铝合金电缆在建筑工程中的应用探究

李春翔

(四川国恒建筑设计有限公司，四川 成都 610041)

铝合金电缆在建筑工程中的应用探究

李春翔

(四川国恒建筑设计有限公司，四川 成都 610041)

和铜电缆相比较而言，铝合金电缆具有较好的电气性能、机械性能，并且在安全性和经济性方面也弥补了铜电缆的不足，在轻韧和节能方面有较大的优势。现首先对铝合金电缆的性能及经济性进行分析，然后研究多芯非铠装电缆和多芯铠装电缆在建筑工程中的应用情况，最后对铝合金电缆应用于建筑工程施工的优缺点进行总结。

铝合金电缆；铜电缆；建筑工程

0 引言

电力电缆的应用一方面提高了供电的稳定性和可靠性，另一方面对于城市环境而言起到了一定的美化作用。然而，电力电缆的种类繁多、价格不菲，因此在建筑工程的应用中需要选择经济合理的电力电缆，这已经成为建筑工程和输配电网设计经济性的重要考察因素。现阶段，在电力领域中铜电缆的应用比较广泛，铜材成本会占到电缆总成本的一半以上，电缆价格也会随铜材的价格变动而变动，因此，现阶段，“以铝节铜”已为我国电缆工业所重视。其中，我国对加拿大加铝集团生产的STABILOY合金电缆应用较多，其主要是以铝为材料，结合其他材料，经过特殊工艺制成，具有稳定可靠、弯曲性强、耐腐蚀等特点，在性价比上要远超铜电缆。本文将针对铝合金电缆在建筑工程中的应用情况进行分析和探讨。

1 铝合金电缆的性能分析

铝合金电缆是利用在纯铝材料中添加一些其他元素，包括铜、锰、镁、铬、锌、铁等，经过特殊的生产工艺制成，从而使电缆在抗腐蚀、抗蠕变等性能方面有了很大的提升，添加其他元素也确保了电缆能够获得一定的连接稳定性。起初，铝合金电缆在北美得到广泛应用，2007年后进入我国并迅速得到推广和应用。下面以加铝世德集团的STABILOY为例，对铝合金电缆的性能进行分析。

1.1 导电率

铝合金电缆导体的导电率是常规基准材料铜的61%，即61%IACS。体积相同时，铝的重量仅为铜的1/3，因此导电性能相同时，重量相同的铝合金电缆的长度要大于铜电缆，所以铝合金电缆既降低了电缆重量，又减少了安装成本，让安装工作变得更加便捷。

1.2 抗蠕变性能

STABILOY的特殊生产工艺增大了金属在受热和压力下的抗蠕变性能，使其具有和铜电缆一样的连接稳定性。铝合金电缆和铜电缆相比具有更好的柔韧性和弯曲性能。

1.3 安装操作

铝合金电缆比铜电缆的弯曲要求低，其安装最小弯曲半径达到7倍电缆外径即可。

1.4 连接性能

铝合金电缆和铜电缆具备同样的导体性能，还具有较强的抗腐蚀性。数据调查显示，加铝生产的STABILOY电缆在20多年的应用中从未发生故障。

1.5 防腐性能

铝本身就具有很好的防腐性能，这主要是由于铝表面在和空气发生接触时会立即形成薄而坚固的氧化层，这种氧化层具有非常好的耐腐蚀性能，因此，铝合金电缆能适应各种恶劣的环境。

1.6 环保

铝合金电缆属于低烟无卤型阻燃电缆，其中不含有卤素，因此在燃烧过程中产生的毒性、烟雾也很少，对人体、仪器设备的危害更小，所以在发生意外火灾时能加快救援速度及效率。

2 铝合金电缆的经济性

电缆工程全寿命周期经济管理是指，在确保电缆稳定可靠的前提下使工程全寿命周期成本最低的管理，全寿命周期成本的内容包含设备购买、施工安装、运行维护以及改造和报废等过程中产生的总费用之和。

和铜电缆相比较而言，如果载流量相同，铝合金电缆的购置费用仅仅为铜电缆的80%。施工和安装时，铝合金电缆的重量轻，安装起来更为便利，施工费用也要低于铜电缆。而且铝合金电缆的运行管理费用较低，这有赖于铝合金电缆稳定可靠的性能，因此其经济成本大部分在于初期的一次投资。综合比较，铝合金电缆的成本要比铜电缆节省30%。

3 多芯非铠装电缆

多芯非铠装电缆的截面规格为16～400 mm2不等，一般应用于没有机械保护和防火要求的场所，比如说办公楼、宾馆、购物场所以及工厂等，在这些场所的照明、供电设备中发挥重要作用。加铝非铠装电缆是采用STABILOY导体进行制造，线芯是ASTM B级压紧绞股型，达到GB/T1838.3—2001的阻燃C级标准。STABILOY导体完全符合CSA C22.2 No.38关于ACM合金导体的标准，也达到了GB12706.1及IEC60502.1最新版的各项标准要求。加铝非铠装电缆采用的是工作温度为90 ℃的交联聚乙烯绝缘层以及具有高耐寒性(在-25 ℃安装，-40 ℃下使用)的黑色PVC外护套。图1为加铝世德ZC-TC90(-40)多芯非铠装电缆。

图1 ZC-TC90(-40)多芯非铠装电缆

4 多芯铠装电缆

4.1 机械性能

金属铠装铝合金电缆是自锁型铝合金铠装结构，和传统的铜电缆相比较而言，铝合金电缆更像是结合了金属导管和电缆，进行电气安装时无需穿管，可直接进行明敷，省去了电缆桥架的环节，从而减少了工程造价和工时。在相同的载流量下，铝合金电缆重量较轻，因此在建筑工程中更受欢迎，尤其是高层建筑，铝合金电缆使垂直铺设的难度大大降低，节省了人力成本，减小了由于电缆过重而导致的本体损伤的风险。

自锁型铠装让电缆的弯曲更加方便，其弯曲半径仅需达到7倍电缆外径，和常规铜电缆的弯曲要求相比要更有优势，因此在建筑工程中布线方便，特别是在空间狭窄的地方，可以很方便地进行布线。带PVC外护套的外用铠装电缆能够方便地绕开障碍，让施工变得更加便利，电缆长度也可以节省下来。图2为ZA-AC90(-40)多芯铠装电缆。

图2 ZA-AC90(-40)多芯铠装电缆

4.2 阻燃性能

建筑物发生意外火灾，会产生浓烟和含卤素的有毒气体，对于建筑物中的人身安全造成严重的威胁，这主要是由于电缆中一般会含有卤阻燃剂。加铝世德所产铠装铝合金电缆符合设计规范和要求，绝缘材料是低烟无卤的XLPE(交联聚乙烯)材料，再配合自锁型铠装结构，可以让它达到低烟无卤阻燃IA级要求。自锁型铠装电缆具有很好的散热性，能够迅速带走热量，而且阻燃特性非常显著。对比燃烧试验数据发现，铠装铝合金电缆烘火40 min炭化长度仅为0.15 m，远远低于国家标准。

5 铝合金电缆应用于建筑工程施工的优缺点

现结合某采用加铝集团生产的铝合金电缆的工程案例对铝合金电缆的优缺点进行总结：

5.1 优点

(1) 重量轻，易施工，减少施工人员，降低工程造价；(2) 柔韧性好，弯曲半径小，便于安装；(3) 通电稳定，无故障；(4) 价格低廉，不易被盗。

5.2 缺点

(1) 体积大，如果是后期改用，可能会造成很大的改造费用；(2) 铝合金电缆要配备专门的铝合金端子头，需厂家提供专用配套设施，不利于普及；(3) 铝合金电缆没有耐火级，给建筑工程管理和工作协调造成一定困难。

6 结语

总而言之，铝合金电缆和铜电缆相比较具有更加优异的性能，在经济性上表现突出，因此得到广泛应用。然而，我国现阶段的电缆工业依然是以铜电缆为主，假如全面推广铝合金电缆，将为我国电力行业带来很大的经济效益和环境效益。

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2014-06-18

李春翔(1980—)，男，重庆人，工程师，研究方向：建筑电气。