目前,鋁合金電纜擬進(jìn)入電網(wǎng)公司的中壓系統(tǒng),一些鋁合金電纜的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在制定和征求意見過程中,就此問題,我們想請教姜主任有關(guān)鋁合金電纜一旦進(jìn)入城市中壓系統(tǒng)的話,哪些問題必需引起各方的注意。
姜主任長期在北京電網(wǎng)公司從事電纜的安全管理工作,有豐富的實際工作經(jīng)驗,經(jīng)歷各種電纜的安全事故排查工作,對銅鋁電纜在城市電網(wǎng)包括中壓系統(tǒng)的運(yùn)行特性非常了解,通過深入的交流,就鋁合金電纜進(jìn)入中壓系統(tǒng)可能引起的問題做出說明:
1、鋁合金電纜進(jìn)入電網(wǎng),最擔(dān)心的是接頭安全問題
電纜是否合格不光看電纜,還要看接頭。電纜接頭的連接問題是電網(wǎng)安全的關(guān)鍵點(diǎn)之一,目前的開關(guān)柜、變電箱等接頭都是銅的,這就產(chǎn)生銅和鋁合金電纜的接頭問題。現(xiàn)在有銅鋁接頭標(biāo)準(zhǔn),但還沒有鋁合金和銅電纜接頭標(biāo)準(zhǔn),也沒有鋁合金和鋁電纜接頭標(biāo)準(zhǔn)。
因此說鋁合金電纜目前最大問題是接頭端子問題,而銅電纜沒有這個問題,銅可以直接焊接。因此鋁合金電纜的可靠性無法與銅電纜相比。
鋁氧化活躍,氧化后形成氧化膜導(dǎo)致導(dǎo)電率降低,鋁在溫度上升情況下,導(dǎo)電率更低。鋁合金電纜在此方面有一定改進(jìn),但依然存在這個問題。
城市電網(wǎng)有峰谷差,一般是早上11:00晚上5:00.這個時候電流最高,各個接頭也要承受壓力;而夜里是谷即用電最少。這樣峰谷峰谷循環(huán),電纜接頭也會受到熱賬冷縮的考驗,如果接頭質(zhì)量不過關(guān),最后接頭就會出現(xiàn)問題,甚至出現(xiàn)接頭爆炸。
北京35KV以上的電纜接頭高達(dá)1萬3千多只,按要求每個接頭每年必須檢測一次,部分重要區(qū)域的接頭要檢測兩次, 5人一組的巡視小隊一天只能測15只接頭,工作量非常巨大,如果改成鋁合金電纜接頭問題會成為更為巨大挑戰(zhàn),而且如果品質(zhì)得不到保證,電網(wǎng)安全將受到巨大沖擊。
接頭另一個問題是安裝問題,何種情況用何種接頭,是需要知識、經(jīng)驗、規(guī)范和培訓(xùn)的。這些都沒有,就是系統(tǒng)性還不完善,如果使用則風(fēng)險會增大。
2、主要關(guān)心鋁合金電纜的哪些指標(biāo)?
載流量、壓緊率和導(dǎo)電率以及成品系統(tǒng)是電網(wǎng)公司比較重視的指標(biāo),但是通過對鋁合金電纜的標(biāo)準(zhǔn)對比,并沒有發(fā)現(xiàn)鋁合金電纜在這些指標(biāo)中有所突破。
載流量:這是一個關(guān)鍵指標(biāo),鋁合金在載流量上與純鋁相比沒有改變,甚至還不如純鋁。也就是說鋁合金電纜截流量不如鋁,更不如銅電纜。
壓緊率:因為鋁合金電纜截面大于銅電纜,而且密度低于銅,因此壓緊率也是一個非常重要指標(biāo)。尤其在接頭部位,如果壓緊度不匹配,就會產(chǎn)生接頭故障問題。
導(dǎo)電率:從傳輸角度,電阻率低越好,而鋁合金在此方面也不如銅。標(biāo)稱截面25mm2的電阻率銅為0.727,鋁和鋁合金為1.20.。鋁和鋁合金電阻率是一樣的。
成品系統(tǒng):電纜接頭。只有電纜接頭達(dá)到系統(tǒng)的要求,才能說鋁合金電纜是合格的,這叫成品系統(tǒng)合格。這非常重要的,不能光考慮電纜,而忽視接頭。
現(xiàn)有的電力工程電纜設(shè)計規(guī)范即GB50127-2007 電力工程電纜設(shè)計規(guī)范是國家強(qiáng)制規(guī)范,只提到銅和鋁電纜,沒有鋁合金。沒有這個標(biāo)準(zhǔn)依據(jù),設(shè)計師很難實施。該規(guī)范適用于新建、擴(kuò)建的電力工程中500kV及以下電力電纜的選擇與敷設(shè)設(shè)計。該規(guī)范規(guī)定安全性要求高的公共設(shè)施,應(yīng)該用銅電纜。鋁合金電纜在工程施工過程沒有設(shè)計規(guī)范容易出現(xiàn)工程質(zhì)量問題。
3、國網(wǎng)北京公司對電纜的管理政策和措施
80年代中國大量用鋁電纜,歐洲也用鋁電纜,但現(xiàn)在我們已經(jīng)逐漸換成銅電纜。替換的原因是鋁電纜有許多問題。
1995年,國網(wǎng)北京公司第一個發(fā)文:凡北京局主網(wǎng)一律不許再使用鋁電纜。
這就是說國網(wǎng)公司走過一個以鋁代銅,又以銅代鋁的過程,因此對銅鋁電纜的特點(diǎn)非常熟悉。
國網(wǎng)北京不會輕易使用鋁合金電纜的原因是:
a) 供電可靠性絕對不能降低
b) 新材料新技術(shù)的使用只能減輕工作量才有可能考慮
c) 施工周期不能延長,維護(hù)必須更簡單
為了保證電纜品質(zhì)的問題,國網(wǎng)北京公司還是率先對電纜進(jìn)行全面用戶檢測的單位。后來發(fā)展成為獨(dú)立的為社會服務(wù)的第三方檢測機(jī)構(gòu),隨后各省電科院也都開展了這個業(yè)務(wù)。
檢測的一個指標(biāo)就是電阻率,如果電阻率不合格,要么是電纜純度不夠,要么就是壓緊度不夠,反正就會有問題,這是非常簡潔和實用的方法。2004年開始檢測的時候,有50%的電纜不合格。
4、在城市人口高度密集的地方,不適合用鋁合金電纜
在城市人口高度密集的地方,是不適合用鋁合金電纜的。例如在北京,因為還有一個過載問題,多數(shù)場合不可能不過載,銅電纜過載性能明顯優(yōu)于鋁合金電纜,因此如果考慮過載安全,就應(yīng)該首選銅電纜。
鋁合金電纜比較適合用在偏遠(yuǎn)地區(qū),但是也要根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況來看,在偏遠(yuǎn)地區(qū)用純鋁電纜可能更便宜,用鋁合金電纜是否合算還需要研究。
鋁合金電纜就是這樣的,替換純鋁電纜,它不上算,因為它價格比純鋁電纜高,但替換銅電纜,它還有弱點(diǎn),有點(diǎn)尷尬。如果它說比銅電纜還好,這就夸大其詞了,也不現(xiàn)實了。因此嚴(yán)格地講,鋁合金電纜只是一種改進(jìn)了的鋁電纜,大量使用前還有許多問題需要研究和規(guī)范。