您当前位置:首页 > 文化交流 >学术交流

学术交流

赵德应:不宜在配电网推广铝合金电缆

近几年来,为了化解铝产能过剩问题,同时由于前几年铜价上涨的原因,一些电缆厂商开始在城市配电网领域推广使用铝合金电缆替代铜电缆,从而引发了“以铝代铜”的热烈讨论。由于铜芯电缆载流量大、电压损失小、能耗低、运行安全等特性,使其在城市配电网具有不可替代的地位。主要原因如下所述:

 

1、铜芯电缆载流量大

 

供电可靠性是衡量供电质量的主要指标。国家电网公司在20104月印发的《“十二五”配电网规划(技术原则)指导意见》中要求直辖市、省会城市、计划单列市的市区部分,供电可靠率要达到99.99%以上,核心区要达到99.999%,即全年停电时间不超过5分钟,地级市也要达到99.93%以上。就是当某一用户的供电线路发生故障时,配电网络必须在很短的时间内立即切换到相邻线路,保证对用户不间断供电。这条相邻线路除承担自身负荷外,还必须承担切换过来的负荷,这就要求网络中的每一条供电线路必须具备较强的供电能力,也就是导线的载流量要足够大。要满足这个要求,除了要有完善的网络结构外,优良的设备和线路必不可少。由于同截面的铜芯电缆要比铝芯电缆允许的载流量(能够通过的最大电流)高30%左右,为满足城市供电可靠性要求,城市配电网广泛采用铜芯电缆。

 

另外,铜芯电缆载流量大,使得在输送同等容量的电力时,所用的线路条数比铝或铝合金电缆少,电缆截面也小一些。这样既节约了宝贵的城市地下通道资源,又减少了通道投资,同时也满足了城市环境对供电的要求。

 

2、铜芯电缆电压损失低

 

供电电压是衡量供电质量的另一个主要指标。由于线路有电阻,电流通过线路时有电压降,线路越长电压降越大。为了保证终端用户电压在规定的范围内,除了采取相应的技术措施外,选用电阻率低的金属导体也是重要措施之一。而铜芯电缆具备电阻率低这个优点。在同截面流过相同电流的情况下,铜芯电缆的电压降小。因此,同样的输电距离,能保证较高的电压质量。或者说,在允许的电压降条件下,铜芯电缆输电能达到较远的距离,即供电覆盖面积大,有利于网络的规划,减少供电点的设置数量,节省大量投资。

 

3、铜芯电缆能耗低

 

“降损节能”是我国一项长期的基本国策。供电损耗是考核供电企业的主要指标之一。为降低线损,除了采取各种技术措施和管理的手段外,电力设备和线路选型也是重要的环节。设备和线路是否节能是重要的衡量指标。通常电气工程师在按载流量进行电缆选型时,当铜导体为70mm2及以下时,相应铝合金导体截面放大一级;当铜导体截面大于等于95mm2时,相应铝合金导体截面放大两级。无论哪种情况,铝合金导体的电阻总是大于铜导体,因此对于任何计算电流,采用铜导体的损耗总是比较小。按统计数据和有关规定,电缆平均寿命期以30年计,采用铜芯电缆降低损耗节省下来的电费,足以回收多余的投资或全部工程投资,同时还取得减排环保的社会效益。

 

4、铜芯电缆运行安全

 

用电安全是用户对供电的最基本的要求。例如给千家万户居民用户供电,用户总认为安全是最重要的事,对于一、二类负荷,安全、可靠就更重要。由于线路接头问题引发的火灾不在少数,而铜芯电缆抗氧化,耐腐蚀,连接头性能稳定,不会由于氧化而发生事故,故障率低,运行更安全。

 

5、铜芯电缆施工方便

 

(1)铜芯延展性好,允许的弯度半径小,所以拐弯方便,穿管容易;

 

(2)铜芯抗疲劳强度高、反复折弯不易断裂,所以接线方便;

 

(3)铜芯的机械强度高,能承受较大的机械拉力,给施工敷设带来很大便利,也为机械化施工创造了条件。

 

最后,笔者站在配电网运行维护的角度,认为不宜在大中城市配电网大规模推广铝合金电缆。不少专家指出,铝合金电缆在10千伏以上高压系统应用还不成熟,至于在低压配电系统推广,由于低压配电系统就像城市的毛细血管,延伸到千家万户,与小微企业的经营、居民的生活息息相关。一个千万人口的大城市,低压线路在万公里以上,甚至达到数万公里。从主干线到分支线再到接户线,直至电表箱,网络很复杂。每年城市电网故障,80%出在低压,夏季更甚。如果要大规模推广铝合金电缆,又增加一批不同类型的电缆型号,加大了故障发生的概率。给安全运行造成极大的风险,对供电维护抢修带来巨大的压力。

 

近几年来,国家电网公司加大了对城乡配电网的投入,解决配电网供电能力不足、线路卡口、故障频发、终端电压低的诸多问题,武汉供电部门在未来5年内,将投入100亿元对城乡中、低压配电网进行升级改造。2015年计划投入20亿元,首批833个项目达11亿元,这批项目对电力电缆产生很大的需求。国网《“十二五”配电网规划(技术原则)指导意见》的2.8.2条要求,配网改造升级要“充分利用现有的存量设备,新建设备(新增或更换)要有较强的适应性。设备宜按最终规模进行选型和设计”我们要按此要求,在线路设备选型时,从长远的角度全面考虑。