¿Cuáles son las características de rendimiento de los cables de aluminio para ferrocarriles de alta velocidad de tierras raras?
1. Propiedades eléctricas
En comparación con el cobre, en las mismas condiciones de sección transversal y longitud, la conductividad eléctrica de la aleación de aluminio es del 61,8% y la capacidad de carga de corriente es de aproximadamente 61,8%. 78% del cobre. Según la distribución especificada de la sección transversal del cable, la sección transversal del cable de aluminio aumenta aproximadamente 1,5 veces y la capacidad de carga de corriente y la caída de voltaje son equivalentes a las del cobre. Según el Código Eléctrico Nacional NEC330.14, "Los conductores sólidos de secciones transversales de 8, 10 y 12 AWG (equivalentes a 8,37 mm2, 5,26 mm2 y 3,332 mm2 en mi país) deben estar fabricados con materiales de aleación de aluminio de grado eléctrico de la serie AA8000. 8AWG (equivalente a 8,37 mm en China) mm2) a 1000 kcmil (equivalente a 506,7 mm2 domésticos) los conductores trenzados deben utilizar materiales conductores de aleación de aluminio de grado eléctrico de la serie AA8000
Cuando se utilizan cables de aluminio que son uno o dos tamaños más grandes que cables de cobre, a la gente le preocupa que agregar conductores aumente demasiado el diámetro exterior del conductor, lo que afectará la instalación y la conexión. Para resolver el problema del aumento del diámetro exterior del conductor debido al aumento de la cruz. sección, podemos utilizar tecnología de compresión avanzada con un coeficiente de compresión de 0,93 y reemplazarlo así. El diámetro exterior del cable de aluminio es solo aproximadamente un 10% mayor que el del cable de cobre, lo que no afectará la instalación y conexión en absoluto.
2. Rendimiento de la conexión
Debido a que se agregan hierro, magnesio y tierras raras y otros elementos, el rendimiento de la conexión de los materiales de aleación de aluminio ha mejorado enormemente, especialmente cuando el conductor es. recocido, el elemento de hierro añadido produce una alta resistencia a la fluencia, lo que garantiza la estabilidad de la conexión incluso si se sobrecalienta durante mucho tiempo.
En el pasado, la acumulación de experiencias y la comprensión, la conexión de cobre y aluminio siempre ha sido el problema más crítico. Si el cobre y el aluminio (o aleación de aluminio) se conectan directamente; se producirán diferencias de potencial en el aire húmedo. En los sistemas eléctricos, esta corrosión aumentará la resistencia del contacto y provocará que las juntas se calienten. es un peligro oculto para el funcionamiento seguro del sistema.
La corrosión electroquímica es el resultado de los siguientes factores:
(1) Diferentes potenciales de electrodo (>0,5 V), diferentes resistencias. entre metales y características de polarización de los metales
(2) La conductividad del electrolito y el ánodo y el área de contacto (densidad de corriente) de la superficie del cátodo. los coeficientes de expansión del cobre y el aluminio (o aleaciones) son diferentes, lo que provocará fatiga del metal y relajación de las juntas después de un uso prolongado. Esta es una preocupación común. Los cables de alimentación de aleación se basan principalmente en los siguientes métodos:
Primero, tiras de cobre estañado o estañado de terminales de aluminio es factible el uso de estañado de barras colectoras de cobre y estañado de terminales de aluminio para resolver la transición de cobre y aluminio. El problema se ha utilizado ampliamente en la industria eléctrica y se ha demostrado que es seguro y confiable.
En segundo lugar, se utilizan métodos especiales para la junta de transición entre cobre y aluminio, lo que previene eficazmente la corrosión causada por el cobre. contacto de aluminio.
En tercer lugar, los contactos de cobre de los equipos eléctricos no están estañados y los terminales de aluminio no lo están. Al estañar, puede utilizar el método de recubrimiento con antioxidantes que se encuentran entre el cobre y el aluminio. puede prevenir eficazmente la entrada de electrolito, evitando así la corrosión electroquímica.
Utilice el primer y tercer método anteriores. Al conectar cables con este método, se debe instalar una junta en forma de disco para absorber la holgura causada por la. diferentes coeficientes de expansión de cobre/aluminio Después de apretar con una llave dinamométrica, no hay necesidad de ningún mantenimiento ni ajuste secundario de todo el sistema de conexión.
3. Propiedades mecánicas
(1) Excelentes propiedades de tracción: en comparación con el aluminio puro, las aleaciones de aluminio son más resistentes a la tracción debido a la adición de ingredientes especiales y técnicas de procesamiento especiales. aumentan considerablemente hasta el 30%.
(2) Súper flexible: el radio de curvatura mínimo de los cables de aluminio durante la instalación es mayor que 7 veces el diámetro exterior del cable, lo que es mucho mejor que el "radio de curvatura mínimo durante la instalación del cable" en GB12706 -12 que es el diámetro exterior del cable 20 veces.
(3) Excelente rendimiento de baja resiliencia: el rendimiento de resiliencia de los cables de aluminio es un 40% menor que el de los cables de cobre.
(4) Excelente resistencia a la fluencia: la aleación especial y el proceso de tratamiento térmico de los conductores de aleación de aluminio reducen en gran medida la tendencia a la "fluencia" del metal bajo alta temperatura y presión, y la resistencia a la fluencia es mayor que la del puro. aluminio 300%.
4. Resistencia a la corrosión
El aluminio forma rápidamente una densa película de óxido con un espesor de aproximadamente 2×10-4 mm en el aire. Evite una mayor corrosión del metal interno.
El cobre no puede formar una película de óxido, por lo que los contaminantes permanecerán en la superficie y se corroerán aún más. Después de un período de corrosión, el agua de lluvia eliminará todos los óxidos y se seguirán acumulando nuevos contaminantes, corroyendo nuevamente el metal nuevo. Sin embargo, el cobre no tiene una película de óxido, lo que hace que el cobre se oxide rápidamente y provoque una gran pérdida de metal. .
Debido a la adición de metales de tierras raras a los conductores de aleación de aluminio, la resistencia a la corrosión de los materiales metálicos que utilizan aluminio como conductores mejora aún más en términos de propiedades químicas y se reduce la diferencia de potencial entre diferentes metales, porque cuanto mayor sea la diferencia de potencial, más grave será la corrosión. La adición de otros elementos metálicos permite el emparejamiento de metales, reduciendo la corrosión de contacto causada por diferencias de potencial.
2. Rendimiento retardante de llama
Actualmente, cuando se produce un incendio en un edificio de gran altura, el humo es el asesino mortal del incendio. La inhalación de una gran cantidad de humo en el cuerpo humano puede causar la muerte. La inhalación de una pequeña cantidad de humo puede provocar desmayos y afectar el escape. Por ello, los correspondientes departamentos nacionales de bomberos y de gestión de edificios han estipulado expresamente el uso de cables con baja emisión de humo, libres de halógenos y retardantes de llama.
Los cables blindados YJHL8 y YJHL8Y (cables blindados entrelazados de aleación de aluminio) utilizan conductores de aleación de aluminio, aislamiento de polietileno reticulado con silano retardante de llama y cables blindados entrelazados de aleación de aluminio (o añaden una funda de poliolefina libre de halógenos y con bajo contenido de humo). ), que puede alcanzar el nivel de retardante de llama IA y el nivel de resistencia al fuego IA, baja emisión de humos y libre de halógenos. Tiene buen rendimiento de seguridad y beneficios económicos.
3. Características de instalación
En comparación con los cables de cobre, los cables de aleación de aluminio con armadura entrelazada se parecen más a conductos y cables metálicos integrados. En aplicaciones prácticas, se elimina el trabajo de roscar tuberías. En el diseño eléctrico, se puede omitir el marco del puente, lo que reduce los costos para el propietario, ahorra horas de trabajo y acorta el período de construcción para el contratista general, ahorra acero para el país y reduce la contaminación y el desperdicio de energía.
Debido a que la densidad del aluminio es aproximadamente 1/3 de la del cobre, los cables de aluminio son la mitad más livianos que los cables de cobre con la misma capacidad de carga. Para los edificios de gran altura, la dificultad y la carga de trabajo del tendido vertical se reducen considerablemente, lo que puede reducir la intensidad de mano de obra de los trabajadores de la construcción, acortar el período de construcción, ahorrar costos de mano de obra y también reducir el daño potencial al cuerpo causado por cables con sobrepeso.
El blindaje de aleación de aluminio hace que el cable sea más fácil de doblar. El radio de curvatura de los cables armados puede ser hasta 7 veces el diámetro exterior del cable. Un radio de curvatura tan pequeño hace que los cableados dentro del edificio sean muy convenientes y flexibles, especialmente para algunos proyectos de renovación de edificios antiguos, donde el espacio original es muy pequeño, la electricidad se puede transmitir fácilmente a más habitaciones. En el caso de los cables externos blindados y revestidos de PVC, los obstáculos se pueden sortear fácilmente, la construcción con un radio de curvatura más pequeño es más fácil y se puede ahorrar longitud del cable. La armadura de aleación de aluminio es un material no magnético. Incluso si hay corrientes trifásicas desequilibradas, no se generarán corrientes parásitas, lo que puede reducir las pérdidas en la línea.
Cuarto, conservación de energía y desempeño de protección ambiental
La conservación de energía y la reducción de emisiones son la única forma de promover el ajuste estructural económico y la transformación del modo de crecimiento, y son la opción inevitable para construir un recurso. -Sociedad ahorradora y respetuosa con el medio ambiente. Al utilizar una aleación de aluminio como material conductor, el peso del cable es solo la mitad que el de los cables de cobre con la misma capacidad de carga de corriente, lo que reduce las emisiones de carbono durante el transporte y la instalación. Los cables armados YJHL8 y YJHL8Y se tienden sin puentes ni tubos de acero, lo que ahorra mucho acero.
Por otro lado, las aleaciones de aluminio tienen una alta tasa de reciclaje. El aluminio reciclado es una industria que ahorra energía y es respetuosa con el medio ambiente. El consumo energético integral del aluminio reciclado es solo el 5% del del aluminio electrolítico, mientras que el consumo energético integral del cobre reciclado es el 18% del del cobre fundido.
Verbo (abreviatura de verbo) Comparación de costos de material y costos de instalación
Bajo la premisa de lograr el mismo rendimiento, se calcula el costo directo de los cables de aluminio, es decir, el costo del El cable en sí es más alto que el de los cables de cobre. Aproximadamente un 35% menos. Debido a que los cables de aluminio tienen mejores propiedades de flexión y un peso más liviano, se pueden evitar o reducir los cruces de puentes y los costos de instalación se pueden ahorrar entre un 20% y un 50%.
Se puede ver en la comparación anterior que los cables de aluminio compensan las deficiencias del aluminio puro. Sobre la base de que el rendimiento eléctrico alcanza el del cobre, es más liviano, más suave y ahorra más energía. Rendimiento mecánico, rendimiento de seguridad y rendimiento económico Mucho más que cables de cobre. La vida útil de diseño de los cables con núcleo de cobre domésticos es de 30 años, mientras que la vida útil de diseño de los cables con núcleo de aluminio es de 40 años. Productos y experiencias que se aplican desde hace 40 años en el exterior se pueden copiar a nuestro país. La utilización de los abundantes recursos de aluminio de mi país para fabricar cables de aluminio satisface las necesidades de la distribución de energía industrial y civil, satisface las necesidades del desarrollo científico y es algo bueno que beneficia al país y a la gente.