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电缆技术路线发展概要

中国工业制造要实施2025计划,需要树立全生命周期管理理念而不能只重视价格而忽视质量。日前有专家表示,从资源战略角度考虑,中国进口铜越少则对外界的依赖越少,因为铜是可以循环使用的。随着中国进口铜的不断积累,中国积累的铜资源越来越丰富,形成了巨大的城市矿藏,对国外进口的依赖程度反而逐年降低。
国家电网公司”资产全生命周期管理体系”规定:”在招标、投标、评标方面,综合考虑资产全寿命周期成本,以性价比最优为目标,加大质量评审要素权重,优化评标规则,按照选优选强的原则”。按照上述原则,业界经过研究分析,铝合金电缆的导电性、电阻率、安全性、耐高温等核心指标低于铜电缆,而全生命周期的成本与铜电缆基本持平。
据北京建筑大学副教授陈一民介绍,用作导体的铝合金是在20世纪60到70年代时,由于铜价的高速攀升而开始进行广泛研究的线缆替代性导体材料。
用作导体的铝合金主要有AA1000系列,即纯铝,AA6000和AA8000系列导体。AA1000系列导体主要用在高压架空线;AA6000Al-Mg-Si(铝镁硅合金)系列导体主要用在高压架空线和铝母排。
这两类导体都是以硬态导体存在,接头的连接以焊接为主。AA8000Al-Mg-Cu-Fe(铝镁铜铁合金)系列是真正用在配电线路上的软质铝合金。 
据介绍,在北美地区AA8000Al-Mg-Cu-Fe(铝镁铜铁合金)系列是被用在低压配电领域。然而在欧洲地区,铝合金电缆并没有得到欧洲发达国家的认可,欧洲国家基本上是采取铜电缆和纯铝电缆的解决方案。
目前,欧洲国家没有采用铝合金电缆的技术路线,主要是从四方面考虑。
一是从铜电缆和铝合金电缆电气性能比较来看。铜材质和铝材质在电气与机械性能方面均有明显区别。铝合金导线在电导率和电阻率方面与纯铝相近,因此只有采用加大截面的方法才能达到铜电缆的电气性能。
这就是说,从铝合金电缆导电率和电阻率这两个电缆最基本性能来看,并没有比纯铝有实质性的进步,这是欧洲国家没有选择采用铝合金电缆的一个原因。
二是从铜电缆和铝合金电缆耗能角度来看。由于对能源紧缺的危机意识,欧洲国家非常关心材料的能耗。英国巴斯大学的G.P.Ham鄄mond和C.I.Jones对电网中使用的不同原材料在生产和使用过程中所包含的能耗进行了深入研究。
其结果显示,金属铝在生产和使用过程中的能耗约为铜的3倍。由于铝和铝合金电缆在生产和使用中所消耗的能源比铜电缆更高,因此欧洲国家不选择使用铝合金电缆。
三是从碳排量和对环境的影响比较。铝合金电缆明显高于铜电缆。根据英国巴斯大学的G.P.Ham鄄mond和C.I.Jones对电网中使用的不同原材料在生产和使用过程中二氧化碳排放研究结果表明,金属铝的二氧化碳排放量是铜的2倍。
此外,荷兰的WimBOONE和德国的ArnavKACKER在其”以生命周期视角广泛比较铜芯电缆导线或铝芯电缆导线”一文中指出,铝合金电缆对环境的影响(酸化潜势)高于铜电缆。
四是从全生命周期成本来看。铝的价格远远低于铜,从而使铝合金电缆也具有了价格优势并为电缆企业带来了利润空间,然而欧洲国家经过对电缆全生命周期成本的比较研究,得出了铝合金电缆与铜电缆相比并没有明显优势的结论。
通常电力电缆可使用35~50年以上,然而电缆投资决策主要基于投资成本做出,而投资成本忽略了在电缆使用寿命中可能含有成本节约。电缆总体拥有成本(即,生命周期成本)不仅应考虑电缆初始成本,也应考虑电缆使用期的运营和维护成本。
因此,总体生命周期成本指标,包括电缆使用成本、运用维护成本、安装使用成本、电力损耗成本、剩余价值与治理成本等。
如果仅考虑一次性投入和采购成本,铝合金电缆和铝材料无疑具有巨大优势,但从铜铝电缆的全生命周期成本分析,铜与铝的成本几乎没有什么差别,而是铜电缆更优于铝合金电缆。

(来源:无锡市群星线缆有限公司 )

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