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[專業(yè)話題] 長沙 鋁合金電纜會議的總結(jié)個人總結(jié)
P:2013-07-13 16:34:42
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本人親自參加6月底在長沙舉行的2013電線電纜學(xué)術(shù)年會，將會議總結(jié)分享給大家。
我現(xiàn)就代表公司參加在湖南長沙舉辦的（6月28日-30日）中國電工技術(shù)學(xué)會2013年學(xué)術(shù)年，以鋁合金為核心議題的專題會議內(nèi)容向你和其它領(lǐng)導(dǎo)同事報過如下。
本次會議前期并沒有大規(guī)模的媒體宣傳和炒作，原估計參會代表百人左右，但當(dāng)日報道參會的廠家和代表創(chuàng)出了年會人數(shù)的新記錄，與會代表300多人，廠家、使用單位及科研單位百余家，由此可見“鋁合金”的概念已經(jīng)在當(dāng)下可以說是炒的很熱，引起了多方關(guān)注，參會廠家包括了國內(nèi)很多大的電纜廠，如：上上、漢纜、寶勝、遠東、特變電、中天、亨通，還有國外的廠家或分公司如：特邀了美國通用電纜中國公司、普瑞斯曼中國投資公司、特克斯特上海公司等參加，也有生產(chǎn)鋁合金的熔煉爐、時效爐、連軋連鑄、鎧裝、檢測等廠家也都要參加，通過3天的會議，聽取了近30篇的論文現(xiàn)場報告，使我對鋁合金及鋁合金電纜的應(yīng)用研究有了更深層次的認識，其中很多專家學(xué)者的觀點和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，為我們以后是否上馬合金電纜要關(guān)注那些問題提出了指導(dǎo)性的建議，我就多方觀點認為有價值的匯報如下：
1、國內(nèi)已經(jīng)興起的“鋁合金電纜熱”值得深思，雖然AA-8000系列鋁合金電纜已經(jīng)是國外幾十年前的產(chǎn)品，但目前在國內(nèi)的推廣還面臨了諸多問題，很多廠家“說上就上”其中會有很大的投資和技術(shù)風(fēng)險，其生產(chǎn)的產(chǎn)品制造工藝并不簡單，工廠必須具備AA-8000系列鋁合金桿的熔爐、軋機、拉絲、退火、絞線壓緊、連鎖鎧裝的裝備能力，投資巨大，更需要高技術(shù)的工藝技術(shù)人才作為支撐，期間的時間市場過度時間可能需要很長的一段路要走……
2.國外50多年的建筑電氣線路工程的實踐證明，鋁合金導(dǎo)體和鋁合金電纜已經(jīng)在國外是十分成熟的技術(shù)，性能安全可靠可以選用，中國的企業(yè)應(yīng)該加強技術(shù)吸收和消化，并不斷改進，在中國的建筑市場更是應(yīng)該推廣的先驅(qū)，應(yīng)提倡“以鋁節(jié)銅”的理念，而不應(yīng)該將鋁合金神話，將銅芯電纜丑化，應(yīng)該強調(diào)可以應(yīng)用的場合倡導(dǎo)應(yīng)用，這樣才能創(chuàng)造最大的經(jīng)濟效益和社會效益，要注重加強市場監(jiān)管，重視產(chǎn)品質(zhì)量，不應(yīng)把國外好的東西在國內(nèi)做爛……
3. 鋁合金導(dǎo)體在線纜工業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域主要有架空輸電電纜，電力電纜、通信屏蔽線、汽車線、航空導(dǎo)線、電磁線等。其中架空輸電線中應(yīng)用的強度鋁合金線分為高強度和中強度兩個系列。高強度鋁合金復(fù)合GB/T23308-2009標(biāo)準(zhǔn)，中強度鋁合金暫時沒有國標(biāo)，強度型合金以鋁-鎂-硅系列為主；耐熱型系列按照耐熱等級和導(dǎo)電率等分為四個等級，AT1-AT4，耐熱等級從150度到230度，該產(chǎn)品以鋁-鎬合金為主。高強度鋁合金線其優(yōu)越性在于抗拉強度高，用于工程張力負荷大條件下，如大跨越工程以及風(fēng)載大，覆冰中的輸電區(qū)域，但其導(dǎo)電率相對偏低，線路損耗相對大，因此只能使用在區(qū)域線路中。中強度鋁合金線是硬鋁線強度的1.5倍，導(dǎo)電鋁與鋁相近，并具有良好的延伸率和抗蠕變性能，所以具有廣泛的應(yīng)用和綜合性能。耐熱鋁合金線抗拉強求和導(dǎo)電率都與鋁相近，主要特點是在150及以上長期工作溫度下課保持90%的抗拉強度，主要用于提高線路的輸送容量而使運行溫度提高的線路，但一般長度不能太長，線損較大……
4. 鋁合金導(dǎo)體在電力電纜中的應(yīng)用主要適宜生產(chǎn)鋁合金電纜應(yīng)用于建筑物內(nèi)的安裝和敷設(shè)，如：辦公大樓、購物中心、工廠、動力、電氣設(shè)備的饋電線路等，因其具有良好柔韌性，能夠接受幾十次的彎折，鎧裝電纜可以直接沿著建筑物內(nèi)的強、頂、梁敷設(shè)省去了電纜橋架等安裝輔助設(shè)施，方便并節(jié)約成本。在汽車線領(lǐng)域如日本豐田汽車從2003年開始就使用鋁合金汽車線束產(chǎn)品，并于2010年在泰國建造了專門生產(chǎn)汽車線束的工廠，以后應(yīng)用于電磁屏蔽線、航空、機車、半導(dǎo)體線圈等領(lǐng)域鋁合金線也具有廣闊的發(fā)展前景，但整個市場需求還需要較長的認同和轉(zhuǎn)化時間，不能人云亦云，盲目夸大，就目前來說鋁合金導(dǎo)體的制造技術(shù)，我們遠沒有成熟，鋁合金電纜及其接頭整體的解決方案標(biāo)準(zhǔn)等還不完善，市場中的產(chǎn)品質(zhì)量魚龍混雜，以鋁代鋁合金的情況時有發(fā)生，要堅決避免國外的好產(chǎn)品到中國成了“濫白菜”，到處都爛……
5.從建筑工程設(shè)計角度，國家現(xiàn)行的《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》GB/T50217-2007 相關(guān)條件和場合明確規(guī)定應(yīng)采用銅導(dǎo)體，其中3.1.2條款應(yīng)用于以下情況的電力電纜應(yīng)選用銅導(dǎo)體1.電機勵磁、重要電源、移動式電氣設(shè)備等需保持連接具有高可靠性的回路。
2.震動劇烈、有爆炸危險或?qū)︿X有腐蝕等嚴(yán)酷的工作環(huán)境。
3.耐火電纜。
4.緊靠高溫設(shè)備布置。
5.安全性要求高的公共設(shè)施。
6.工作電流大，需增加電纜根數(shù)時。
從其他民用建筑電氣設(shè)備規(guī)范中，要求建筑高度為100,米，或35層以上的住宅建筑，用于消防設(shè)施的供電干線采用礦物絕緣電纜，消防設(shè)施供電應(yīng)采用耐火電纜，敷設(shè)在電氣豎井內(nèi)的封閉母線，預(yù)分支電纜，供電干線可選用銅、鋁或合金材質(zhì)的導(dǎo)體。2013年山東省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金電纜應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》DBJ/T14-2013.規(guī)范適用于工業(yè)與民用建筑，市政工程中非消防供配電線路用0.6/1KV鋁合金電纜的設(shè)計、施工和驗收，從全國范圍內(nèi)看開創(chuàng)了鋁合金電纜地方標(biāo)準(zhǔn)推廣應(yīng)用的先河。但從整個標(biāo)準(zhǔn)體系角度來看，關(guān)于鋁合金系列的標(biāo)準(zhǔn)還很少，設(shè)計人員習(xí)慣于使用銅芯電纜，尤其對于中壓及高壓的電纜基本都用銅芯，所以關(guān)于鋁合金導(dǎo)線及鋁合金電纜的應(yīng)用推廣還需要標(biāo)準(zhǔn)體系不斷的完善，要企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)等各個層面標(biāo)準(zhǔn)體系的完善和支撐，產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整才能為大規(guī)模的推廣和應(yīng)用鋪平道路……
6.關(guān)于鋁芯電纜的應(yīng)用主要在70-80年代，但是隨著經(jīng)濟的發(fā)展和用電纜的增加至20世紀(jì)末，主要的線路的鋁芯電纜在國家電網(wǎng)中逐步被銅芯電纜所替代，以浙江電網(wǎng)為例，自2009年根據(jù)省電力公司001號文件要求，為滿足電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，降低工程建設(shè)成本，浙江電網(wǎng)工程建設(shè)中涉及到10KV到35KV的線路可以考慮采用鋁芯電纜，目前這件電網(wǎng)管轄的45684KM線路中鋁芯電纜3649KV，占總輸電線路的7.9%，從設(shè)計角度考慮現(xiàn)設(shè)計采用的鋁芯電纜最大截面積為3×630平方，并且保證配套管徑在175mm，而一般的電力管道為150mm , 所以也為大截面鋁芯電纜的使用受到了限制，所以建議400平方以上的應(yīng)避免使用鋁芯電纜，此外大截面鋁芯電纜不容易彎曲，甚至彎曲半徑技術(shù)上無法滿足要求，電纜使用的故障率較銅芯電纜高，也給電源運行、維護和檢修增加了難度。從2009年應(yīng)用鋁芯電纜以來，共發(fā)生電纜停運事故29次，尤其電纜中間接頭發(fā)生事故19次，占事故量的65%，其中18次均為擊穿，在其中14次發(fā)生絕緣擊穿或爆炸，所以故障率較銅芯電纜高�，F(xiàn)鋁合金電纜在輸電線路中的應(yīng)用還不多，無法提供可以比較的數(shù)據(jù)，但據(jù)了解鋁合金電纜能夠彌補以往鋁芯電纜的不足，彎曲性能，抗蠕變性能和耐腐蝕性能和壓接工藝均有提高，從長期來看，如果沒有國家配套的產(chǎn)業(yè)政策，目前鋁芯電纜和鋁合金電纜還是無法超越銅芯電纜的（以上鋁電纜不為鋁合金電纜） ……
7. 全球電纜巨頭———美國通用電纜公司于2012 年12月完成了對加鋁電纜的全面收購，加鋁電纜投資6000萬美元在天津空港物流區(qū)興建了第七家世界級生產(chǎn)研發(fā)基地，面向中國大陸地區(qū)提供ZA-AC90(-40)、ZB-ACWU90(-40)及ZC-TC90(-40)等三種型號的產(chǎn)品。 由此美國通用電纜公司獲得了第一家在華全資子公司天津世德電纜。
銅，作為一種稀缺資源，隨著人類的不斷開采，日漸稀少，2003年全球陸地銅儲量達4.7億噸，儲量基礎(chǔ)9.4億噸。按照當(dāng)年全球消費量1545萬噸的標(biāo)準(zhǔn)計算，現(xiàn)有的銅資源在大約30年內(nèi)就將被耗盡。
在電氣導(dǎo)體領(lǐng)域，人們長久以來一直使用銅做為電纜的導(dǎo)體材料。出于成本、環(huán)境、生態(tài)等諸多因素考慮，大部分歐洲和美洲國家早在40多年前就已經(jīng)開始使用以鋁合金為導(dǎo)體材料的合金電纜了。合金電纜的出現(xiàn)，在很大程度上緩解了原材料供求緊張的矛盾，降低了使用成本。
起源于北美的加鋁STABILOY世德合金電力電纜，是世界上最早使用鋁合金導(dǎo)體替代傳統(tǒng)低壓銅導(dǎo)體的電纜產(chǎn)品之一，在北美及加拿大市場占據(jù)主導(dǎo)地位， 并且在該地區(qū)大部分項目中都有著廣泛的應(yīng)用，最早的應(yīng)用案例可以追溯到上世紀(jì)70年代初，這些項目至今一直保持著無故障運行的記錄。
通用電纜在中國已經(jīng)擁有包括政府、工業(yè)、商業(yè)、民用等超過300處應(yīng)用項目。2009年，加鋁為上海世博園區(qū)電動車充電站提供了總長超過10000米的STABILOY世德合金 ZC-TC90(-40)型鋁合金電力電纜產(chǎn)品。
通用世德合金電力電纜在綠色環(huán)保上也作出了杰出的努力，在生產(chǎn)及安裝使用過程中，通過對生產(chǎn)工藝及設(shè)備的改進，庫存及運輸流程的周密安排，極大程度地降低了能源消耗。相比同類公司，加鋁的生產(chǎn)工序耗水量減少了10%，天然氣使用量節(jié)省了20%，廢品廢料率為最低等級，對人體有害物質(zhì)的使用減少了64%。同時，由于鋁合金電纜比銅纜的重量輕，在運輸過程中，燃油的消耗降低了30%-40%。由于世德合金電纜具有出色的彎曲性能及較輕的重量，在安裝過程中更加便捷，節(jié)約人工及輔料，大幅降低了使用及維護成本。
中國是鋁資源的大國，廣泛使用以鋁合金為導(dǎo)體的電力電纜正是順應(yīng)國家關(guān)于綠色環(huán)保、節(jié)能減排的倡導(dǎo)，真正適應(yīng)我國國情。STABILOY世德合金電力電纜，作為低壓合金電纜的第一品牌，提供全套的輸電解決方案，在中國的運用前景會更廣闊，作為美國通用的獨資公司，中國將會在更多層面應(yīng)用和推廣鋁合金導(dǎo)體和鋁合金電纜，
8.關(guān)于鋁合金導(dǎo)體的生產(chǎn)及裝備要求有技術(shù)潛力，但生產(chǎn)設(shè)備急需升級換代，方向應(yīng)朝電工用鋁合金的性能可靠與制造質(zhì)量穩(wěn)定這兩個方面努力。電工用鋁合金研發(fā)的光劍在于研制出真正能自主創(chuàng)新技術(shù)的鋁合金桿、鋁合金單線和鋁合金用連接附件，而非成品導(dǎo)線或線芯的絞合。鋁合金導(dǎo)體的制造關(guān)鍵在于鋁合金桿的成分均勻、質(zhì)量穩(wěn)定、無鑄造與軋制缺陷。
熔鋁爐石鋁合金導(dǎo)體制造的頭道工序，用于將鋁錠融化成鋁業(yè)然后流入保溫爐內(nèi)，再進行合金化處理。電纜行業(yè)通常采用平豎爐+保溫爐形式，受到爐型結(jié)構(gòu)的限制，這種爐子單位小時熔煉能力不高，鋁合金成分調(diào)整及成分控制方面難度也大，因此平豎爐在大型鋁熔化冶煉中應(yīng)用不多。一般推薦子母爐，該爐由熔化區(qū)和保溫區(qū)合為一體組成，通過上方的加料口加入鋁錠，在熔化區(qū)熔解后進入爐內(nèi)保溫區(qū)，可以制成雙保溫區(qū)來實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，但鋁業(yè)溫度先低后高，溫度的控制波動較大。圓形的爐體要比矩形的爐體大，爐子容積熱強度比矩形爐更大一些，因此近年來鋁加工行業(yè)的大型爐都采用圓形爐結(jié)構(gòu)。
關(guān)于鋁合金熔煉的技術(shù)中主要存在化學(xué)成分不均勻，不穩(wěn)定，同爐前后化學(xué)成分容易出現(xiàn)偏差，易出現(xiàn)整爐的超標(biāo)報廢情況；鋁業(yè)的精華做的不夠精細，產(chǎn)品夾渣、針孔度不佳等情況時有發(fā)生晶粒粗大，導(dǎo)致延伸率、抗拉強度等機械性能不佳。針對以上問題報告中均提出了解決方案和注意事項，為我們提供了很好的參考依據(jù)。
以后還講述和討論了鋁合金桿的連鎖鎧裝設(shè)備、連軋連鑄生產(chǎn)工藝、拉絲退火等生產(chǎn)問題，國外一家還介紹了成套的鋁合金T型、S型、Z型等多種異形線的一次性生產(chǎn)設(shè)備，在此不再詳述，有論文集一本可以進行傳閱學(xué)習(xí)。
總結(jié)：通過本次會議的學(xué)習(xí)，我感覺到一下幾點想法和結(jié)論：
1、鋁合金已經(jīng)成為國內(nèi)電纜企業(yè)關(guān)注的焦點，但短期內(nèi)看沒有國家相對的產(chǎn)業(yè)政策、標(biāo)準(zhǔn)系列的支持、沒有實現(xiàn)鋁合金導(dǎo)線和鋁合金電纜連接端子、接頭的基礎(chǔ)性研究作為支撐，短期內(nèi)推廣應(yīng)用的難度非常大，但從長期來看，以鋁節(jié)銅的方案是可行的，從國外60多年鋁合金電纜的使用來看，這種產(chǎn)品是可靠的。
2、鋁合金電纜的應(yīng)用前景會主要集中在建筑物供電、汽車束線、金屬屏蔽線、航空電線、其具有成套解決方案的廠家國內(nèi)還很少，國外的電纜巨頭憑借雄厚的技術(shù)實力已經(jīng)瞄準(zhǔn)中國市場，要想在未來的競爭中能夠分一杯羹，不是只要能絞線或成纜那樣簡單的，連接端子、中端接頭和電氣設(shè)備的連接的配套方案為用戶解決，才是競爭的利器。
3、鋁合金的生產(chǎn)和熔煉技術(shù)相對復(fù)雜，需要具有成熟的經(jīng)驗和技術(shù)裝備，熔鋁爐、合金過程、溫度控制、熱處理、攪拌、精煉等過程也是相當(dāng)復(fù)雜和經(jīng)驗的沉淀，從設(shè)備的選擇和材料干燥、凈化的把控的關(guān)鍵控制點，所以說鋁合金的生產(chǎn)遠比鋁合金桿的拉制和鋁合金電纜的生產(chǎn)要復(fù)雜的多。
4、鋁合金電纜國內(nèi)現(xiàn)在已經(jīng)有一些廠家在進行生產(chǎn)，假如可以大膽設(shè)想一下我們的廠區(qū)供電能否采用或部分采用鋁合金電纜，也作為消化和學(xué)習(xí)的一個機會，也是給用戶展示現(xiàn)場和解決方案的活的案例，從安全應(yīng)用的角度沒有任何問題，而且架設(shè)方便，成本也比銅芯電纜低，建議領(lǐng)導(dǎo)能否大膽考慮。
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