铝合金电缆的实际应用

近些年，以铝代铜，采用铝合金电缆的声音很多，但是在现实生活中，铝合金电缆应用情况到底如何呢？

相关数据显示，在用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。根据近三年来的运行记录可发现，铝芯电缆发生故障停运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***外，其余18次均为接头击穿；其他分别为电缆终端、外力***、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***计故障的62.07%，其中有14次为电缆中间接头绝缘击穿或***，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。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。

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。国际电工***会标准IEC287-3-2/1995提出了电缆尺寸选择以导体截面经济性***佳的观点。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。相近能耗下，铝合金芯电缆的截面要比铜芯电缆的截面大两个规格，也就是说，铝合金电缆大于铜芯电缆两个规格才可以达到相近的载流量。增大导线截面积对电缆敷设、电缆通道的结构尺寸和电气性能都带来了影响。

电缆敷设的通道资源也是主要的电缆建设和运行成本之一。城市电网中近一半电缆是排管敷设，选用铝合金电缆在排管敷设时，则排管孔径比选用铜芯电缆的孔径大一到两个规格或采用两个管孔，这样选用铝合金电缆增加了排管的建设和运行成本。对其它敷设方式增加截面后同样也会增加占地，增加了建设和运行成本。电力电缆在敷设安装时。在各弯曲处产生不同方向的拉伸力，并产生导致电缆损坏的动态压力，而且电缆在敷设安装牵引时所产生的动态压力比电缆静止时大的多，所以在各种情况下，电缆的弯曲半径应尽量大些。

电缆的选择还要考虑正常和短路时电缆***高允许温度，铜芯和铝芯电缆线路在系统正常和短路时电缆导体***高允许温度不同，铝合金电缆在短路时***高允许温度低于铜芯电缆，在选择时需要考虑。电缆的选择除应按照允许温度确定允许电流外，还应验算在短路情况下的热稳定性。当热稳定不足时，增大电缆截面直到适合为止。因为采用铝合金电缆增大了电缆外径，会出现线间距离减少，电缆数量增加的情况，这样会降低校正系数，也就是降低电缆载流量，为满足工作电流要求，可能还需要选择更大截面的导线。所以选用铝合金电缆还要考虑增大了截面降低了电缆间距离，而降低允许通流量的问题。

电缆的电容电流随着电缆截面的增大而增加，选用铝合金电缆后，电缆截面积增加两个规格，电缆的电容值也随之增加。我国大部分地区还是以消弧线圈补偿为主，消弧线圈容量的确定，取决于电网中电容电流的大小，电网中电容电流的确定主要采用实测和理论估算两种方式，对于已经运行的电网还可以采用电容电流测量的方式测量，但在设计和建设阶段，由于电网尚未形成，需要用理论方法进行估算。

随着城市配电网的发展，负荷密度越来越高，电缆通道中敷设的电缆数量密度也随之增加。对于电缆通道资源紧缺，短路电流大的场合在选用铝合金电缆时就不能只考虑铝合金电缆的的直接成本还有考虑综合成本，如选用铝合金电缆增加了电缆通道的尺寸，过密敷设使得通流量随着电缆间距减小而降低，电容电流增加需要增加消弧线圈容量等建设和运行成本。另外，铝合金电缆的***高允许短路温度以及热稳定系数低于铜芯电缆，在设计时应该进热稳定校核，以保障电网安全可靠运行。