对铝合金电线电缆技术变迁的启示

早在第二次世界大战结束之后的1946年,美国由于应对铜资源短缺而制定了"以铝代铜"的技术政策,并规定各有关行业必须执行。从此。美国各电线电缆公司开始研制铝芯电线电缆。

美国铝芯电线电缆的发源地

许多年来,美国不少电线电缆公司都在铝和铝合金导体的制造工艺改进上积累了丰富的经验。尽管很久以前也进行过研究,但直到1960年代,才在铝芯电线电缆技术方面有了某些重大发现。一项很重要的发现是,铝导体电线电缆可以用于通信线路。英国还在南极洲专门架设了铝芯电话线做低温环境试验。后来,随着复合冶金技术的发展,有些冶金公司的研发实验室做了大量研究,最终研制成功了电工用铝合金。在继续深入研究中发现,铝合金有某些非常优良的特性,例如强度更大、延展性更高、耐热性更好等。后来,这些铝合金复合材料被美国铝业协会列入8000系列铝合金产品目录。

1960年代初,在美国和加拿大,铝导体在建筑电线中的用量激增,甚至小规格(AWG10和12)的建筑电线也采用了铝导体。由于铝的成本低、来源广,用普通等级、牌号为AA-1350纯铝制造的铝芯建筑电线迅速普及,北美许多建筑物里都安装了这种铝芯电线。美国南方电线公司(Southwire)于1968年开始研制新的铝合金建筑电线,获得领先进展,并开始在美国和加拿大推广应用。不过,到了60年代末,早期安装的铝芯电气线路频繁发生接续故障,电力部门和居民发出不少抱怨。

应对产品抱怨而制成8000系列铝合金

为了解决这些问题,1970年,电线电缆公司同电气产品实验室和连接器公司等其他行业的企业,制定了重新评估铝导体的方案。电气实验室对铝芯建筑电线重新进行了鉴定试验,连接器公司重新制作了铝芯建筑电线用的新型连接器。经过对铝芯建筑电线的严格筛选,电线电缆公司最终选定了8000系列铝合金,并开始用于制造建筑电线。其中,应用做多的是AA-8030铝合金。

与AA-1350纯铝相比,AA-8030铝合金具有更高的抗拉和屈服强度,更好的延伸率和更柔软。在美国国家规范中规定必须采用新合金AA-8000系列电工级铝合金材料。到了1972年中,只有几个规格被重新认定的铝芯建筑电线(AWG8、10、12)和电气布线装置(CO/ALR),被列入行业标准。

为了配合与支持电线电缆制造厂商、连接器公司和电气实验室的研发工作,有些电线电缆公司还开展了铝芯建筑电线的安装培训。另外,关于铝导体的UL标准486B也开始重新修订,并于1978年重新发布。现在,有的公司还在用AA-1350纯铝导体进行连接器试验,以期制成既适用于AA-1350纯铝导体、也适用于AA-8000系列铝合金导体的连接器。

如果把AA-8000系列铝合金与以前的铝合金相比较,从AA-8000系列铝合金的优异性能上就会发现,这种铝合金确实是适用于制造各种规格铝芯建筑电线用的理想材料。现在,已经可以制造出规格为AWG8及以上的AA-8000系列铝合金线。除了继续研究导体的可接续性以外,还在继续开发新的柔软性更好、回弹性更小、现场安装更简便的新型铝合金导体材料。

及时制定标准为产品正名

1980年代,美国电器工业包括电线电缆行业获得新的发展。有关产品标准、规程和技术规范,都开始引用电工级8000系列铝合金导体。1981年,美国材料试验学会(ASTM)工作组开始编写AA-8000系列铝合金导体标准。1985年,提出了把AA-8000系列铝合金导体列入《国家电气规程》(NEC--NationalElectricalCode)的建议案。同年,美国保险商实验室(UL)修订了UL83标准,在大多数铝芯建筑电线中,要求使用AA-8000xilie铝合金导体。1988年秋天,ASTM完成了AA-8000系列铝合金导体技术规范的编制,并出版了ASTMB-800和ASTMB-801标准。从此,AA-8000系列铝合金正式合法的作为建筑电线电缆和电力电缆导体,在世界各地迅速推广。这种状况一直延续到今天。

外国产品入华引起强烈认知冲击

我国应用铝芯电线电缆的进展与美国相比有很大差距。虽然我国早在1957年就已经把"以铝代铜"确定为国家级技术政策,但由于执行不力和其他种种原因,而影响了铝芯和铝合金芯电线电缆的推广应用。

改革开放以后,随着我国电线电缆行业对外技术交流的增多,外国电线电缆厂商也不断地来华进行技术座谈、参加广交会和专业展览会等,向我国电线电缆行业展示了先进的铝芯和铝合金芯电线电缆产品,其中包括大截面实心铝导体电力电缆,使国人大开眼界。于是,我国电线电缆行业也开始进行铝芯电线电缆的改进升级。

如果按照1980年代的研究进度,我国铝芯和铝合金电线电缆的的技术水平,一定会有相当程度的发展。但是,在我国的电线电缆产品研发中,往往有一个不可忽视的实事,那就是:电线电缆安装敷设金具的研制,总是落后于电线电缆本身的研发进度。这一现象,至今依然不同程度的存在着。例如,由于架空绝缘电缆的架设金具落后,严重妨碍了架空绝缘的推广和出口。世界上出口架空绝缘电缆最多的国家是芬兰,他们都是与架设金具一起出口的。

近十年来,美国、加拿大和德国等电线领导制造厂商,把铝合金电线电缆引入我国,并且获得巨大成功,才使国人耳目一新,并意识到"原来铝芯电缆还有那么多的学问呢"。知耻而后勇。近几年来,我国相继颁布了铝合金电缆产品标准和安装技术标准,才开始使铝合金电线电缆在我国迅速发展起来。

 

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