铝合金电缆扩大截面增加配电网建设的不确定性
解决铝合金电缆导电率低下的主要办法是扩大截面,即将截面放大为铜电缆的1.6倍,即可达到与铜电缆相同的导电性能。
城市配电网电缆化的发展趋势,要求将架空线路不断改为电缆敷设。但是地下空间的建设成本要远高于铝合金电缆所节省的成本,地下空间通常还会受到其它管线的制约,单纯依靠加大截面的方案是不可行的。例如将150mm2铜芯电缆改用240mm2铝合金电缆替代,在满足电缆与电缆,电缆与其它地下管线安全间距等强制性规范要求下,电容电流和管材截面的增加将造成电缆沟管、工井等地下构筑物规模扩大,增加了通道建设的成本和路径的不确定性。因此增大截面的铝合金电缆不适用于地下空间资源受限的城市配电网。
铝合金的导电率
铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.8%,载流量是铜的79%,优于纯铝标准。但在同样体积下,铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。[4] 。因此,相同载流量时铝合金电缆的重量大约是铜缆的一半。采用铝合金电缆取代铜缆,可以减轻电缆重量,降低安装成本,减少设备和电缆的磨损,使安装工作更轻松。
铜和铝谁更环保
铜价居高不下,电缆生产企业利润率急剧下滑。在这样的情况下,为减少成本,电缆行业提出了“以铝节铜”甚至是“以铝代铜”的观点。但是对于“以铝节铜”是否行得通却是各有说法。在当前经营环境日趋复杂和环境压力不断增加的背景下,电力电缆的全生命周期过程中的环境影响到底有多大成为各方关注的一个焦点。
生命周期评价(LCA)首先辨识和量化整个生命周期阶段中能量和物质的消耗以及环境释放,然后评价这些消耗和释放对环境的影响,最后辨识和评价减少这些影响的机会。LCA区别于其它传统评价方法有两个显著的特点。首先,它具有全程性的特点,亦即对所研究系统在整个生命周期内所造成的环境负荷或影响进行评价。其次,它具有综合性的特点,不仅考虑废物对环境的影响,而且考虑因资源和能源的消耗而对环境造成的综合影响。
我们要对铜缆和铝合金电缆生命周期环境影响进行对比的话,首先就要建立基础性的对比条件,即相同的载流量、系统边界、功能单位、环境影响类型、评价工具以及所采集的数据来自生产技术水平和规模相当的铜电缆和铝合金电缆生产企业。在此前提下,选定原材料获取、产品制造、产品使用、运输和废弃处置等5个阶段作为两种电缆的系统边界,并根据国家标准GB50217电力工程电缆设计规范选取YJHLV82-4×185(交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铝合金带连锁铠装铝合金电力电缆)和YJV224×120(交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套铜电缆)作为对比的产品。功能单位为1KM电缆。环境影响类型主要包括全球变暖潜势、酸化潜势、富营养化潜势和能源消耗等4种主要环境影响类型,分别采用CML2001和EI99的评价指标体系。