連接技術(shù)和產(chǎn)品瓶頸將制約鋁合金電纜的推廣應(yīng)用
近日,由中國(guó)電力科學(xué)研究院牽頭的鋁合金電力電纜標(biāo)準(zhǔn)獲批立項(xiàng),盡管該標(biāo)準(zhǔn)是應(yīng)用在6-30kv中高壓領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn),而鋁合金電纜目前的主要應(yīng)用在低壓領(lǐng)域,但是標(biāo)準(zhǔn)的起草與制定將會(huì)進(jìn)一步規(guī)范和促進(jìn)鋁合金電纜行業(yè)發(fā)展。鋁合金電纜迎來(lái)重大利好,但是還存在一些不容忽視的制約瓶頸,尤其是在連接技術(shù)和產(chǎn)品方面,將制約鋁合金電纜的推廣運(yùn)用和整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。本文將從鋁合金電纜連接解決方案的國(guó)外運(yùn)用、國(guó)內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀,以及解決鋁合金電纜連接問(wèn)題所存在的一些客觀困難等進(jìn)行探討,以供業(yè)內(nèi)人士參考借鑒。
美國(guó)南方電線電纜公司(Southwire)于1968年發(fā)明了AA8000系列導(dǎo)體鋁合金中的主流牌號(hào)AA8176導(dǎo)體鋁合金,并制成如今廣泛應(yīng)用于北美市場(chǎng)的鋁合金電纜系列產(chǎn)品。
隨著導(dǎo)體鋁合金的發(fā)明,1970年,美國(guó)的相關(guān)電纜公司同電氣產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室和連接器制造公司等其他行業(yè)的企業(yè),開(kāi)始了評(píng)估鋁合金導(dǎo)體的連接解決方案。電氣實(shí)驗(yàn)室對(duì)鋁合金芯電纜進(jìn)行了鑒定試驗(yàn),連接器制造公司制作了鋁合金芯電纜專用的與鋁合金芯電纜性能一致的新型鋁合金連接器。經(jīng)過(guò)對(duì)鋁合金芯電纜的連接方案嚴(yán)格試驗(yàn),最終確認(rèn)了AA8000系列鋁合金電纜的連接,必須使用與AA8000鋁合金電纜相同牌號(hào)及性能一致的AA8000鋁合金連接器解決方案(例如:電纜導(dǎo)體若為AA8176牌號(hào),則連接端子的鋁合金材料同樣為AA8176牌號(hào),且性能一致)。這種連接解決方案開(kāi)始廣泛應(yīng)用于建筑和其它領(lǐng)域用途鋁合金導(dǎo)體電力電纜,成就了北美等國(guó)家近50年安全、無(wú)事故、成功應(yīng)用鋁合金電纜的歷史。
美國(guó)鋁合金電纜的應(yīng)用,從產(chǎn)品技術(shù)發(fā)明到相關(guān)配套連接器技術(shù)和產(chǎn)品的完善,僅用了兩年的過(guò)程。
鋁合金電纜在連接時(shí)必須使用與鋁合金電纜性能一致的鋁合金連接器,這種正確連接解決方案,在北美等國(guó)家已經(jīng)是規(guī)范連接解決方案。
國(guó)內(nèi)自2007年天津某公司進(jìn)口加拿大鋁業(yè)公司的鋁合金電纜產(chǎn)品開(kāi)始在中國(guó)推廣,因國(guó)外連接器標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)不同等原因,國(guó)外連接器產(chǎn)品無(wú)法直接使用,所以當(dāng)時(shí)沒(méi)有引進(jìn)國(guó)外經(jīng)過(guò)幾十年實(shí)際應(yīng)用檢驗(yàn)的與鋁合金電纜性能一致的鋁合金連接器產(chǎn)品和技術(shù)。鋁合金電纜產(chǎn)品推廣初期,國(guó)內(nèi)對(duì)鋁合金電纜的應(yīng)用特性也不了解,以至于行業(yè)和用戶普遍被動(dòng)接受了銅鋁過(guò)渡端子及與電纜性能不一致的所謂鋁合金端子也可以用于鋁合金電纜連接的誤導(dǎo),造成了如今國(guó)內(nèi)鋁合金電纜的應(yīng)用,都不科學(xué)、錯(cuò)誤地使用銅鋁過(guò)渡端子及與電纜性能不一致的所謂鋁合金端子作為連接解決方案的尷尬局面。這種不科學(xué)、不負(fù)責(zé)的誤導(dǎo),將給用戶留下致命安全隱患、給鋁合金電纜這個(gè)新興行業(yè)的健康發(fā)展帶來(lái)難以估量的負(fù)面作用。
鋁合金電纜產(chǎn)品經(jīng)歷了國(guó)內(nèi)電纜市場(chǎng)和用戶的不了解、抵觸、質(zhì)疑、了解、接受幾個(gè)階段,如今已基本進(jìn)入了普及、推廣階段。隨著國(guó)家大力提倡建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì),國(guó)家工信部已明確表示將支持鋁合金電纜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將鋁合金電纜納入新材料范疇,列入國(guó)家《產(chǎn)業(yè)調(diào)整指導(dǎo)目錄》,鋁合金電纜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已是大勢(shì)所趨。
如何科學(xué)、正確的應(yīng)用鋁合金電纜技術(shù)和產(chǎn)品,將北美等發(fā)達(dá)國(guó)家成功應(yīng)用近50年的先進(jìn)、成熟的鋁合金電纜技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用到中國(guó)市場(chǎng),有力地配合、推動(dòng)國(guó)家“以鋁(中低壓配電領(lǐng)域?yàn)殇X合金)代銅”戰(zhàn)略的實(shí)施,就必然要求認(rèn)真研究鋁合金電纜這種新型導(dǎo)體電纜的應(yīng)用連接技術(shù),使其蓬勃發(fā)展,造福社會(huì)。
近來(lái),認(rèn)真拜讀了《鋁合金電纜應(yīng)用中的錯(cuò)誤認(rèn)知造成3大致命安全隱患》等披露國(guó)內(nèi)不科學(xué)、錯(cuò)誤使用鋁合金電纜連接解決方案的文章,觸目驚心,深感震撼。眾所周知,電纜的應(yīng)用,安全問(wèn)題通常主要都出在連接上。
至今,國(guó)內(nèi)有些企業(yè)為了自身利益,明知故犯,還在不負(fù)責(zé)地大肆宣傳鋁合金電纜的錯(cuò)誤連接方案,甚至還千方百計(jì)辯解銅鋁過(guò)渡端子等鋁連接器可以用于鋁合金電纜的連接。這種不尊重科學(xué),不為用戶安全考慮,不負(fù)責(zé)任的行為,最終將一定落下?lián)p人害己的結(jié)局。
鋁合金電纜進(jìn)入中國(guó)的八年時(shí)間,專業(yè)的鋁合金電纜生產(chǎn)廠家其實(shí)都意識(shí)到鋁合金電纜應(yīng)用中使用原本用于鋁電纜連接的銅鋁過(guò)渡端子是錯(cuò)誤的、不科學(xué)的連接技術(shù)解決方案及國(guó)內(nèi)在電纜施工安裝、電纜日常維護(hù)等存在難以規(guī)范的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。也都清楚若使用銅鋁過(guò)渡端子及與電纜性能不一致的所謂鋁合金端子作為連接技術(shù)解決方案將留下安全隱患。都知道鋁合金電纜使用時(shí)需要采用與所連接的鋁合金電纜性能相一致的專用鋁合金銅連接端子方案。
八年來(lái),一些專業(yè)廠家,事實(shí)上一直都在試圖回避這個(gè)問(wèn)題。雖然也想努力,謀求解決辦法,試圖解決這一難題,但終因綜合技術(shù)能力等原因,無(wú)法獲得突破。有些廠家,無(wú)奈只能偏離需要解決的問(wèn)題主體,去研制了與鋁合金電纜性能不一致的所謂鋁合金銅連接端子,甚至還去申請(qǐng)了發(fā)明專利,在市場(chǎng)上號(hào)稱鋁合金端子,偷換概念,以求心安。
客觀的說(shuō),專業(yè)生產(chǎn)廠家都很糾結(jié),都試圖解決鋁合金銅過(guò)渡端子的技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)難題。但都因端子生產(chǎn)所需的、能與所生產(chǎn)的鋁合金電纜性能相一致的鋁合金桿材來(lái)源,制造難度及制造成本過(guò)高等實(shí)際問(wèn)題無(wú)法解決而最終無(wú)果。這八年,國(guó)內(nèi)更多非專業(yè)的鋁合金電纜生產(chǎn)廠家,因根本不了解導(dǎo)體鋁合金與鋁的本質(zhì)區(qū)別,都在錯(cuò)誤地跟風(fēng),使用銅鋁過(guò)渡等連接端子。
因國(guó)內(nèi)鋁合金電纜生產(chǎn)廠家使用的鋁合金導(dǎo)體牌號(hào)各不相同(AA8000系列有6個(gè)牌號(hào),還有眾多高鐵稀土、稀土等國(guó)產(chǎn)導(dǎo)體鋁合金,而北美只用主流的AA8176等兩個(gè)牌號(hào))。目前,專業(yè)連接端子生產(chǎn)廠家因自身無(wú)法獲得能與鋁合金電纜導(dǎo)體各牌號(hào)都相匹配、符合鋁合金電纜電氣和機(jī)械性能、且能生產(chǎn)各種規(guī)格連接端子的導(dǎo)體鋁合金桿材,加上端子規(guī)格多、導(dǎo)體鋁合金牌號(hào)多、各規(guī)格的端子需求量有限、各電纜廠家生產(chǎn)的電纜因?qū)w緊壓程度不同而電纜導(dǎo)體外徑各異、端子通用性差,造成生產(chǎn)端子的模具、制造費(fèi)用高等問(wèn)題,而無(wú)法去生產(chǎn)用于連接鋁合金電纜且與電纜性能一致的鋁合金端子。
但,就算前述問(wèn)題能解決,生產(chǎn)的連接端子成本也根本無(wú)法適應(yīng)市場(chǎng)?傊畬I(yè)連接端子生產(chǎn)廠家根本無(wú)法為鋁合金電纜廠家生產(chǎn)能與各廠家、各鋁合金牌號(hào)性能都匹配的鋁合金銅專用連接端子。
所以,在國(guó)內(nèi),要解決與鋁合金電纜性能一致的鋁合金端子問(wèn)題,專業(yè)連接端子廠家是無(wú)能為力的,實(shí)際上只能靠各個(gè)鋁合金電纜生產(chǎn)廠家自己解決。
連專業(yè)連接端子生產(chǎn)廠家都無(wú)法為鋁合金電纜廠家生產(chǎn)與鋁合金電纜性能相一致的鋁合金銅連接端子,一般的鋁合金電纜生產(chǎn)廠家想自己生產(chǎn)與自家電纜性能相一致的鋁合金銅連接端子實(shí)際上就更困難。
原因是:僅靠各家目前的連鑄連軋裝備水平和技術(shù)能力是無(wú)法獲取與自家電纜性能相一致且強(qiáng)度適中、密度大、導(dǎo)電性能佳、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合要求并滿足生產(chǎn)各種規(guī)格連接端子所需直徑的鋁合金桿材。
據(jù)專門研究鋁合金材料學(xué)的專家介紹:只有具備能熔煉、澆鑄大截面鑄坯(至少3700mm2以上)并能大壓縮比連續(xù)粗軋制、多道次連續(xù)精壓、軋制的導(dǎo)體鋁合金桿材連鑄連軋生產(chǎn)線,才有可能獲得生產(chǎn)端子所需要的合格鋁合金桿材。
據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹:目前亞洲只有美國(guó)UMI合金電纜中國(guó)工廠擁有鑄軋能力達(dá)3807mm2的導(dǎo)體鋁合金連鑄連軋生產(chǎn)線,其它廠家最大鑄軋能力僅2400mm2(含意大利引進(jìn)的生產(chǎn)線)。如果只采取澆鑄辦法獲取桿材,而未經(jīng)大壓縮比連續(xù)粗軋制、多道次連續(xù)精壓、軋制的桿材,因桿材的結(jié)晶、密度、強(qiáng)度、導(dǎo)電性能、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都無(wú)法達(dá)到要求,這樣的桿材,根本就無(wú)法用于制造合格的鋁合金銅連接端子。
除無(wú)法獲得優(yōu)質(zhì)的能制造與鋁合金電纜性能一致的連接端子用鋁合金桿材外,制造連接端子還需要具備能夠完成模具設(shè)計(jì)、制造,端子的鋁合金部分與銅部分的摩擦焊接,端子形狀沖壓,端子半成品的韌煉、修整,質(zhì)量檢驗(yàn)等眾多生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)械工廠。鋁合金電纜生產(chǎn)廠家要建個(gè)完整的機(jī)械工廠來(lái)生產(chǎn)連接端子,這種投入是國(guó)內(nèi)任何一個(gè)電纜生產(chǎn)廠家難以辦到的。
2006年帶入美國(guó)成熟的鋁合金電纜技術(shù)、2012年底產(chǎn)品戰(zhàn)略才轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的美國(guó)UMI合金電纜憑借其擁有鑄軋能力達(dá)3807mm2的導(dǎo)體鋁合金連鑄連軋生產(chǎn)線和強(qiáng)大的機(jī)械加工能力,經(jīng)過(guò)兩年的努力,于2014年9月率先獲得了與其生產(chǎn)的鋁合金電纜導(dǎo)體性能一致的鋁合金銅連接器技術(shù)突破。
UMI鋁合金銅連接器產(chǎn)品經(jīng)國(guó)家權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè),確認(rèn)了其技術(shù)突破并取得“鋁合金電纜用導(dǎo)體和銅-鋁合金過(guò)渡接線端子的鋁合金材料一致性判定”檢查報(bào)告,開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)鋁合金電纜應(yīng)用有了真正配套的鋁合金連接器的歷史。UMI成為了業(yè)內(nèi)第一家具備全套技術(shù)產(chǎn)品解決方案的提供商。
但,鋁合金電纜行業(yè)僅有美國(guó)UMI一家全套技術(shù)產(chǎn)品解決方案提供商,顯然無(wú)法滿足行業(yè)的發(fā)展需要。既然配套鋁合金端子的下游供應(yīng)鏈暫時(shí)無(wú)法形成是客觀事實(shí),那么眾多的鋁合金電纜生產(chǎn)廠家該如何解決發(fā)展瓶頸?是否到了應(yīng)該考慮技術(shù)進(jìn)步,裝備進(jìn)步的時(shí)候?總不能還繼續(xù)向用戶提供銅鋁過(guò)渡或與電纜性能不一致的所謂鋁合金端子,再給應(yīng)用鋁合金電纜的用戶留下安全隱患吧!
年終是電纜的采購(gòu)?fù),很多用戶選擇了使用鋁合金電纜產(chǎn)品。這不禁讓人擔(dān)猶,這些用戶真的了解鋁合金電纜嗎?真的不知道應(yīng)用鋁合金電纜時(shí)必須配套使用與電纜性能一致的鋁合金連接器嗎?真的不知道沒(méi)有配套與電纜性能一致的鋁合金連接器共同使用的鋁合金電纜的使用效果還不如鋁電纜、不僅難以體現(xiàn)鋁合金電纜真正價(jià)值、而且還將留下安全隱患嗎?可見(jiàn)初始的不科學(xué)誤導(dǎo),所造成的后果將會(huì)有多么嚴(yán)重。為了行業(yè)可持續(xù)發(fā)展,行業(yè)的我們應(yīng)該怎么做?
如今,國(guó)內(nèi)鋁合金電纜連接技術(shù)和配套產(chǎn)品的發(fā)展,顯然無(wú)法跟上行業(yè)發(fā)展的需要,這種現(xiàn)實(shí)的存在已經(jīng)成了行業(yè)發(fā)展的瓶頸,必將制約鋁合金電纜行業(yè)的發(fā)展。行業(yè)各位一定也有這樣的共識(shí)。
不過(guò),有幸的是業(yè)內(nèi)不乏有識(shí)之士。據(jù)了解,美國(guó)UMI合金電纜率先突破鋁合金電纜連接器技術(shù)之后,業(yè)內(nèi)很多有責(zé)任感、有技術(shù)、有經(jīng)濟(jì)實(shí)力的鋁合金電纜廠家已投入了人力、物力,開(kāi)始了鋁合金連接器技術(shù)的研發(fā),相信不要太久就有佳音。行業(yè)和用戶期盼著,并衷心感謝這些知難而進(jìn),勇于為行業(yè)發(fā)展擔(dān)當(dāng)?shù)拈_(kāi)拓者。