對鋁合金電線電纜技術變遷的啟示

早在第二次世界大戰結束之后的1946年,美國由于應對銅資源短缺而制定了"以鋁代銅"的技術政策,并規定各有關行業必須執行。從此。美國各電線電纜公司開始研制鋁芯電線電纜。

美國鋁芯電線電纜的發源地

許多年來,美國不少電線電纜公司都在鋁和鋁合金導體的制造工藝改進上積累了豐富的經驗。盡管很久以前也進行過研究,但直到1960年代,才在鋁芯電線電纜技術方面有了某些重大發現。一項很重要的發現是,鋁導體電線電纜可以用于通信線路。英國還在南極洲專門架設了鋁芯電話線做低溫環境試驗。后來,隨著復合冶金技術的發展,有些冶金公司的研發實驗室做了大量研究,最終研制成功了電工用鋁合金。在繼續深入研究中發現,鋁合金有某些非常優良的特性,例如強度更大、延展性更高、耐熱性更好等。后來,這些鋁合金復合材料被美國鋁業協會列入8000系列鋁合金產品目錄。

1960年代初,在美國和加拿大,鋁導體在建筑電線中的用量激增,甚至小規格(AWG10和12)的建筑電線也采用了鋁導體。由于鋁的成本低、來源廣,用普通等級、牌號為AA-1350純鋁制造的鋁芯建筑電線迅速普及,北美許多建筑物里都安裝了這種鋁芯電線。美國南方電線公司(Southwire)于1968年開始研制新的鋁合金建筑電線,獲得領先進展,并開始在美國和加拿大推廣應用。不過,到了60年代末,早期安裝的鋁芯電氣線路頻繁發生接續故障,電力部門和居民發出不少抱怨。

應對產品抱怨而制成8000系列鋁合金

為了解決這些問題,1970年,電線電纜公司同電氣產品實驗室和連接器公司等其他行業的企業,制定了重新評估鋁導體的方案。電氣實驗室對鋁芯建筑電線重新進行了鑒定試驗,連接器公司重新制作了鋁芯建筑電線用的新型連接器。經過對鋁芯建筑電線的嚴格篩選,電線電纜公司最終選定了8000系列鋁合金,并開始用于制造建筑電線。其中,應用做多的是AA-8030鋁合金。

與AA-1350純鋁相比,AA-8030鋁合金具有更高的抗拉和屈服強度,更好的延伸率和更柔軟。在美國國家規范中規定必須采用新合金AA-8000系列電工級鋁合金材料。到了1972年中,只有幾個規格被重新認定的鋁芯建筑電線(AWG8、10、12)和電氣布線裝置(CO/ALR),被列入行業標準。

為了配合與支持電線電纜制造廠商、連接器公司和電氣實驗室的研發工作,有些電線電纜公司還開展了鋁芯建筑電線的安裝培訓。另外,關于鋁導體的UL標準486B也開始重新修訂,并于1978年重新發布。現在,有的公司還在用AA-1350純鋁導體進行連接器試驗,以期制成既適用于AA-1350純鋁導體、也適用于AA-8000系列鋁合金導體的連接器。

如果把AA-8000系列鋁合金與以前的鋁合金相比較,從AA-8000系列鋁合金的優異性能上就會發現,這種鋁合金確實是適用于制造各種規格鋁芯建筑電線用的理想材料。現在,已經可以制造出規格為AWG8及以上的AA-8000系列鋁合金線。除了繼續研究導體的可接續性以外,還在繼續開發新的柔軟性更好、回彈性更小、現場安裝更簡便的新型鋁合金導體材料。

及時制定標準為產品正名

1980年代,美國電器工業包括電線電纜行業獲得新的發展。有關產品標準、規程和技術規范,都開始引用電工級8000系列鋁合金導體。1981年,美國材料試驗學會(ASTM)工作組開始編寫AA-8000系列鋁合金導體標準。1985年,提出了把AA-8000系列鋁合金導體列入《國家電氣規程》(NEC--NationalElectricalCode)的建議案。同年,美國保險商實驗室(UL)修訂了UL83標準,在大多數鋁芯建筑電線中,要求使用AA-8000xilie鋁合金導體。1988年秋天,ASTM完成了AA-8000系列鋁合金導體技術規范的編制,并出版了ASTMB-800和ASTMB-801標準。從此,AA-8000系列鋁合金正式合法的作為建筑電線電纜和電力電纜導體,在世界各地迅速推廣。這種狀況一直延續到今天。

外國產品入華引起強烈認知沖擊

我國應用鋁芯電線電纜的進展與美國相比有很大差距。雖然我國早在1957年就已經把"以鋁代銅"確定為國家級技術政策,但由于執行不力和其他種種原因,而影響了鋁芯和鋁合金芯電線電纜的推廣應用。

改革開放以后,隨著我國電線電纜行業對外技術交流的增多,外國電線電纜廠商也不斷地來華進行技術座談、參加廣交會和專業展覽會等,向我國電線電纜行業展示了先進的鋁芯和鋁合金芯電線電纜產品,其中包括大截面實心鋁導體電力電纜,使國人大開眼界。于是,我國電線電纜行業也開始進行鋁芯電線電纜的改進升級。

如果按照1980年代的研究進度,我國鋁芯和鋁合金電線電纜的的技術水平,一定會有相當程度的發展。但是,在我國的電線電纜產品研發中,往往有一個不可忽視的實事,那就是:電線電纜安裝敷設金具的研制,總是落后于電線電纜本身的研發進度。這一現象,至今依然不同程度的存在著。例如,由于架空絕緣電纜的架設金具落后,嚴重妨礙了架空絕緣的推廣和出口。世界上出口架空絕緣電纜最多的國家是芬蘭,他們都是與架設金具一起出口的。

近十年來,美國、加拿大和德國等電線領導制造廠商,把鋁合金電線電纜引入我國,并且獲得巨大成功,才使國人耳目一新,并意識到"原來鋁芯電纜還有那么多的學問呢"。知恥而后勇。近幾年來,我國相繼頒布了鋁合金電纜產品標準和安裝技術標準,才開始使鋁合金電線電纜在我國迅速發展起來。

 

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