铜包铝电力电缆的技术与应用
ptvy80095
ptvy80095 Lv.9
2015年06月18日 13:08:00
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1 前言铜是国家重要的战略储备资源,按目前对铜资源消费水平,我国已探明的铜矿仅能满足全国5年的用量。因此,我国铜消费量的60%以上依赖进口,其中,电缆行业用铜量占工业用铜量的60%以上。我国现阶段寻找铜代用材料已是关系到国家经济战略可持续发展的重要课题。我国从20世纪50年代起就打算以铝代铜来解决铜资源紧缺的问题,但因铝导体有表面易氧化、连接性能和耐磨性能差、导体不易焊接、蠕变量大等缺陷,这使得人们考虑把铜和铝的优点集合起来利用,充分发挥两者的性能优势,铜包铝导体技术便是在这种情况下应运而生的产品。

1 前言

铜是国家重要的战略储备资源,按目前对铜资源消费水平,我国已探明的铜矿仅能满足全国5年的用量。因此,我国铜消费量的60%以上依赖进口,其中,电缆行业用铜量占工业用铜量的60%以上。我国现阶段寻找铜代用材料已是关系到国家经济战略可持续发展的重要课题。我国从20世纪50年代起就打算以铝代铜来解决铜资源紧缺的问题,但因铝导体有表面易氧化、连接性能和耐磨性能差、导体不易焊接、蠕变量大等缺陷,这使得人们考虑把铜和铝的优点集合起来利用,充分发挥两者的性能优势,铜包铝导体技术便是在这种情况下应运而生的产品。
铜包铝是一种古老而新颖的导体材料,之所以称它为古老,是因为数十年前在国外就已经制造出来并应用于通信、电子和建筑布线上;之所以称它为新颖,是因为从2001年起,我国大连的金属制造企业引进美国铜包铝先进的生产技术与设备,使铜包铝的技术在我国得到了迅速的发展,与过去的技术相比,新的铜包铝生产技术发生了质的变化,它的特性是使铜包铝线具有与铜一致的表面抗氧化性和导体的连接性能,与铝相比,它易焊接、蠕变量小,其机械性能又介于铜铝二者之间。新技术条件下生产的铜包铝导体具备了作为 电线电缆选用导体的技术条件。
2 技术依据
(1)国外依据
以美国为代表的先进工业国家对铜包铝导体和铜包铝电缆的产品标准及应用规范已形成了几十年。
①《美国电气安装规范》2008版(NEC)中第310条《通用导线要求》规定了导线导体材料为铜、铜包铝或铝(合金)导线。同时该章节规定了铜包铝和铜、铝(合金)导线的最小尺寸、导线的结构、应用条件和各种条件下的载流量。在NEC标准绪论第90.2条《适用范围》中给定了规范涉及导线如下的适用范围:
1)公共和私人房屋;
2)庭院、场地、停车场、会场和工业变电站;
3)连接到供电系统的导线和设备的安装;
4)电力设施使用的电气安装,例如发电厂、变电站或控制中心附属的办公楼,仓库、车库、车间和休闲建筑。
《美国电气安装规范》(NEC)是由美国消防协会(NFPA)制定和出版的,NEC为安全用电和电气安装的标准,并是全球建筑业最为广泛使用和接受的规范。
②美国ASTM B566-1993(2004再次确认)《铜包铝线》为电气用铜层体积比10%和15%的祼圆铜包铝线制定了技术标准,该标准成为UL 1581《电线电缆和软线》、UL 4《铠装电缆》和UL 44《橡皮绝缘电缆》等标准涉及的电缆用铜包铝导体的技术依据。
③美国《电线电缆和软线》UL 1581-2001是橡皮绝缘电线电缆(UL 44)、热塑性料绝缘电线电缆(UL 83)等标准对于绝缘、导体、护套及其它护层等要求的细则依据。在UL 1581标准第11条《铜包铝导体的要求》中规定了铜层体积比10%以上、铜层厚度不小于线直径2.56%的铜包铝线为电线电缆和软线的导体材料。
④美国UL 4《铠装电缆》标准的概述中明确规定了铜包铝和铜、铝合金是标准涉及电缆的选择导体。在该标准的第17.8条和第17.9条中还规定了铜包铝电缆绝缘层标签和包装上的标记要求。
⑤美国UL 44《橡皮绝缘电缆》标准第4.1条《导体》中也明确了铜包铝和铜、铝(合金)是标准涉及电缆的导体选择。在该标准附录D还规定了铜包铝导体的结构、性能与标记要求。
⑥日本电线工业协会制定了《600V铜包铝导体聚乙烯绝缘电线》JCS 351-1974和《铜包铝线标准》JCS 346A-1992行业标准,英国制定了《绝缘电缆用铜包铝导体》BS 4990-1973的国家标准。
在国外先进工业国家中,铜包铝与铜、铝合金导体是电线电缆导体的三种选择之一。在NEC规范第110条《电气安装要求》中提出按规范要求使用的导线材料不是铜而是其它材料(铜包铝或铝合金)时,其导线规格应进行换算。因此,国外先进工业国家对铜包铝或铝合金导体与铜导体一样,都是在标准化的导体技术条件和科学、安全的使用规范条件下电缆采用的通用导体。
(2)国内技术标准
我国铜包铝电缆是从二十一世纪初开始发展的,目前我国已制定的铜包铝线行业标准和铜包铝电缆地方标准如下:
①我国电子行业标准SJ/T 11223-2000《铜包铝线》标准为非等效采用了ASTM B566-1993《铜包铝线》标准,规定了适用于电气装备用电线电缆用铜包铝导体的结构性能要求;
②由东北大学设计研究院编写、辽宁省2008年颁发的地方标准:DB21/T 1622-2008 J11218-2008《铜包铝电线电缆技术规程》;
③新疆维吾尔自治区2009年颁发的地方标准:DB65/T 3032-2009《额定电压450/750V铜包铝复合芯聚氯乙烯绝缘电缆》和DB65/T 3033-2009《额定电压0.6/1kV及以下铜包铝复合芯挤包绝缘 电力电缆》;
④由成都康达电缆有限公司、成都市产品质量监督检验院、四川省机械研究设计院以及上海电缆研究所马国栋共同起草的四川省地方标准:DB51/T 1168-2010《额定电压1kV(Um=1.2kV)铜包铝导体挤包绝缘电力电缆》。
3 技术关键与应用原理
(1)技术关键
铜包铝导体的铜、铝复合技术是保证铜包铝导体性能和铜包铝电缆推广应用技术的关键。我公司引进消化国外(以美国德州仪器公司为代表)先进的铜包铝导体“包覆焊接拉制法”生产技术,突破了过去国内传统的“电镀法”生产工艺方法技术缺陷,生产出符合ASTM B566-2004和UL 1581-2001标准要求铜包铝线和电线电缆用铜包铝导体。
“包覆焊接拉制法”中铜、铝复合技术机理与金属冷压焊接原理相同,即清除铜、铝金属表面氧化层并产生新的活性表面,当铜带包覆在铝杆表面经过逐级拉伸(压缩)和热处理后,使两种金属活性表面形成最稳定的固相原子键和冶金结合。
(2)应用原理
铜包铝电缆应用设计按照其导体直流电阻与铜芯电缆直流电阻相等的条件进行。在此条件下,铜包铝电缆的导体截面积与铜芯电缆导体截面积之比为:
S铜包铝/S铜=P铜包铝/P铜
已知:铜包铝的最大电阻率P铜包铝为0.02676Ω•mm2/m,铜的最大电阻率P铜为0.017241Ω•mm2/m,则:S铜包铝/S铜=1.53
因此,按与铜芯电缆的直径电阻相同条件选择铜包铝电缆,铜包铝电缆的导体最大截面积应比铜芯电缆导体截面积增大53%、线径增大24%.在直流电阻相等的情况下,铜包铝电缆的主要技术性能达到与铜芯电缆的相同和一致。
4 产品结构型式
铜包铝电缆的导体规格,绝缘的类别、结构和水平,护层的类别和结构等均参照GB/T 12706.1-2008《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件第1部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)电缆》标准进行设计,保证了铜包铝电缆结构型式与铜芯电缆的一致性。
根据我国《民用建筑电气设计规范》(JCJ 16-2008)第7.4.1条第2款规定“对一类高层建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物,应使用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆”的要求,并依据GB/T 12706.1-2008标准对阻燃无卤低烟电力电缆的技术要求,公司设计了符合GB/T 19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》性能试验要求的辐照交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套无卤低烟A类阻燃铜包铝电力电缆。
由于铜包铝导体中铝的熔点为660℃,因此铜包铝电缆不适用于火灾发生时可持续供电的耐火电缆的型式设计。
5 产品技术特点和主要性能指标
(1)使用特性
铜包铝电缆(除导体选材外)的结构性能均按GB/T 12706.1-2008《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第1部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)电缆》标准设计制造。其产品使用特性(见表1)与铜、铝芯电缆保持了相同性和一致性。
(2)导体主要指术指标
铜包铝电缆导体的主要技术指标符合ASTM B566-2004《铜包铝线》和SJ/T 11223-2000《铜包铝线》标准规定。其指标见表2.
(3)绝缘和护层性能
铜包铝电缆的绝缘和护层的性能符合GB/T 12706.1-2008《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV (Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第1部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)电缆》的规定。
(4)导体连接性能
铜包铝导体的连接性能与铜导体的连接性能一样优异。
上海电缆研究所(文献查证)提供了铜/铜、铜包铝/铜包铝、铜/铝、铝/铝四种导体连接电阻测试结果(见图1)表明:铜包铝/铜包铝和铜/铜两种连接电阻是一致的,而其它形式的连接电阻要大许多。
(5)电缆线损(有功损耗)
铜包铝导体的导电率比铜导体差,但比铝和铝合金好,在铜包铝电缆实际应用中,是按铜包铝导体电阻与铜芯导体电阻相同条件下进行的,在此条件下,用三相电路有功损耗计算公式W=3I2Rt可得:在相同运行条件下,铜包铝导体单位电流密度的的线损值与铜芯导体是相同的。即使在电缆导体最高工作温度条件下运行,因铜包铝导体的电阻温度系数(0.00405)与铜导体电阻温度系数(0.00393)差异只有3%,两者线损值也是相当的。
(6)电缆载流量和电压损失
铜包铝电缆在实际应用中(比铜芯电缆)增大导体截面后,铜包铝电缆安全载流量大于铜芯电缆安全载流量,铜包铝电缆的电压损失与铜芯电缆电压损失相当。
(7)电缆的敷设安装
铜包铝电缆的弯曲性能和柔顺性能与铜芯电缆是一致的,即使将导体截面增大53%后,铜包铝电缆仍比铜芯电缆轻许多,为敷设安装提供便利条件。
铜包铝电缆的敷设安装方法与铜芯电缆是相同的,电缆连接附件也采用与铜芯电缆相同材质的铜质连接附件。
对铜包铝电缆的安装和连接方式,英国BICC公司认为铜包铝电缆的施工方法和使用连接附件与铜芯电缆是相同的。美国GC公司的结论是:铜包铝电缆导体与纯铜导体连接方法是相同的。
6 产品的经济性
在实际应用中,铜包铝电缆导体截面积比铜芯电缆增大43%~53%(铜包铝电阻率在0.02462~0.02676Ω•mm2/m范围),在使用长度相同的情况下,铜包铝电缆导体的重量仅是铜芯电缆导体的58%~62%,铜包铝线单位重量价格却只有铜线单位重量价格的50%,因此,铜包铝电缆有非常优异的经济性。
目前,在替代铜芯电缆时,铜包铝电缆的市场价格比铜芯电缆价格低30%~40%,铝合金电缆价格比铜芯电缆低20%~30%。
7 产品创新性和先进性
(1)产品的创新性
①铜包铝导体采用美国为代表的“包覆焊接拉制”法工艺,使铜、铝金属复合界面形成最稳固的冶金化结合,消除了我国过去传统工艺方法(电镀法)生产铜包铝线存在的导体表面易氧化,铜层易起层、脱落,铜层厚度及均匀性达不到要求等缺陷。
②铜包铝导体的结构中铜重量占导体重总量30%,节约了大量的战略储备铜资源和材料成本,同时产品的技术性能实现了与铜芯电缆“等效”的条件。
(2)产品的先进性
①在已经制定的铜包铝导体技术指标中,导体中主要结构性能(见表3)均达到或优于美国ASTM B566和UL 1581标准要求。
②相同规格时,铜包铝电缆导体的散热性能优于铝合金电缆;在直流电阻相同时,铜包铝电缆导体的散热性能比铜芯电缆好许多。
对铜包铝电缆与铜芯电缆、铜包铝电缆与铝合金电缆进行持续通电温升试验(见图2、图3)验证了铜包铝电缆优异的散热性能。
③铜包铝电缆因其导体表面是铜层,具有与铜芯导体相同比铝和铝合金导体更优异的焊接性能。
④铜包铝电缆导体的电气连接采用与其表面铜层材料相同的铜质连接器,使铜包铝导体与铜包铝导体之间的电气连接性能比铝合金导体与铝合金导体之间的电气连接更优异。
相同规格的铜包铝电缆和铝合金电缆的中间连接部进行持续通电温升试验(见图4)的结果表明,铜包铝电缆导体电气连接部通电温升值和导体连接前后通电温升增加值均比铝合金电缆导体的温升值和温升增加值低。
⑤铜包铝电缆(除导体材料外)的结构性能完全符合依据IEC 60502-1:2004标准起草的GB/T 12706.1-2008《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第1部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)电缆》标准要求。使铜包铝电缆的导电性能、绝缘介电性能、电缆使用特性和电缆型式等均与国家标准规定的电力电缆实现了一致性。
8 市场应用情况
美、英、日三国从20世纪70年代就开始生产和使用铜包铝线和电缆。其中日本日立电线株式会社和关东电线株式会社主要是将铜包铝用于室内布线,英国BICC公司对铜包铝电缆的应用于电力工程上已有十多年历史。据上海电缆研究所公布的文献提供,在国外铜包铝导体用于布线和电力电缆的产品已进入使用化阶段。
我国开发和应用铜包铝电力电缆起始于2004~2006年,此期间全球铜供应非常紧张,使得电工用铜价格涨到7~8万元/吨。我国铜包铝电缆最早一批生产和投入市场的企业有大连付氏国际、郑缆集团、上海胜华电缆、浙江兴乐电缆、武汉电缆集团和成都康达电缆。其中兴乐电缆和胜华电缆在国内市场应用业绩较为突出,2009年国网山东电力配网工程签订了兴乐铜包铝电缆2000多万元合同;上海胜华在全国十多个省、市有超过300个主要工程项目应用铜包铝电缆业绩,如上海市政协工程、天津海逸国际工程、重庆电业局配网工程、浙江兰华九堡R21-03地铁1~8号楼工程、大连英特尔(中国)工程、福建高速公路隧道工程、武汉钢铁公司基建工程、南方铝业(中国)有限公司基建工程和江苏沃尔玛商城等项目。
成都康达电缆有限公司的线缆获得广泛的市场应用。如:湖北省电力(武汉、宜昌、襄樊、黄岗)迎峰渡夏工程、四川省电力(德阳、眉山、攀枝花)配网工程、西南大学(教学楼)工程、重庆通信学院(住宅)工程、德阳外国语学校(住宅楼)工程、成都普天热缩厂迁建工程、四川北方红光化工(厂房)工程、攀枝花钛都(5万吨/年化纤钛白粉)工程、贵州高速公路遂道工程、成都杜鹃花园、成都SBI创业街EF楼工程、成都戛纳滨江花园、重庆万州国际大夏、重庆万州国贸大夏、宜宾市鼎业兴城、绵阳市长兴太阳城、德阳电力明源国际大夏、广元市凤台国际酒店、眉山市凯旋广场、眉山市领袖东方花园等项目。
应该说,与传统的铜芯电缆工程应用的普及性相比,铜包铝电缆在工程应用方面还只是冰山一角。造成铜包铝电缆应用与推广不力的原因有:
①国内用户(包括制造厂)对铜包铝技术应用原理不了解,特别是在铜包铝初期推广时,大多制造厂给用户和设计院提供的产品应用原理是由于集肤效应和邻近效应作用,使铜包铝的交流电阻和载流量堪与铜芯比美。这种理论是夸大和误导,而没有从铜包铝电缆等效铜芯电缆性能设计和铜包铝电缆工程应用技术规范上提供科学依据和方法。因此,很难让用户和设计部门采信。
②铜包铝电缆至今没有国家或行业标准,电缆行业在引进和采用国外先进标准方面的工作力度和深度不足。而国内铜包铝导体技术引领企业付氏国际(大连)集团(收购美国铜包铝生产企业、引进先进技术与设备)对铜包铝电缆技术的推广更多地局限于地区性,而没有大力在行业中推动。
③铜包铝电缆过去在工程上应用规模小还缘于产品推广的时间不长,在2005年前,铜与铝的价格差距不大(电工用铜价为2.2~2.8万元/吨,电工用铝价为1.5~1.7万元/吨),铜包铝的经济性优势不突出。从2005年~2007年期间,铜价格一路攀升到7~8万元/吨以上,此时,铜包铝的经济优势已非常突出,加之此阶段国际上铜资源供应日趋紧张,国内的电缆行业开始了铜包铝的积极推广,也得到了一些用户的认同。
综上所述,我国对铜包铝电缆的推广应用采取科学务实而不是急功近利的态度,而应该借鉴和引进先进工业国家的技术与应用规范,进一步发展铜包铝技术,推动铜包铝电缆的市场应用,为创建“资源节约型社会”做出努力。
9 产品的应用问题和质量保证措施
(1)产品标准不统一的问题
与许多电线电缆新产品一样,目前铜包铝电缆产品尚无国家标准或行业标准,国内各企业制定的产品标准也存在不统一的问题,但是,这并不影响产品的选用。因为国内铜包铝电缆主要生产企业都是统一按与铜芯电缆电阻相同条件推广应用铜包铝电缆。其中,一些企业是按与铜芯电缆电阻相同条件设计铜包铝电缆结构;一些企业是以提高电缆规格达到与铜芯电缆电阻相同条件应用,以上两种情况都能满足铜包铝电缆性能的设计和使用要求。
另外,国内铜包铝电缆生产的主要企业,都能提供工程设计铜包铝电缆选择参数,为设计部门提供电缆选用设计依据。
(2)铜包铝导体复合质量稳定性问题
目前,铜包铝线“包覆焊接拉制法”生产技术已在我国相当普及,全国已有超过200多条“包覆焊接拉制法”生产线。“包覆焊接拉制法”生产方法是以美国为代表采用的铜包铝线复合技术,该生产方法是使铜铝之间达到固相冶金化结合的一种可靠而易于推广的技术,并得到国内外业界的应用与认同。
采用“包覆焊接拉制法”生产的铜包铝线,其导体的铜、铝复合质量完全能达到电缆用铜包铝线标准要求。同时,在该生产线上还配备了红外线探伤检测铜带包覆过程中出现的脱层、开裂等质量缺陷,按SJ/T 11223-2000《铜包铝线》标准对铜包铝线进行检验把关,完全能保证产品质量。
国内有对铜包铝线铜层质量提出异议,主要是由于一些生产企业为追求利润采用“电镀法”生产铜包铝线,造成铜层厚度达不到要求、厚薄不均匀、表面易氧化和脱落,给铜包铝产品技术造成负面影响,但这毕竞不是铜包铝生产的主流,即使是铜芯电缆生产,也存在为追求利润、减少用铜量、降低质量的现象存在。
因此,铜包铝电缆的导体生产采用“包覆焊接拉制法”技术,铜层体积比达到标准要求,其产品质量就可得到保证。
(3)导体表面铜层受压损伤问题
关于铜包铝导体生产过程导体紧压和安装过程导体连接受外力紧压是否会造成其表面铜层损伤的问题,在多年的研究、生产和应用实践中已得到验证;
铜包铝导体压接时导体表面是与连接器内表面面接触,除非对导体表面直接使用尖锐和钝器冲击外,导体表面承受均匀紧压或正压力,不会导致表面铜层损伤,这是因为铜包铝导体铜层是与中心层铝实现了固相冶金化结合,而不是铜铝界面之间简单的粘合,铜包铝线铜层表面与纯铜表面一样具有良好的耐磨性和机械性能。
出现铜包铝线表面铜层受压损伤的情况是在铜铝复合拉拔线径在Φ5.0以上时会发生,因为复合导体在Φ5.0以上时,铜铝之间未形成固相结合。还处于“分层”状态,但是电线电缆用铜包铝线均在Φ3.0以下,故不会出现导体受压损伤表面铜层的现象。
在用户安装电缆过程中,推荐用薄铜带将电缆端头包覆,以防止压接附件时操作不当造成铜包铝导体表面铜层损伤。
(4)导体单线接头处理问题
铜包铝导体实现冶金结合的铜、铝界面上形成了一种铜铝化合物(CuAl2)的硬脆相,而这种铜铝混合层既是判断铜铝是否实现冶金化结合的重要依据,又对复合导体的质量产生影响,在铜包铝线包覆后各道次拉拔中,如控制不好各道具次变形量或在冷压焊接线头时损伤表面铜层都是会使脆化层暴露在空气中,使铜包铝线很快断裂。
我国铜包铝线生产企业都在积累包覆焊接拉拔道次和变形量的优化方案,进一步改进了冷压焊接线头的工艺,并取得了很大成效。
采用液压数字显示冷压焊接机焊接铜包铝单线接头,使导体接头实现均匀受力,完全解决了铜包铝单线接头技术,获得了良好的焊接效果和质量。
(5)导体电气连接问题
为防止不同特性的金属发生实际接触,铜包铝导体电气连接使用的连接器应采用与其表面铜层材料相同的铜质连接器,且连接导体只能是铜包铝和铜包铝之间进行,而不能在不同材质(如铜包铝与铜、铜包铝与铝)之间进行连接。同时,连接所使用的焊锡、防腐剂和凃覆导体和绝缘材料均应是专用的且不能对导体或连接装置有损害作用。
铜包铝导体端子采用的压接连接器压接模具,按导体规格外径尺寸相对应选择并合理使用,就能使导体与连端子可靠连接。《美国电气施工规范》2008版(NEC)第110.4条《电气连接》规定对导体电气连接物理性能要求和连接技术要求,对铜包铝导体、铜导体和铝合金导体都是一致的和通用的规定。因此,铜包铝导体的电气连接与铜导体和铝合金导体一样,只要按照规范的连接与施工方法进行,就能获得安全保障。
日立电线株式会社经过6个月的试验验证:铜包铝线和铜线完全相同的操作条件下,能适用铜的连接器。美国GC公司的可靠性结论是铜包铝线适用于铜线连接器,采用与铜线相同的连接方法。
(6)铜包铝线两种不同金属产生电化腐蚀问题
由于铜包铝线端头是暴露在大气中,如大气中湿度较大,端面吸附水分子,就使得铜与铝两电极电位发生电化反应(产生腐蚀电池),在这腐蚀电池中,铝由于电位较低而被腐蚀,这会造成铜包铝电缆接头质量逐步下降,留下供电质量和安全隐患。
大多数生产企业都是是采用防腐快干漆或防腐快干油涂在铜包铝端头和冷压焊接裸露铝的部位上,这种防腐快干漆和防腐快干油在几分钟之内就干涸,且在电缆运行温度条件下不分解。这种原理与铜包铝 漆包线行业采用漆包线绝缘漆保护导体的原理是一致的。据了解,防腐快干漆和防腐快干油在工程安装电线电缆导体防腐蚀、防氧化措施上都得到普遍应用,其目的是将空气和水分子与导体隔离,防止导体腐蚀和氧化。
另外,电缆制造企业为防止电缆端头腐蚀和氧化,在产品出厂前都将电缆端头用端帽密封。如果将铜包铝导体的连接附件使用电缆热缩件采用的密封胶密封起来,便可将铜包铝导体端头与大气和水分子隔离。
(7)电缆阻燃性和安全性的提升解决方案
在铜包铝铠装电缆的设计中,应考虑到传统铜、铝芯铠装电缆的双钢带螺旋绕包装铠结构的弯曲性能和电缆弯曲时绝缘层的安全可靠性能都较低的因素,我公司采用了UL 4《铠装电缆》标准推荐的金属带联锁铠装结构,开发了镀锌钢带和铝合金带联锁铠装铜包铝电缆系列产品。联锁铠装结构的铜包铝电缆,不仅改善了电缆的弯曲性能和弯曲时绝缘层的安全可靠性能,更极大提升了电缆阻燃性能,降低了电缆燃烧时炭化长度(烧焦部分距上夹具下缘的范围)。
(8)铜包铝废线回收利用问题
铜包铝作为一种资源有限的铜、铝复合金属,如不解决其回收利用问题,则不仅是对资源的浪费,还会成为金属垃圾。
我国现阶段铜包铝废线回收利用技术已趋成熟,无需大量人力和额外大量耗能就能处理。目前采用铜包铝废线再生利用技术方法主要有两种:一种方法是用两段法将废线(铜、铝)与添加的铝溶成汽车行业所需的AL—Mg—Cu和AL—Zn—Mg-Cu合金原料;如在硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金中都是需加入2.5%~7%的铜,且上述合金铝在工业中需求量很大;另一种方法是由常州工学院推广的专利技术(专利号:200810019972X),利用化学方法,使用硝酸、硫酸与双氧水两组反应试剂分别处理铜包铝废线,使废线外层铜转化为可溶性铜盐,而铝因钝化作用不参与反应或反应速度慢,从而达到废导线中铜铝分离的目的。
即使在铜包铝电缆经过若干年因寿命期到出现大量铜包铝废线情况下,也不用担心回收利用问题。例如,我国生产镍的骨干企业——甘肃金川铜镍,在早期由于技术不成熟,使得镍矿中大量的铜成为镍生产的有害元素。但从上世纪九十年代中期,开始该公司突破了从镍矿中将铜分离与提纯技术后,不仅大大提高了镍的生产质量和产量,还使其公司本身成为国内电工用铜的主要供应商之一,铜成为了该公司主要赢利的副产品。因此,同样具有丰厚经济利润的铜包铝废线回收行业,必将在回收利用技术方面拓展出更宽更广的道路。铜包铝废线也必定不会成为推广铜包铝产品的阻碍因素。
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