■文/李會(huì)芳  胡大偉  金海升

   0.6/1kV鋁合金導(dǎo)體電力電纜在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上已初步得到了認(rèn)可。產(chǎn)品應(yīng)用大量增加的同時(shí)，也帶來了一系列和安裝有關(guān)的上游和下游的新問題。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50411《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中強(qiáng)制性條文的規(guī)定——“電纜……，進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)其截面和每芯導(dǎo)體電阻值進(jìn)行見證取樣送檢。同廠家各種規(guī)格總數(shù)的10%，且不少于2個(gè)規(guī)格”和質(zhì)量監(jiān)督檢查的規(guī)定，各地質(zhì)監(jiān)部門、建筑工程檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)建筑市場(chǎng)上的鋁合金電纜進(jìn)行了產(chǎn)品抽檢。導(dǎo)體直流電阻檢測(cè)是電纜電氣性能的指標(biāo)檢測(cè)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于鋁合金電纜的直流電阻檢測(cè)以哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為合格指標(biāo)，檢測(cè)方法與常用銅纜相比有何區(qū)別，按照常規(guī)方法檢測(cè)是否會(huì)出現(xiàn)誤判，本文就這些問題展開討論。

   鋁合金導(dǎo)體電力電纜的主要特點(diǎn)是在電工鋁中加入合金元素，同時(shí)通過工藝調(diào)整，使得鋁合金導(dǎo)體的機(jī)械性能大幅提高，避免純鋁導(dǎo)體的伸長(zhǎng)率低、抗蠕變性能差、柔韌性差的問題，增加電纜系統(tǒng)的連接可靠性。另外，保持鋁合金的電氣性能與電工鋁導(dǎo)體持平，在61%IACS以上。

   鋁合金電導(dǎo)體的直流電阻考核指標(biāo)可參考GB/T3956-2008《電纜的導(dǎo)體》中實(shí)心導(dǎo)體或絞合導(dǎo)體的直流電阻值。

   1997年版的電纜導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)中雖然也允許鋁或鋁合金線作為導(dǎo)體材料之一，但并沒有指明鋁合金導(dǎo)體的直流電阻值。2008年新版標(biāo)準(zhǔn)中，除保留鋁合金線作為導(dǎo)體材料外，還將鋁合金導(dǎo)體的直流電阻值等同鋁導(dǎo)體，這樣給評(píng)判鋁合金導(dǎo)體的電氣性能提供了依據(jù)。

   很多電纜質(zhì)檢機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)室多年來檢測(cè)的絕大多數(shù)樣品均為240mm2以下的銅纜，常取試樣1.3米，一批試樣全部剝除兩端頭絕緣和保護(hù)隔離層，導(dǎo)體兩端處于松散狀態(tài)，電流引入采用QJ-57雙臂電橋螺栓傳動(dòng)的合抱型夾具（與試驗(yàn)人員的用力大小有直接影響、進(jìn)而對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生巨大影響）。由于大截面鋁合金電纜本身的特點(diǎn)，兩端暴露在空氣中會(huì)很快生成致密的高電阻的氧化膜，影響測(cè)試電流在導(dǎo)體中均勻流過，采用常規(guī)銅纜檢測(cè)方法，得出的結(jié)果不能反映真實(shí)值。繼續(xù)采用習(xí)慣做法來檢測(cè)大截面鋁合金電纜產(chǎn)生的誤差會(huì)非常大，常常導(dǎo)致嚴(yán)重的誤判發(fā)生。

   出現(xiàn)問題的原因在于鋁合金導(dǎo)體在空氣中會(huì)迅速形成一層薄而致密的氧化膜，這層氧化膜雖然能防止氧氣對(duì)下面的鋁金屬繼續(xù)氧化起到保護(hù)作用，但其本身的電阻非常高，對(duì)于10A至50A厚的Al2O3膜的范圍為106～107歐姆。氧化膜造成連接夾具與被測(cè)試樣的接觸電阻增加；同時(shí)，由于這層氧化膜的隔絕作用，測(cè)量電流并未沿導(dǎo)體的所有截面均勻流過，而是沿單線成螺旋狀流動(dòng)，而且處于外層單線電流密度大于內(nèi)層單線電流密度的狀態(tài)，兩個(gè)間距1米的電位電極測(cè)得其間導(dǎo)體的電壓差要大于電流密度均勻的電壓差，所以最終的測(cè)量值會(huì)高于實(shí)際值。

   反觀銅電纜的直流電阻測(cè)量，雖然銅的氧化膜不具有鈍化功能，隨著時(shí)間延續(xù)，氧氣會(huì)繼續(xù)對(duì)氧化膜下面的銅進(jìn)行氧化腐蝕。但銅的氧化物膜電阻（通常是Cu2O）在10A至50 A厚時(shí)為0.01～0.1歐姆。測(cè)量電流在導(dǎo)體的全部截面均勻流過，所以測(cè)得的直流電阻值會(huì)更接近真實(shí)值。

   去除鋁合金導(dǎo)體的氧化膜，減小接觸電阻；改變電流引入的方法，讓測(cè)試電流均勻地流過除所有導(dǎo)體截面，可以大幅減小測(cè)量誤差，使測(cè)量值更接近真實(shí)值。

    國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3048.4-2007 《電線電纜電性能試驗(yàn)方法第4部分：導(dǎo)體直流電阻試驗(yàn)》4.4.1型式試驗(yàn)的試驗(yàn)長(zhǎng)度中規(guī)定：“推薦采用試樣長(zhǎng)度：導(dǎo)體截面（95～185mm2），取3m；導(dǎo)體截面240mm2及以上，取5m?！?.4.2電流端和電位端中規(guī)定：“鋁絞線的電流引入端可采用鋁壓接頭（鋁鼻子），并按常規(guī)壓接方法壓接，以使壓接后的導(dǎo)體與接頭融為一體?！?/p>

   對(duì)于試驗(yàn)室檢測(cè)電纜直流電阻來說，采用鋁合金電纜端部冷壓接是一個(gè)方便操作、簡(jiǎn)單易行、經(jīng)濟(jì)合理，又能保證結(jié)果相對(duì)精確的方法。

   試驗(yàn)結(jié)果表明，電纜兩端電纜端部進(jìn)行壓接，電流引入端自線鼻子引入確實(shí)能夠得到較低的直流電阻值，使實(shí)測(cè)結(jié)果更接近真實(shí)值。

   對(duì)于大截面鋁或鋁合金電纜的直流電阻檢測(cè)特別有必要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法執(zhí)行。因?yàn)殡娎|在實(shí)際安裝和運(yùn)行時(shí)，也是采用端部冷壓接之后為電力系統(tǒng)供電的。這種做法讓測(cè)試結(jié)果更接近鋁合金導(dǎo)體的實(shí)際電阻值。

    （作者單位：加鋁(天津)鋁合金產(chǎn)品有限公司  河北省衡水建筑設(shè)計(jì)院）

    《中國(guó)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督》2012年10月刊