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早期铝导体在建筑电缆中的应用

点击数:11812015-08-07 00:00:00 来源: 桂潮电缆| 广西电线| 广西电缆| 广西线缆| 广西电力电缆| 南宁电线电缆

第二次世界大战后,铜金属资源十分短缺,美国开始在电业领域实施"以铝代铜"技术政策。尤其是1965-1971年间,在建筑布线网中大量采用普通纯铝芯电线电缆。大约有200万户居民住宅和车库安装了铝芯电线电缆。但由于当时所用的铝芯电线与铜制端接部件在电气-物理性能上不匹配,曾经发生过多次建筑火灾事故。
   1974年4月,纽约发生了一起住宅火灾,2人死亡。1977年5月28日深夜,美国肯塔基州索斯盖特著名的比佛利山庄晚餐俱乐部发生大火,167人死亡,200多人受伤。这是美国历史上最严重的第三起夜总会大火。消防部门调查发现,这些火灾是由于铝芯电源线的插接不良引起的,并发现多起建筑火灾都是起因于铝芯电缆供电系统。 
   美国人习惯上把1965-1971年间安装的AA-1350纯铝芯建筑电缆称为"老技术电缆",而把1972-1975年间安装的AA-8000系列铝合金芯电缆称为"新技术电缆"。"老技术"铝线的缺点是:蠕变率比铜线大,冷流性和脆性比铜线严重,热膨胀系数比铜线大,耐腐蚀性差,表面氧化膜使接触电阻增大而引起局部过热,机械强度和柔软性都比铜线差,因而发生电气连接点松弛,发生过热、电弧和火花而引燃可燃物质。"新技术电缆"是专门针对克服"老技术电缆"的缺陷而研制的,比1972年以前的电缆有很大改善,但热膨胀系数和氧化问题尚未完全消除。 
   据美国消费者产品安全委员会(CPSC)1974年3、4月间对多个州市做的火灾调查 [2],发现很多起火灾都与铝芯电缆、插座或开关接线端子过热有关。CPSC还专门为此举行了由电缆用户、行业界、实验研究部门和政府部门代表参加的听证会,并委托国家标准局和UL实验室做了多次试验,以期深入了解引起建筑火灾的原因。
   CPSC进一步调查确认,铝芯电缆系统是引发火灾的关键。主要原因是:铝线的热膨胀系数与铜接线端子不同,导致铝线与插座或开关之间发生松弛、微观损坏、起弧,使接触电阻增大发生过热而引发火灾(图4,5,6)。凡是使用1972年以前制造的铝芯电缆的建筑物,电源插头、插座处发生火灾的几率为使用铜芯电线时的55倍,尤其是使用小规格单线电缆的建筑物内的电气线路。
   于是,CPSC发出通知,对建筑物内的铝芯电缆线路进行全面安全排查,并规定:从1972年起,只能由经专门培训、有资格的电工检查和维修住宅内的铝芯电缆线路;还规定必须使用经改进的"新技术电缆"和为安装"新技术电缆"专门研制的CO/ALR插座。这些重要发现和规定,为铝芯建筑电缆的技术进步和应用发挥了重要推动作用。

 

铝线不正确地接在铜插座上而被烧毁

铝芯电缆接在铜芯电缆连接器上发生过热使铝芯电缆烧毁、螺丝发黑

 

铝电线在插头内被烧毁

   调查也发现了建筑电气线路连接处的腐蚀和连接方式问题。连接处的铝导体表面氧化膜清除不干净、连接器材不合适、连接方式不当等,都会引起局部电阻增大引发局部过热。这是需要电缆和连接器制造商共同解决的技术问题。
   美国1965年以前使用铝芯建筑电缆很少。1965-1972年间,在新建的、翻新的、装修的住宅内大量使用铝芯电缆,因而暴露出很多电缆技术和质量问题。尽管CPSC查明了火灾的原因,明令禁止使用老式铝芯电缆和插头插座,电缆和插头插座制造商也对其产品做了技术改进,但1972年后,不法经销商的货架上还是有老式电缆、开关和插座摆卖,所以还有一些建筑火灾事故报道。 

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