Kabels van aluminiumlegeringen worden in ons land al lang niet meer gebruikt, maar er zijn al gevallen bekend die aantonen dat er grote verborgen gevaren en risico's kleven aan de toepassing van kabels van aluminiumlegeringen in steden, fabrieken en mijnen. De volgende twee praktijkgevallen en acht factoren die leiden tot het risico op ongevallen met kabels van aluminiumlegeringen worden besproken.
Geval 1
Kabels van aluminiumlegering werden in batches gebruikt in een staalfabriek. Er vonden twee branden plaats in één jaar, wat resulteerde in een sluiting van een halve maand en een direct economisch verlies van 200 miljoen yuan.
Dit is een kabelbrug die na de brand is hersteld. De sporen van de brand zijn nog steeds opvallend.
Geval twee
Kabels van aluminiumlegering worden gebruikt in het verlichtingsdistributiesysteem van een stad in de provincie Hunan. Binnen een jaar na installatie ontstond er sterke corrosie van de kabels van aluminiumlegering, wat leidde tot schade aan de kabelverbindingen en geleiders en stroomuitval.
Aan de hand van deze twee voorbeelden kunnen we zien dat de grootschalige popularisering van aluminiumlegeringskabels in steden, fabrieken en mijnen in China verborgen gevaren heeft achtergelaten. Gebruikers hebben onvoldoende inzicht in de basiseigenschappen van aluminiumlegeringskabels en lijden daardoor enorme verliezen. Als gebruikers de eigenschappen van aluminiumlegeringskabels op het gebied van brandveiligheid, betrouwbaarheid en bescherming vooraf begrijpen, zullen ze grote verliezen lijden. Dergelijke verliezen kunnen echter vooraf worden vermeden.
Volgens de kenmerken van aluminiumlegeringskabels vertonen aluminiumlegeringskabels natuurlijke defecten op het gebied van brand- en corrosiepreventie. Dit komt tot uiting in de volgende acht aspecten:
1. Corrosiebestendigheid: aluminiumlegering uit de 8000-serie is inferieur aan gewone aluminiumlegering
GB/T19292.2-2003 Standaardtabel 1, Noot 4, stelt dat de corrosiebestendigheid van aluminiumlegeringen slechter is dan die van gewone aluminiumlegeringen en slechter dan die van koper, omdat de kabels van aluminiumlegeringen magnesium, koper, zink en ijzer bevatten, waardoor ze gevoelig zijn voor lokale corrosie, zoals spanningscorrosie, laagcorrosie en interkristallijne corrosie. Bovendien behoort aluminiumlegering uit de 8000-serie tot de corrosiegevoelige formule, en aluminiumlegeringskabels corroderen gemakkelijk. Door de toevoeging van een warmtebehandelingsproces kan er gemakkelijk een onregelmatige fysieke toestand ontstaan, die gemakkelijker corrodeert dan aluminiumkabels. Momenteel worden in ons land voornamelijk aluminiumlegeringen uit de 8000-serie gebruikt.
2. De temperatuurbestendigheid van aluminiumlegering verschilt aanzienlijk van die van koper.
Het smeltpunt van koper is 1080 en dat van aluminium en aluminiumlegeringen 660, waardoor koperen geleiders een betere keuze zijn voor vuurvaste kabels. Sommige fabrikanten van aluminiumlegeringskabels beweren dat ze vuurvaste kabels van aluminiumlegeringen kunnen produceren en voldoen aan de relevante nationale normen, maar er is in dit opzicht geen verschil tussen aluminiumlegeringskabels en aluminiumkabels. Als de temperatuur hoger is dan het smeltpunt van de aluminiumlegering en de aluminiumkabel in het brandcentrum (hierboven), zullen de kabels, ongeacht de isolatiemaatregelen die worden genomen, in zeer korte tijd smelten en hun geleidende functie verliezen. Aluminium en aluminiumlegeringen mogen daarom niet worden gebruikt als geleiders van vuurvaste kabels of in dichtbevolkte stedelijke distributienetwerken, gebouwen, fabrieken en mijnen.
3. De thermische uitzettingscoëfficiënt van aluminiumlegering is veel hoger dan die van koper, en die van AA8030 aluminiumlegering is zelfs hoger dan die van gewone aluminiumlegering.
Uit de tabel blijkt dat de thermische uitzettingscoëfficiënt van aluminium veel hoger is dan die van koper. De aluminiumlegeringen AA1000 en AA1350 zijn iets verbeterd, terwijl AA8030 zelfs hoger is dan die van aluminium. Een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt leidt tot slecht contact en een vicieuze cirkel van geleiders na thermische uitzetting en krimp. Er zijn echter altijd pieken en dalen in de voeding, wat de prestaties van de kabel zwaar op de proef stelt.
4. Aluminiumlegering lost het probleem van aluminiumoxidatie niet op
Aluminiumlegeringen of aluminiumlegeringen die aan de atmosfeer worden blootgesteld, vormen snel een harde, hechtende maar kwetsbare film met een dikte van ongeveer 10 nm en een hoge soortelijke weerstand. De hardheid en hechtkracht maken het moeilijk om geleidende contacten te vormen. Daarom moet de oxidelaag op het oppervlak van aluminium en aluminiumlegeringen vóór de installatie worden verwijderd. Het koperoppervlak oxideert ook, maar de oxidelaag is zacht en breekt gemakkelijk af in halfgeleiders, waardoor metaal-metaalcontact ontstaat.
5. Kabels van aluminiumlegering hebben een betere spanningsrelaxatie en kruipweerstand, maar veel minder dan koperkabels.
De kruipeigenschappen van aluminiumlegeringen kunnen worden verbeterd door specifieke elementen toe te voegen aan de aluminiumlegering, maar de mate van verbetering is zeer beperkt in vergelijking met aluminiumlegeringen en er is nog steeds een enorme kloof ten opzichte van koper. Of de kabel van aluminiumlegering de kruipweerstand daadwerkelijk kan verbeteren, hangt nauw samen met de technologie en het kwaliteitscontroleniveau van elke onderneming. Deze onzekerheid op zich is een risicofactor. Zonder strikte controle van volwassen technologie kan de verbetering van de kruipeigenschappen van de kabel van aluminiumlegeringen niet worden gegarandeerd.
6. Een aluminiumlegeringkabel lost het betrouwbaarheidsprobleem van aluminiumverbindingen niet op
Er zijn vijf factoren die de betrouwbaarheid van aluminiumverbindingen beïnvloeden. Aluminiumlegeringen zijn slechts op één punt verbeterd, maar hebben het probleem van aluminiumverbindingen niet opgelost.
Er zijn vijf problemen bij de verbinding van aluminiumlegeringen. De kruip en spanningsrelaxatie van aluminiumlegeringen uit de 8000-serie zijn alleen verbeterd, maar er is geen verbetering in andere aspecten. Daarom zal het verbindingsprobleem nog steeds een groot probleem vormen dat de kwaliteit van de aluminiumlegering beïnvloedt. Aluminiumlegeringen zijn bovendien een soort aluminium en geen nieuw materiaal. Als de kloof tussen de basiseigenschappen van aluminium en koper niet wordt gedicht, kunnen aluminiumlegeringen koper niet vervangen.
7. De slechte kruipweerstand van binnenlandse aluminiumlegeringen als gevolg van inconsistente kwaliteitscontrole (legeringssamenstelling)
Na een POWERTECH-test in Canada is de samenstelling van binnenlandse aluminiumlegeringen onstabiel. Het verschil in Si-gehalte in Noord-Amerikaanse aluminiumlegeringkabels is minder dan 5%, terwijl dat van binnenlandse aluminiumlegeringen 68% is, en Si is een belangrijk element dat de kruipeigenschappen beïnvloedt. Dat wil zeggen dat de kruipweerstand van binnenlandse aluminiumlegeringkabels nog niet is bereikt met behulp van volwassen technologie.
8. De technologie voor kabelverbindingen met aluminiumlegering is complex en er kunnen gemakkelijk verborgen gevaren ontstaan.
Kabelverbindingen van aluminiumlegering vereisen drie processen meer dan kabelverbindingen van koper. Effectieve verwijdering van de oxidelaag en het aanbrengen van antioxidanten zijn essentieel. De binnenlandse bouwkwaliteit is ongelijk, wat verborgen gevaren met zich meebrengt. Bovendien worden de uiteindelijke gevolgen van verlies in de praktijk, door het ontbreken van een strikt systeem voor wettelijke aansprakelijkheidscompensatie in China, in principe door de gebruikers zelf gedragen.
Naast bovengenoemde factoren is er voor aluminiumlegeringskabels geen uniforme norm voor de stroomafsnijding, wordt de aansluitklem niet gepasseerd, neemt de capacitieve stroom toe, wordt de legafstand van de aluminiumlegeringskabel kleiner of onvoldoende om te ondersteunen door de toenemende kabeldoorsnede, worden de constructieproblemen veroorzaakt door de toenemende kabeldoorsnede, de benodigde ruimte voor de kabelsleuf, en de snelle toename van onderhouds- en risicokosten. Een reeks professionele problemen, zoals de stijgende kosten van de levenscyclus en het gebrek aan normen die ontwerpers kunnen volgen, zoals onjuist gebruik of opzettelijke verwaarlozing van een van deze normen, kunnen ertoe leiden dat gebruikers zware en onherstelbare verliezen en ongevallen lijden.
Plaatsingstijd: 20-04-2017