アルミニウム合金ケーブルは我が国では長い間使用されていませんでしたが、都市、工場、鉱山でのアルミニウム合金ケーブルの適用には大きな隠れた危険性とリスクがあることを示す事例がすでにあります。以下の 2 つの実際の事例と、アルミニウム合金ケーブルの危険事故につながる 8 つの要因について説明します。
ケース1
アルミニウム合金ケーブルは製鉄所でバッチで使用されました。1年に2回火災が発生し、半月に及ぶ閉鎖と2億元の直接的な経済損失をもたらした。
こちらは火災後に修復された吊り橋です。火災の痕跡は今も鮮明に残っています。
ケース 2
アルミニウム合金ケーブルは、湖南省の都市の照明配電システムで使用されています。設置後 1 年以内にアルミニウム合金ケーブルに強い腐食が発生し、ケーブルの接合部や導体が損傷し、停電が発生しました。
これら 2 つの事例を通じて、中国の都市、工場、鉱山におけるアルミニウム合金ケーブルの大規模な普及が、都市、工場、鉱山に隠れた危険を残していることがわかります。ユーザーはアルミニウム合金ケーブルの基本特性を理解していないため、多大な損失を被っています。ユーザーがアルミニウム合金ケーブルの防火信頼性と保護の特性を事前に理解していれば、大きな損失を被ることになります。セックス、そのような損失は事前に回避することができます。
アルミニウム合金ケーブルの特性によると、アルミニウム合金ケーブルには防火および腐食防止の自然欠陥があります。それは次の 8 つの側面で示されます。
1. 8000系アルミニウム合金は通常のアルミニウム合金に比べて耐食性が劣ります。
GB/T19292.2-2003 規格表 1 注 4 には、アルミニウム合金ケーブルにはマグネシウム、銅、亜鉛、鉄の元素が含まれているため、アルミニウム合金の耐食性は通常のアルミニウム合金より悪く、銅よりも悪いと記載されています。そのため、応力腐食割れ、層腐食、粒界腐食などの局所腐食が起こりやすくなります。また、8000シリーズアルミニウム合金は腐食しやすい性質を持っており、アルミニウム合金ケーブルは腐食しやすいです。熱処理工程を加えると物理的状態が不均一になりやすく、アルミケーブルに比べて腐食しやすくなります。現在、我が国で使用されているアルミニウム合金は基本的に8000系アルミニウム合金です。
2. アルミニウム合金の耐熱性は銅の耐熱性とは大きく異なります。
銅の融点は 1080 度、アルミニウムおよびアルミニウム合金の融点は 660 度であるため、耐火物ケーブルには銅導体の方が適しています。現在、一部のアルミニウム合金ケーブル メーカーは、耐火アルミニウム合金ケーブルを製造し、関連する国家規格試験に合格できると主張していますが、この点では、アルミニウム合金ケーブルとアルミニウム ケーブルの間に違いはありません。消防センター内（上記）のアルミニウム合金およびアルミニウムケーブルの融点よりも温度が高ければ、ケーブルにどのような絶縁対策を講じても、ケーブルは非常に短時間で溶けて導電機能を失います。したがって、アルミニウムおよびアルミニウム合金は耐火ケーブル導体として、または人口密集した都市配電網、建物、工場、鉱山では使用すべきではありません。
3. アルミニウム合金の熱膨張係数は銅の熱膨張係数よりもはるかに高く、AA8030 アルミニウム合金の熱膨張係数は通常のアルミニウム合金の熱膨張係数よりもさらに高くなります。
表から、アルミニウムの熱膨張係数が銅の熱膨張係数よりもはるかに高いことがわかります。アルミニウム合金 AA1000 と AA1350 は少し改良されていますが、AA8030 はアルミニウムよりもさらに優れています。熱膨張係数が高いと、熱膨張・収縮後の導体の接触不良や悪循環につながります。ただし、電源には常に山と谷があり、ケーブルの性能に大きなテストが発生します。
4. アルミニウム合金はアルミニウムの酸化問題を解決しない
アルミニウム合金または大気中にさらされたアルミニウム合金は、厚さ約 10 nm の硬くて結合しているものの脆い膜を急速に形成し、高い抵抗率を持ちます。その硬度と結合力により、導電性接点の形成が困難になります。これが、設置前にアルミニウムおよびアルミニウム合金の表面の酸化層を除去する必要がある理由です。銅の表面も酸化しますが、酸化層は柔らかく、半導体に侵入しやすく、金属と金属の接触が形成されます。
5. アルミニウム合金ケーブルは応力緩和と耐クリープ性が向上していますが、銅ケーブルよりもはるかに劣ります。
アルミニウム合金のクリープ特性は、アルミニウム合金に特定の元素を添加することで改善できますが、その改善の程度はアルミニウム合金に比べて非常に限定的であり、銅と比較すると依然として大きな差があります。アルミニウム合金ケーブルが本当に耐クリープ性を向上させることができるかどうかは、各企業の技術、技術、品質管理レベルに大きく関係します。この不確実性自体がリスク要因です。成熟した技術を厳密に管理しなければ、アルミニウム合金ケーブルのクリープ性能の向上は保証できません。
6. アルミニウム合金ケーブルではアルミニウム接続の信頼性の問題は解決されません
アルミニウム接合の信頼性に影響を与える要因は 5 つあります。アルミニウム合金は 1 つの問題を改善しただけで、アルミニウム接合の問題は解決していません。
アルミニウム合金の接続には5つの問題があります。8000系アルミニウム合金のクリープと応力緩和のみが改善されており、その他の点では改善されていません。したがって、接続の問題は依然としてアルミニウム合金の品質に影響を与える大きな問題となるでしょう。アルミニウム合金もアルミニウムの一種であり、新しい素材ではありません。アルミニウムと銅の基本的な特性のギャップが解決されない場合、アルミニウム合金は銅に代わることはできません。
7. 品質管理（合金組成）のばらつきによる国産アルミニウム合金の耐クリープ性の低下
カナダでのPOWERTECHテスト後、国産アルミニウム合金の組成は不安定です。北米のアルミニウム合金ケーブルのSi含有量の差は5%未満であるのに対し、国産アルミニウム合金のSi含有量は68%であり、Siはクリープ特性に影響を与える重要な元素です。つまり、国産アルミ合金ケーブルの耐クリープ性はまだ成熟した技術では形成されていません。
8. アルミニウム合金ケーブル接合技術は複雑で、隠れた危険を残しやすいです。
アルミニウム合金ケーブルの接合部は、銅製のケーブル接合部に比べて工程が 3 つ多くなります。酸化層の効果的な除去と酸化防止剤のコーティングが鍵となります。国内の建設レベル、品質要件にはばらつきがあり、潜在的な危険が残されています。さらに、中国には厳格な法的責任補償制度が存在しないため、実際の最終的な損失結果は基本的にユーザー自身が負うことになります。
上記の要因に加えて、アルミニウム合金ケーブルには遮断流量の統一規格が存在しない、接続端子が通過しない、容量性電流が増加する、アルミニウム合金ケーブルの敷設距離が狭くなる、またはサポートが不十分になるなどの要因もあります。断面積の増加により、ケーブル断面積の増加、ケーブルトレンチスペースの適合、メンテナンスコストとリスクコストの急速な増加によって建設が困難になります。ライフサイクルコストの上昇や、不適切な取り扱いや意図的な無視など、設計者が従うべき基準の欠如など、一連の専門的問題は、ユーザーに取り返しのつかない重大な損失や事故を引き起こすのに十分です。
投稿日時: 2017 年 4 月 20 日