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為何純鋁電纜不能應用在建筑中

2015-02-25 16:36:48 閱讀次數:(1937) 返回列表


第二次世界大戰后,銅金屬資源十分短缺,美國開始在電業領域實施"以鋁代銅"技術政策。尤其是1965-1971年間,在建筑布線網中大量采用普通純鋁芯電線電纜。大約有200萬戶居民住宅和車庫安裝了鋁芯電線電纜。但由于當時所用的鋁芯電線與銅制端接部件在電氣-物理性能上不匹配,曾經發生過多次建筑火災事故。  

1974年4月,紐約發生了一起住宅火災,2人死亡。1977528日深夜,美國肯塔基州索斯蓋特著名的比佛利山莊晚餐俱樂部發生大火,167人死亡,200多人受傷。這是美國歷史上最嚴重的第三起夜總會大火。消防部門調查發現,這些火災是由于鋁芯電源線的插接不良引起的,并發現多起建筑火災都是起因于鋁芯電纜供電系統。  

美國人習慣上把1965-1971年間安裝的AA-1350純鋁芯建筑電纜稱為"老技術電纜",而把1972-1975年間安裝的AA-8000系列鋁合金芯電纜稱為"新技術電纜""老技術"鋁線的缺點是:蠕變率比銅線大,冷流性和脆性比銅線嚴重,熱膨脹系數比銅線大,耐腐蝕性差,表面氧化膜使接觸電阻增大而引起局部過熱,機械強度和柔軟性都比銅線差,因而發生電氣連接點松弛,發生過熱、電弧和火花而引燃可燃物質。"新技術電纜"是專門針對克服"老技術電纜"的缺陷而研制的,比1972年以前的電纜有很大改善,但熱膨脹系數和氧化問題尚未完全消除。  

據美國消費者產品安全委員會(CPSC197434月間對多個州市做的火災調查 [2],發現很多起火災都與鋁芯電纜、插座或開關接線端子過熱有關。CPSC還專門為此舉行了由電纜用戶、行業界、實驗研究部門和政府部門代表參加的聽證會,并委托國家標準局和UL實驗室做了多次試驗,以期深入了解引起建筑火災的原因。  

CPSC進一步調查確認,鋁芯電纜系統是引發火災的關鍵。主要原因是:鋁線的熱膨脹系數與銅接線端子不同,導致鋁線與插座或開關之間發生松弛、微觀損壞、起弧,使接觸電阻增大發生過熱而引發火災。凡是使用1972年以前制造的鋁芯電纜的建筑物,電源插頭、插座處發生火災的幾率為使用銅芯電線時的55倍,尤其是使用小規格單線電纜的建筑物內的電氣線路。  

于是,CPSC發出通知,對建筑物內的鋁芯電纜線路進行全面安全排查,并規定:從1972年起,只能由經專門培訓、有資格的電工檢查和維修住宅內的鋁芯電纜線路;還規定必須使用經改進的"新技術電纜"和為安裝"新技術電纜"專門研制的CO/ALR插座。這些重要發現和規定,為鋁芯建筑電纜的技術進步和應用發揮了重要推動作用。

調查也發現了建筑電氣線路連接處的腐蝕和連接方式問題。連接處的鋁導體表面氧化膜清除不干凈、連接器材不合適、連接方式不當等,都會引起局部電阻增大引發局部過熱。這是需要電纜和連接器制造商共同解決的技術問題。  

美國1965年以前使用鋁芯建筑電纜很少。1965-1972年間,在新建的、翻新的、裝修的住宅內大量使用鋁芯電纜,因而暴露出很多電纜技術和質量問題。盡管CPSC查明了火災的原因,明令禁止使用老式鋁芯電纜和插頭插座,電纜和插頭插座制造商也對其產品做了技術改進,但1972年后,不法經銷商的貨架上還是有老式電纜、開關和插座擺賣,所以還有一些建筑火災事故報道。

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