稀土高铁铝合金电力电缆的特点及应用

潘洋洋（中铁四局电气化工程有限公司，安徽　蚌埠　233000）



稀土高铁铝合金电力电缆的特点及应用

潘洋洋（中铁四局电气化工程有限公司，安徽蚌埠233000）

由于我国铜资源比较匮乏，铜芯电缆价格一直居高不下，再加上铜芯电缆安装成本高、施工难度大、容易老化，而稀土高铁铝合金电力电缆的出现有效的解决了这一问题，满足了电力行业发展的需求。本文首先对稀土高铁铝合金电力电缆的特点进行了分析，然后对稀土高铁铝合金电力电缆的应用进行了探讨。

稀土高铁铝合金；电力电缆；应用

电力电缆的形成是建立在铝芯电缆的基础上，给滤芯中加入相当数量的稀土元素以及铁，经过相关的专业工艺流程后，使滤芯电缆在导电性能方面出现较大的改善，从而开发出导电性能更好的新型电缆产品。该新型产品的导体由稀土高铁铝合金材料组成，绝缘层由相关的阻燃材料构成，同时装配技术先进，从而创造了电缆生产技术的一次飞跃。

1　新型电缆的具体特点

1.1新型电缆的概述

该电力电缆的结构示意图具体如图1所示。通过在常温情况下将铜缆及新型电缆弯成直角后发现新型电缆的应力反弹角度较小，同时其在安装过程中更加有利于端子接头的紧密结合，使相关连接的稳定性更加坚固。

由于在新型电缆中添加了相当数量的铁元素，因此经过退火处理提高了其结构的刚性，其抗蠕变性比纯铝提高了3倍，大大降低了相关事故发生的风险。

由于铝处在空气中时会快速的形成一层密度较大的氧化膜，从而对内部金属的被腐蚀产生了防护作用。但铜就没有该功效，因此无法阻挡污染物向内渗透，并且铜线的受腐蚀程度会随着电位差的增大而加重［1］。改新型电缆中的铝合金由于添加了稀有金属，从而提高了导体中合金材料的耐腐性能，降低了相关金属间的电位差。

该新型电力电缆具有重量不大、机械强度较高以及转弯半径小等优点，从安装方式的便利程度来说新型电力电缆具有更加灵活的性能。若进行新型电缆的具体施工时，如果架设的电缆数量以及切面不大的情况下，那么就可以将电缆沿墙用卡子进行固定，当电缆的数量以及截面较大时，对电缆的固定可采用较为经济的梯架进行。

1.2新型电缆的优势

该新型电缆的性能已得到国际相关部门的认可，其在产品的优势上主要表现为：

（1）在相关使用性能相同的情况下比铜芯电缆的价位降低了至少3成以上。

（2）与铜线相比重量更加轻便，具有导电能力相同的两种电缆新型电缆的重量只达到铜芯电缆的一半左右。

（3）其优越的机械性能改善了滤芯电缆的缺陷。

（4）该电缆在连接时可采用相关的紧压绞合技术，从而保证了连接点的密实度。

（5）其使用寿命要比其它产品高出许多。

（6）高效的安装速度不但可以降低2成的安装成本，而且还能显著缩短工期。

（7）具有超强的抗老化性能（见图1）。

2　新型电缆的主要性能指标

图1　稀土高铁铝合金电力电缆图

该新型电力电缆完全能够达到相关合金导线以及其化学结构的要求，导线在规格上也能够满足相关的技术要求。另外在抗拉强度、伸长率以及电阻率的指标要求方面也达到当前电力对该方面的要求。该电缆的护套混合料及相关的绝缘材料的最高温度承受能力均能保证在90℃，若在特殊的短路情况下改导线的温度若达到250℃时其也能够承受5s左右。利用铝合金带进行的连锁铠装技术保证了电缆的坚固度。

3　应用情况

该新型合金电缆比传统的铜芯电缆的性能更加优越，其不论是在导电方面还是在耐火方面都有极佳的表现，同时具有较高的经济实用价值。虽然这种电缆在美国已经得到了普遍的推广，但在我国还属新型产品，形成这种现状的主要原因有以下两点：

（1）受到我国相关技术水平落后的影响。

（2）人们缺乏对该方面的接触以及认识。

随着我国市场的开放及对该技术的大力推广，使较多的国人对该技术已有初步的认识，已经在较多用户中得到应用，再加上我国城镇化建设步伐的加快，进行城乡电网改造的问题迫在眉睫，而现阶段的铜资源又相当匮乏，对电缆的需求量在与日俱升，在此情况下该新型电缆就成了最佳的选择类型，通过相关的计算发现，我国若对该产品的使用每年将降低相关成本在千亿元之上。受此影响当前我国相关部门已经着手制定改新型电缆的国家标准，由此给该电缆在将来的使用以及推广提供了可靠保障。在市政工程施工中，相同电气性能的情况下，稀土铝合金电缆的采购成本远比铜质电缆的性价比更高。由于稀土铝合金电缆的机械物理性良好，在相同载流量大小下稀土铝合金的重量只有铜质电缆的一半，弯曲半径也致使铜质电缆直径的七倍，相对铜质电缆来说，稀土铝合金电缆的反弹性会低40%，有效降低了施工安装成本。在市政工程电缆施工中，采用稀土高铁铝合金电力电缆主要具有以下几个方面的优点：

（1）具有良好的导电性能。导电率按照铜的100%进行计算，稀土高铁铝合金导电率只有61.8%，重量也比铜质电缆轻。

（2）具有良好的抗腐蚀性。铝合金表面和空气产生接触后，就会产生一层坚固且薄的氧化层，这种氧化层具有较高的抗腐蚀性，和空气产生接触后也不会产生铜锈，不需要进行维护，应用价值高。

（3）具有良好的机械性能。相较于铜质电缆，铝合金电缆的柔韧性要低30%左右，反弹性要比铜质电缆低40%，延伸性要比铜质电缆强40%。

（4）经济性。在相同电气性能的情况下，使用稀土高铁铝合金电缆要比铜质成本下降20%左右，在进行城市电网改造和城镇化建设过程中，选用稀土高铁铝合金电缆可以产生较高的经济效益，应用前景广阔。

4　案例分析

亳州北部新城一期工程为中铁置业在安徽亳州投资土地一级开发项目。由中铁四局电气化公司负责施工其中的市政道路的路灯工程。在路灯工程中，路灯电缆就是采用的稀土高铁铝合金电缆。按照原设计是采用的是VV-5*16的铜芯电缆，当时的这种电缆价格是每60.03元，成本比较高。为了降低投资，我单位积极与设计单位、监理单位、建设单位沟通后，进行了设计变更，最终采用稀土高铁铝合金电缆施工。为了保证电气性能，采用了比铜芯电缆大一个型号的YJHLV4*25+ 1*16的稀土高铁铝合金电缆作为路灯的供电电缆，价格35.00元/m，设计数量为48784m，仅此一项就为建设单位减少投资额122.1万元，经济效益显著。另外，稀土高铁铝合金电缆相对于铜芯电缆有着便于成品保护的优点，减少偷盗的风险。这是亳州市场第一次采用稀土高铁铝合金电缆替代铜芯电缆作为路灯的供电电缆，其效果完全可以和铜芯电缆相媲美，为此亳州市建设指挥部等主管单位把中国中铁这种采用新材料的成功经验积极的向全市进行了推广。

5　结论

在电力工程中使用稀土铝合金电缆取代铜质电缆可以节省40%的采购费用，在安装过程中可以节省20%以上的费用。通过利用稀土高铁铝合金电力电缆不仅节省了投入资金，而且也促进了节约性社会的建设，具有非常广阔的应用前景。

［1］张志新.稀土高铁铝合金的一些事实［J］.中国有色金属，2014（22）：265～268.

潘洋洋（1982-），男，安徽六安人，工程师，本科，技术员。

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2016-6-20