从规范安装论铜电缆与铝合金电缆的安全性

1 概述

美国通用电缆旗下的世德合金（STABILOY）电力电缆携带超过40年的铝合金电缆研发、制造、安装应用的经验，于2006年进入中国市场，几年间应用于国内各行各业，包括很多世人瞩目的重大项目，如上海世博会、西安世界园艺博览会、贵阳第九届少数民族运动会主体育场、拉萨文成公主实景剧场等，逐步打破了人们以使用铜电缆为主的习惯，也带动了国内一大批铝合金电缆生产厂家的发展。

但由于传统观念，很多人仍然认为传统的铜电缆才是最安全的，认为铝合金电缆会和纯铝电缆一样，会出现很多安全事故。本文不去研究铝合金导体比纯铝导体机械性能优良很多，不去研究铝合金电缆如何达到与铜电缆相当的电气性能，也不去研究铝合金电缆比铜电缆施工更加方便，仅研究电缆施工时能否规范安装对电缆安全性的影响。文章介绍了传统电缆常见的不规范安装现象，以及世德合金电缆厂家如何保证规范安装，以引起业内人士对电缆规范安装的重视。

2 常见的不规范安装现象

关于如何规范安装电缆，国内有相关标准和图集，比如GB 50168-2006《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》、GB 50303-2002《建筑电气工程施工质量验收规范》、GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》、《建筑安装工程施工图集（3）电气工程》、D101-1~7《电缆敷设》、10CD106《铝合金电缆敷设与安装》、13D101-7《预制分支和铝合金电力电缆》等。这些标准和图集给电缆安装提供了详尽的指导和参考，但大多数施工人员对此并不特别了解，由于安装电缆时操作不规范，仍然留下了很多安全隐患。本文不能列举出每一种不规范的安装现象，只列举一些具有代表性的常见的不规范安装现象。

2.1 电缆敷设时常见的不规范现象

（1）电缆敷设时，电缆应从盘的上端引出，不应使电缆在支架上及地面摩擦拖拉。图1中电缆外护套被划伤即是敷设时在支架上拖拉造成，若是里面绝缘层也被划伤，将可能引起电缆相间短路或接地故障。

（2）直埋电缆的上、下部应铺以不小于100mm厚的软土砂层，并加盖保护板，其覆盖宽度应超过电缆两侧各50mm，保护板可采用混凝土或砖块。软土或砂子中不应有石块或其它硬质杂物。图2中电缆外护套上的破口即是因为电缆直埋敷设时没有按要求保护而在绿化施工时被锐器戳伤所致，如果情况严重时会伤及绝缘。

（3）应避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害。图3中电缆外护套遭受机械外力损伤，严重时会伤及绝缘。

（4）单芯电缆由于存在涡流和感应电流现象，有两回路及以上配置在同一通路时，应考虑相互影响，并注意每个回路的排列组合方式。图4是厦门某工程用户终端两台2500kVA变压器低压侧出线至总进线柜段单芯电缆在电缆沟支架上敷设的排列组合，单芯电缆为YJV 500平方，每相6拼，N线3拼，由于敷设时排列组合不合理，投运后出现不正常现象，N线电流特别大，电缆表面温度最高达80℃，其余每相6根电缆电流也极度不均匀（如表1所示）。

2.2 电缆连接时常见的不规范现象

（1）多股铝芯线和截面大于2.5mm2的多股铜芯线的终端，除设备自带插接式端子外，应焊接或压接端子后再与开关设备等连接，《建筑安装工程施工图集（3）电气工程》和GB 50303-2002《建筑电气工程施工质量验收规范》中均有相关规定。其主要目的是通过焊接或压接使多股芯线融为一体，有需要时还可通过压接端子将其整形以匹配开关设备等的接口。但很多时候施工人员都没有按此执行，如图5中多股绞合的电缆芯线没有压接任何形式的端子，直接与微型断路器连接，据现场的对比测试，这样连接接头处的温升会高于压接端子后再连接的温升，有时甚至超过电缆导体的最高运行温度。

（2）若电缆连接端子宽度与断路器接头不匹配，应使用转接铜排进行转接。图6为端子宽度与断路器接头不匹配，被打磨后接入；图7中使用的转接铜排不标准。这两种情况都不能保证连接的可靠性，满负荷运行时连接位置极易过热。

（3）双拼电缆端子应分别安装在对应铜排的两面。图8中的双拼电缆端子没有正确安装，靠近铜排的端子电流密度大，可能会引起发热。

（4）压接模具与金具匹配恰当，压接后应将端子或连接管上的凸痕修理光滑，不得残留毛刺。图9中的端子压接后凸痕不正常，可以推断由于模具选择不恰当，这样压接不能达到最好的效果，接触电阻也会偏高，投运后可能发热。

（5）电缆接头应采取加强绝缘、密封防潮等措施。很多户外的电缆接头因为防水没有做好，投运一段时间后接头进水造成相间短路或接地故障。

正因为存在以上及类似的不规范安装现象，给电缆投运埋下了安全隐患。据公安部消防机构对1993-2007年重特大电气火灾中起火源的调查，电气线路引起的重特大火灾占一半以上，其中大部分都发生在低压线路上，数据如表2所示，而这些电气线路引起的火灾，绝大多数又是因为不规范安装造成。

3 世德合金电缆如何保证规范安装

国内有某些电缆厂家只提供电缆，至于用户如何敷设，如何连接，一般不过问，这也是国内电缆施工人员长期缺少电缆厂家专业人员指导的主要原因。世德合金电缆不仅从国外带来了产品，还带来了完善的应用技术和安装服务经验，以保证电缆规范安装。

（1）提供完善的附件

针对铝合金电缆特殊的导体材质，以及开关设备等对电缆连接附件的要求，世德合金电缆提供铝合金端子、铜铝过渡端子、铝合金中间连接管、铜铝过渡中间连接管，还自己研发了转接铜排，以及与微型断路器连接的针形端子，还有分支用的分支端子等（如图10）。最关键的是，对于这些附件，都按相关标准通过了严格的测试。

目前，国内某些电缆厂家只提供电缆，不会提供电缆安装附件，自己还要研发安装附件的就更少了。

（2）提供配套的压接工具和模具

电缆与端子连接的安全，与电缆和端子本身的品质有关，还与压接工具和模具的适配性密切相关，这根本就是一个密不可分的体系。压接工具应具有足够的压力，能使端子压接部位产生足够的变形；模具应与端子、导体匹配恰当，保证压接后同时达到最佳的拉脱力和最小的接触电阻。

但国内市场上的压接工具品质参差不齐，模具大小和宽窄也有差异，并不是都能保证压接质量。所以，世德合金电缆长久以来一直坚持免费为施工方提供压接工具和模具（图11即为其中一部分），确保压接的质量和连接的可靠性。除此之外，世德合金电缆厂家根据相关标准，通过严格的1000次热循环试验，对电缆和端子组成的连接系统的稳定性进行了验证，同时也验证了工具和模具的适配性。

3.1 推动相关标准、图集的发展

为了推广电缆规范的安装方法，同时引起业内人士的重视，世德合金电缆厂家与国家相关部门协作，完成了多部关于铝合金电缆如何规范安装的图集以及上海、福建、山东等地关于铝合金电缆设计、施工及验收的地方标准，如《铝合金电缆敷设与安装》10CD106和《预制分支和铝合金电力电缆》13D101-7，给了电缆施工人员详细的指导和参考。

3.2 提供完善的服务

除了提供完善的附件，配套的压接工具和模具，安装时参考的标准及图集，世德合金电缆厂家还有专业的售后服务队伍，在施工过程中提供安装指导和安装检查，电缆投运后还提供运行检查。一方面在安装阶段保证电缆得到规范安装，另一方面在电缆运行阶段通过逐一排查，还可确认是否每个电缆回路都得到了规范安装，没有留下安全隐患。

4 结论

无论是铜电缆还是铝合金电缆，其安全性不仅仅与产品本身的品质相关，还与能否规范安装有密不可分的关系。即使是铜电缆，若不能规范安装，也可能造成电缆运行故障；若选择品质可靠的铝合金电缆，加上规范的安装，同样可以保证电缆长期运行安全。世德合金电缆提倡和坚持的规范安装值得借鉴和推广，为电缆长期运行安全在施工阶段打好基础。 &

参考文献
      1 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB 50168-2006）
      2 《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB 50303-2002）
      3 《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）
      4 《建筑安装工程施工图集（3）电气工程》
      5 《电缆敷设》（D101-1~7）
      6 《铝合金电缆敷设与安装》（10CD106）
      7 《预制分支和铝合金电力电缆》（13D101-7）
      8 王吾明.黄家室.《单芯大截面电缆施工设计剖析》
      9 陈小荣.李小文.《我国电气火灾规律特点的数据统计分析及应用》

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