn)鋁合金成分控制不穩(wěn)定，北美鋁合金電纜Si含量相差5%以內(nèi)，而國產(chǎn)鋁合金Si含量相差68%，而Si是影響蠕變性能的重要元素。也就是說國產(chǎn)鋁合金電纜在抗蠕變性方面也還沒有成熟的工藝形成。
8.鋁合金電纜接頭工藝復(fù)雜，容易留隱患
鋁合金電纜接頭工藝比銅電纜多出三個(gè)工藝，氧化層的有效去除和涂覆抗氧化劑是關(guān)鍵，國內(nèi)施工水平，質(zhì)量要求參差不齊，留有隱患。而且由于國內(nèi)沒有嚴(yán)格法律責(zé)任賠償體系，最終損失后果實(shí)踐中基本還是用戶自己承擔(dān)。
除了上述因素，鋁合金電纜還有截流量沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、接頭端子不過關(guān)、電容電流增大、鋁合金電纜鋪設(shè)間距因截面加大變窄或不足以支撐、電纜截面增大導(dǎo)致施工困難、電纜溝＃空間是否配套、維護(hù)和風(fēng)險(xiǎn)成本急劇升高、全生命周期成本升高、設(shè)計(jì)師無標(biāo)準(zhǔn)可遵循等一系列專業(yè)問題，如處理不當(dāng)或被故意忽略任何其中一項(xiàng)都足矣讓用戶遭受慘重的、無法擬補(bǔ)的損失和事故。（上海 樊元武）
