第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,美國(guó)以全球戰(zhàn)略角度出發(fā),制定了“以鋁代(節(jié))銅”的戰(zhàn)略技術(shù)政策,北美地區(qū)開始了鋁芯(鋁合金芯)電纜時(shí)代。20世紀(jì)60年代,美國(guó)South Wire(南線)電纜有限公司率先研發(fā)生產(chǎn)了鋁合金電力電纜,并在北美及拉丁美洲大力推廣,廣泛應(yīng)用于酒店、機(jī)場(chǎng)、軍民住宅、大型購物中心等人流量較大的場(chǎng)所,應(yīng)用至今已有60余年歷史。
在我國(guó),2012年3月份,上海電纜研究所舉辦了“推進(jìn)鋁合金在輸電線路應(yīng)用研討會(huì)”,在國(guó)內(nèi)掀起了鋁合金導(dǎo)線及電纜的研發(fā)與生產(chǎn)熱潮;2013年6月份,中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電線電纜專委會(huì)在湖南長(zhǎng)沙舉辦了主題為“鋁合金導(dǎo)體及其線纜的技術(shù)與應(yīng)用研討”的技術(shù)交流會(huì),主要討論了鋁合金導(dǎo)體材料、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品規(guī)格與性能、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用,會(huì)上來自北美Geneal cable公司的專家表示,鋁合金聯(lián)鎖鎧裝電纜在北美應(yīng)用60余年,火災(zāi)多數(shù)起火點(diǎn)是電纜與設(shè)備連接處,而非電纜本身。然而,我國(guó)鋁合金聯(lián)鎖鎧裝電纜的研發(fā)才剛剛開始。
當(dāng)前世界通訊行業(yè)正面臨能源、環(huán)境、安全等問題,而電纜的鋁鎂合金化是解決這些問題的有效措施,自從1968年美國(guó)研發(fā)成功并投放市場(chǎng)到現(xiàn)在,鋁合金電纜已經(jīng)有了50多年的使用歷史,由于鋁合金電纜安全可靠、節(jié)省成本、施工方便、節(jié)省銅資源,鋁合金電纜問世以來便受到了歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的普遍歡迎,目前在發(fā)達(dá)國(guó)家,電力電纜的80%以上為鋁合金電纜。鋁合金電纜自2008年引入中國(guó),國(guó)家開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)鋁合金電纜事業(yè)以來,鋁合金電纜技術(shù)和產(chǎn)品已逐步被國(guó)內(nèi)廣大用戶所接受。如今鋁合金電纜技術(shù)作為在中、低壓配電領(lǐng)域?qū)嵤﹪?guó)家大力推動(dòng)的“以鋁代銅”建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的實(shí)踐中發(fā)揮著越來越重要的作用,鋁合金電纜產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)也即將進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段。
鋁合金電纜即鋁合金電力電纜,是以AA-8000系列鋁合金材料為導(dǎo)體,采用特殊緊壓工藝和退火處理等先進(jìn)技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造的新型電力電纜。目前國(guó)外主流的鋁合金電纜,對(duì)其實(shí)現(xiàn)線纜保護(hù)的主材材料與形態(tài)為高強(qiáng)度鋁合金帶聯(lián)鎖鎧甲,即公司計(jì)劃開展的新產(chǎn)品。
鋁合金電纜采用AA-8000系列鋁合金導(dǎo)體,而普通電纜則采用銅或者純鋁作為電纜導(dǎo)體。普通電纜由于抗壓蠕變性能差(即熱脹冷縮量大),長(zhǎng)期使用,容易造成:在接頭處形成間隙,造成接觸電阻變大,降低電氣性能; 端子處脫落,造成漏電危險(xiǎn);接觸不良,產(chǎn)生火花,引起火災(zāi)事故;延伸性差,幾次彎折就能折斷,或在彎折處留下裂痕。
鋁合金電纜避免了鋁電纜長(zhǎng)期使用可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn),使得電氣線路運(yùn)行更加安全可靠;同時(shí)鋁合金導(dǎo)體的導(dǎo)電率比純鋁導(dǎo)體的導(dǎo)電率要高一些,因而電纜的載流量也大一些,這也進(jìn)一步提高了電氣線路的可靠性和安全性;再者鋁合金導(dǎo)體的抗拉強(qiáng)度、延伸性等機(jī)械性能都優(yōu)于純鋁導(dǎo)體。
鋁合金電纜的特色之一就是鋁合金帶互鎖(聯(lián)鎖)鎧裝方式,這種鎧裝方式的技術(shù)遠(yuǎn)優(yōu)于銅纜的鋼帶繞包鎧裝,電纜的使用效果也是銅纜無法相比的。但同樣是鋁合金帶互鎖(聯(lián)鎖)鎧裝,國(guó)內(nèi)鋁合金電纜生產(chǎn)廠家的鎧裝裝備和生產(chǎn)工藝也存在很大差距。國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)的裝備現(xiàn)狀技術(shù)是:在設(shè)備選型時(shí)因無鋁合金電纜生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和考慮設(shè)備投資,未能選*********的互鎖(聯(lián)鎖)鎧裝裝備技術(shù),以至于生產(chǎn)的產(chǎn)品波峰大,彎曲性能差,鎧與鎧之間是互為趴的結(jié)構(gòu),做不到美國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求勾的結(jié)構(gòu),產(chǎn)品抗壓能力差,容易脫鎧。
國(guó)內(nèi)常用的鎧裝電纜,大多采用鋼帶鎧裝,安全級(jí)別低,在受到外界破壞力時(shí),其抵御能力差,容易導(dǎo)致?lián)舸?,且重量重,安裝成本相當(dāng)高,加之耐腐蝕性能差,使用壽命不長(zhǎng)。而使用鋁合金聯(lián)鎖鎧裝電纜,其層與層之間的聯(lián)鎖結(jié)構(gòu),保證電纜能經(jīng)受外界強(qiáng)大的破壞力,即使電纜遭受較大的壓力和沖擊力時(shí),電纜亦不易被擊穿,提高了安全性能。鋁合金聯(lián)鎖鎧裝結(jié)構(gòu)使電纜與外界隔離,提高了電纜的阻燃耐火級(jí)別,降低了火災(zāi)的危險(xiǎn)系數(shù)。特別是使用聯(lián)鎖鎧裝合金電纜由于重量輕、柔軟性好、彎曲半徑小在安裝中可以省去橋架或穿管,因而可以進(jìn)一步節(jié)省材料和施工費(fèi)用。
(一)國(guó)內(nèi)鋁合金電纜的使用情況與市場(chǎng)環(huán)境
1、鋁合金電纜已開始使用并且前景可觀
在國(guó)外鋁合金電纜已經(jīng)有40多年的使用歷史,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家鋁合金電纜的使用量占電力電纜的80%以上,在導(dǎo)電性能和銅芯電纜相當(dāng)?shù)那疤嵯?,鋁合金電纜有很多性能優(yōu)于銅芯電纜,如成本低、損耗低、重量輕、耐腐蝕、抗疲勞能力強(qiáng)等。同時(shí),鋁合金電纜還符合低碳環(huán)保、建設(shè)生態(tài)型社會(huì)的新思路,發(fā)展前景十分可觀。
為適應(yīng)鋁合金電纜的使用普及,國(guó)家已于2015年頒布的國(guó)家鋁合金電纜專門標(biāo)準(zhǔn)NB/T42051-2015《額定電壓0.6/1kV鋁合金導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜》和GB/T 30552-2014《電纜導(dǎo)體用鋁合金線》。
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)電線電纜年產(chǎn)值已經(jīng)突破萬億,成為名副其實(shí)的************生產(chǎn)大國(guó),其中8000億左右是可以用鋁合金電纜來替代的電力電纜,未來鋁合金電纜的市場(chǎng)空間可想而知。鋁合金電纜在我國(guó)雖然剛剛起步,但近年來均保持了3-5倍的年增長(zhǎng)速度,這使得鋁合金導(dǎo)體電纜或?qū)⒊蔀橄乱粋€(gè)投資熱潮。
2、國(guó)內(nèi)鋁合金電纜使用與普及還存在一些問題與難點(diǎn)
鋁合金電纜正確連接方案(成就了北美等國(guó)家近50年安全、無事故使用鋁合金電纜歷史的連接方案)即鋁合金電纜連接時(shí)必須使用與電纜性能一致的鋁合金連接器。
然而國(guó)內(nèi)在鋁合金電纜連接時(shí)使用原用于鋁電纜的銅鋁過渡端子等鋁連接器和與電纜性能不一致的鋁合金連接器作為連接方案。這種連接方案將留下安全隱患,使鋁合金電纜的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值蕩然無存,應(yīng)用鋁合金電纜將變得毫無優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。國(guó)內(nèi)有些企業(yè)為了自身利益或根本不了解鋁合金電纜的應(yīng)用特性,都在宣傳鋁合金電纜錯(cuò)誤連接方案,還在千方百計(jì)辯解銅鋁過渡端子等鋁連接器可以用于鋁合金電纜的連接。眾所周知,電纜的應(yīng)用,安全問題基本都出在連接上,如果在鋁合金電纜連接上,使用存在安全隱患的鋁連接器,那么應(yīng)用鋁合金電纜將毫無優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。
至于與AA-8000導(dǎo)體鋁合金性能不一致的其它鋁合金端子,由于其材料的物理、機(jī)械、電氣、抗壓蠕變等性能與AA-8000導(dǎo)體鋁合金性能存在差異,若這樣的端子用于鋁合金電纜連接,將帶來的安全隱患等問題就不言而喻了。
以上種種鋁合金電纜連接應(yīng)用問題,可以看出鋁合金電纜品質(zhì)好是基礎(chǔ),正確的鋁合金連接器連接解決方案才最終體現(xiàn)鋁合金電纜應(yīng)用價(jià)值的根本所在。據(jù)行業(yè)報(bào)道,目前國(guó)內(nèi)唯一的鋁合金電纜全套技術(shù)產(chǎn)品解決方案提供商是具有北美背景,這也使得鋁合金電纜在國(guó)內(nèi)的普及較為緩慢,相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)尚未全面攻克。
(二)國(guó)外鋁合金電纜的使用情況與市場(chǎng)環(huán)境
1、國(guó)外特別是北美地區(qū)使用鋁合金帶歷史已有50多年
美國(guó)南方電線電纜公司(Southwire)于1968年通過研制鋁合金,發(fā)明了8000系列中的主流牌號(hào)8176鋁合金并制成如今北美市場(chǎng)主流的8176牌號(hào)鋁合金電纜系列產(chǎn)品,開啟了鋁合金電纜技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品應(yīng)用的序幕。
1970年,美國(guó)的相關(guān)電線電纜公司同電氣產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室和連接器公司等其他行業(yè)的企業(yè),制定了重新評(píng)估鋁和鋁合金導(dǎo)體的方案。電氣實(shí)驗(yàn)室對(duì)鋁合金芯電纜重新進(jìn)行了鑒定試驗(yàn),連接器公司重新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)過對(duì)鋁合金芯電纜的嚴(yán)格篩選,美國(guó)的電線電纜公司最終選定了8000系列鋁合金,并開始用于制造建筑和其它領(lǐng)域用途電力電纜。其中,應(yīng)用最多的是AA-8176和AA-8030鋁合金。在美國(guó)國(guó)家規(guī)范中也規(guī)定相關(guān)電纜制造必須采用新合金AA-8000系列電工級(jí)鋁合金材料。為了配合與支持電線電纜制造廠商,連接器公司和電氣實(shí)驗(yàn)室積極開展了適用于AA-8000系列鋁合金導(dǎo)體的連接器技術(shù)研發(fā)工作,連接器技術(shù)獲得突破,與鋁合金芯電纜性能一致的鋁合金連接器產(chǎn)品配合鋁合金電纜廣為應(yīng)用。美國(guó)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,僅用了兩年的過程。
1980年代,美國(guó)電器工業(yè)包括電線電纜行業(yè)獲得新的發(fā)展。有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和技術(shù)規(guī)范,都開始引用電工級(jí)8000系列鋁合金導(dǎo)體。1981年,美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)工作組開始編寫AA-8000系列鋁合金導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)。1985年,提出了把AA-8000系列鋁合金導(dǎo)體列入《國(guó)家電氣規(guī)程》的建議案。同年,美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室(UL)修訂了UL83標(biāo)準(zhǔn),在大多數(shù)鋁合金芯電纜中,要求使用AA-8000鋁合金導(dǎo)體。1988年秋天,ASTM完成了AA-8000系列鋁合金導(dǎo)體技術(shù)規(guī)范的編制,并出版了ASTMB-800和ASTMB-801標(biāo)準(zhǔn)。從此,AA-8000系列鋁合金正式合法的作為建筑電線電纜和電力電纜導(dǎo)體,在世界各地迅速推廣,這種狀況一直延續(xù)到今天。
在鋁合金電纜在應(yīng)用中,鋁合金電纜品質(zhì)好是基礎(chǔ),選擇配套的與電纜性能一致的鋁合金連接器連接解決方案才是最終體現(xiàn)鋁合金電纜應(yīng)用價(jià)值的根本所在。所以,選擇鋁合金電纜時(shí),首先選擇具有電纜及配套鋁合金連接附件的全套生產(chǎn)、提供正確的連接技術(shù)解決方案能力,產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)異、綜合性價(jià)比高的供應(yīng)商,其次才考慮同層次品牌的價(jià)格差異。然而業(yè)內(nèi)具備全套產(chǎn)品生產(chǎn),提供全套連接技術(shù)解決方案的廠家均具有北美背景、秉承了北美先進(jìn)、成熟的鋁合金電纜技術(shù)和生產(chǎn)工藝的供應(yīng)商,國(guó)內(nèi)尚無法獨(dú)立研發(fā)。為此北美市場(chǎng)的需求是******的。
2、北美地區(qū)目前鋁合金材料使用受到了限制性關(guān)稅的影響,尋求海外供應(yīng)商成為主要途徑
目前關(guān)于鋁合金鎧裝材料的供應(yīng),主要依靠美國(guó)美鋁公司獨(dú)家供應(yīng),因?yàn)?013年美國(guó)美鋁公司首先發(fā)明了已5154、5052為代表的鋁鎂合金材料作為鋁合金電纜的鎧裝用材料,并獨(dú)家供應(yīng)全球。國(guó)內(nèi)尚沒有持續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)商能彌補(bǔ)此類產(chǎn)品的全球供貨能力。
美國(guó)總統(tǒng)特朗普于2018年3月8日簽署公告對(duì)進(jìn)口鋼鐵和鋁產(chǎn)品征收高關(guān)稅,提出美國(guó)將對(duì)進(jìn)口鋼鐵產(chǎn)品征收25%的關(guān)稅,對(duì)進(jìn)口鋁產(chǎn)品征收10%的關(guān)稅。近年來,美國(guó)以各種形式對(duì)進(jìn)口鋁產(chǎn)品施壓,已對(duì)其國(guó)內(nèi)鋁產(chǎn)業(yè)提供了過度保護(hù)。特朗普現(xiàn)又以國(guó)家安全為由,對(duì)更大范圍的鋁產(chǎn)品采取全球性限制措施,不僅踐踏了WTO規(guī)則,違反了自由貿(mào)易原則,還破壞了國(guó)家間建立的分工與合作的良好關(guān)系,嚴(yán)重?fù)p害了全球鋁產(chǎn)業(yè)的利益。
從細(xì)分市場(chǎng)來看,受到關(guān)稅保護(hù)的影響比較嚴(yán)重的地區(qū)為加拿大與墨西哥,因?yàn)楸泵朗袌?chǎng)對(duì)于鋁合金電纜的使用,均使用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)提出的5052、5154鋁鎂合金作為鎧裝材料,受到關(guān)稅的影響,北美國(guó)家急需尋求價(jià)格更為優(yōu)惠且性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)的合格供應(yīng)商。