铝合金电缆市场正以突飞猛进的势态快速发展,在实际应用中如何检测和判断铝合金电缆,有哪些基本的性能指标和依据就是工程应用商必须准确把握的基本常识。
一、线芯紧压系数:铝合金电缆和传统的电力电缆的工艺结构及辅材等有一定的差异,铝合金电缆的导体采用铝合金单丝紧压合股方式,其线芯紧压系数达到了97%,导体非常密实,和传统的铜芯电缆、铝芯电缆在导体截面上可以明显看到差异(传统电缆的制作工艺,线芯的紧压系数只能达到82%左右)。
二、柔韧性能:铝合金电缆采用的是ASTM-B800电工用8000系列铝合金线进行控制,添加适量铜(Cu)、铁(Fe)、镁(Mg)……等及稀土铝中间合金材料经过特殊的合成退火工艺开发的高科技新型环保节能电力电缆,其导体柔韧性能**强,这一**强的柔韧性能保证了铝合金电缆在实际应用的安全性能达到甚至**过铜芯电缆,同时给铝合金电缆的实际安装应用带来了非常大的优势。在实际检验判断中,直接的手折叠测试即可得到铝合金导体非常柔韧,可以反复折叠或像绳子一样反复缠绕,破坏性剧烈折叠铝合金单丝,实验结论较少需要18次往返才能出现裂痕或断裂现象,而普通的铝芯单丝一般折叠三下出裂痕,五下**要断裂,普通铝丝的一个重要缺点是脆度高,在安装时只要一定角度的扭转,导体就会产生裂纹,裂口就会发热、腐蚀,是出现火灾的重要原因,这也是其不能倍被普遍应用的致命原因。
三、电缆结构:铝合金电缆线芯采用紧压合股方式,导体截面为圆芯(传统电缆线芯多用扇形),绝缘采用三色共挤的交联聚乙烯的绝缘工艺,线芯排列规则,整根线缆圆整柔韧。
四、线芯亮泽:铝合金导体由于冶炼过程中添加的稀土合金材料对导体晶体结果的优化,线芯截面光泽明亮,亮度高,和传统的铝芯电缆有明显的感官差异
五、蠕变性能:合金导体的蠕变性能和铜芯导体基本一致,通过实验得知:铜的屈服强度是6.0,合金导体的是54,和铜导体基本一致,是铝芯导体的300%
六、延伸性能:伸长率是导体机械性能重要指标,是产品优劣和能承受外力大小的重要标志。也是检验电缆导体机械性能的一个重要指标。铝合金电缆退火处理后的延伸率能达到30%,而铜缆的伸长率为30%,普通铝杆的伸长率为15%,是能取代铜缆的重要指标。
七、抗拉强度:铝合金导体只有铜导体的一半(113.8:220MPa),由于铝合金的密度只有铜导体的30.4%,因而在同等电气性能的前提下即使铝合金导体截面积提高到铜导体截面积的150%,铝合金导体的重量也只有铜导体的45%,这使得铝合金导体的抗拉强度相对于铜导体还有一定的优势。在大跨度电力工程中,由于其比重优势,在等效前提下其抗拉强度优势就格外凸显。不仅节省大量的桥架,降低安装工程师的劳动强度,同时加快了安装进程,节省了工期,大大降低了综合安装成本。
目前,低压直埋电缆铠装层的现场处理方式多种多样,既有单端接地的,也有两端接地的。还有两端悬空都不接地的。根据现场电缆两端钢带铠装处理方式的不同,电缆出现故障后,其故障点外观表现形式会有所不同。电缆两端钢带全部悬空,不接地。电缆发生短路故障后,击穿点可能只是电缆线路的局部位置出现击穿烧损孔洞,不会造成长距离大面积烧毁炭化现象。因为当电缆局部遭受意外机械损伤导致护套绝缘破损后,系统可能不会立即跳闸断电,破损点由于土壤中的水分和潮气作用,火线会对大地产生间歇式闪络放电现象,较终发展为*性接地和相间短路而跳闸停电,由于火线对地放电电流被限制在电缆的破损点位置,放电电流通过钢带对大地没有形成分支回路,所以电缆发生故障后在电缆全程一般只有一个点状故障。但是此时铠装层表面会带电,处于安全用电的考虑,电缆两端外露的铠装层必须做绝缘密封处理。
电缆线路钢带采用单端接地或双端接地方式,电缆发生短路故障后,故障可能是电缆的一个区段,电缆局部区域可能会出现长距离表面烧毁炭化粘连现象。因为钢带采取此种接法后,当电缆局部发生单相接地故障后会在电缆的钢带中流过比较大的接地短路电流;同时电缆的三相负荷电流也会出现不平衡现象,在钢带中可能还会伴随产生涡流现象,两种电流共同流过钢带后,钢带就会象一个大功率电炉一样,对电缆的护套和绝缘加热,再加上客户开关选择不当,土壤局部散热不好,热阻过大,电缆局部预留盘圈堆积,散热不好等不利原因,就可能造成电缆绝缘、护套出现长距离大面积烧毁炭化粘连现象。烧毁区域比较随机,可能在故障点附近,还可能在另外的区段,往往在散热较困难,热阻较大的区段烧毁较严重。直到单相接地发展为两相短路后系统可能才会跳闸,无法重合闸送电。
对于低压电缆铠装电缆,加强对电缆三相电流大小的实时在线检测监视很有必要。同时铠状层接地后,应加装铠装层电流互感器对钢带电流时时监测。对电缆出现的单相接地短路故障,提前发现和处理,以避免电缆发生长距离烧毁现象,造成不必要的电力经济损失,保证电网运行的经济型,可靠性,稳定性和安全性。
按照正常的分析,直埋低压电缆发生短路故障后,故障点一般应该只有一个。但在实际现场电缆故障点开挖处理过程中发现,低压电缆故障可能会出现两个或多个故障点,同时可能还会伴随出现长距离绝缘护套发热烧毁炭化粘连现象。笔者认为低压铠装电缆出现故障现象的不同可能会与电缆铠装的接地或不接地有关,观点和看法不一定正确。希望对此类现象有真挚灼见的专业人士能提出更为科学*的分析和看法。以揭开该现象产生的深层原因。