《电缆导体用铝合金线》编制说明

《电缆导体用铝合金线》标准编制说明

一、工作简况（包括任务来源、主要工作过程、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等）；

根据国家标准化管理委员会“国标委综合[2011]82号”文，“稀土高铁铝合金导线”标准制定项目被列入2012年国家标准制定项目，项目编号为20111936-T-604，该项目的主要负责起草单位为上海电缆研究所、安徽欣意电缆有限公司和中国标准化研究院，制定工作于2012年内完成。

本标准的制定过程主要包括：

（1）2012年3月开始进行国内外相关标准、文献及产品样本等文件的收集和整理；

（2）2012年4月至5月在全国范围内对主要的铝合金电缆生产企业进行调研，主要内容包括铝合金电缆生产装备、铝合金电缆的类型、线芯导体牌号及其主要技术指标、铝合金电缆工程业绩、相关专利等情况；

（3）2012年8月在行业调研的基础上成立起草工作组，对国内电缆导体用铝合金线生产厂家的样品进行试验验证，在此基础上提出标准草案；

（4）2012年9月10日在上海电缆研究所召开本标准起草工作组会议，详细讨论了标准结构框架和主要技术指标。

（5）2012年10月，根据起草工作组会议的讨论结果，以及主要铝合金电缆生产企业的样品验证试验对标准草案进行修改，正式形成标准的征求意见稿和编制说明，由工作组组长审核后，提交全国裸电线标准化技术委员会。

二、标准编制原则和主要内容（如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等）的论据，解决的主要问题，制定标准时应列出与原标准的主要差异和水平对比；

本标准为首次制定，在国内主要铝合金电缆生产企业提供的退火状态（O）和加工硬化状态（H）的铝合金线进行验证试验的基础上，对比国外相关标准ASTM B800-05（2011）“8000 Series Aluminum Alloy Wire Electrical Purposes—Annealed and Intermediate Tempers”和UL 44-2010“Thermoset-insulated wires and

cables”，来制定本标准中电缆用铝合金线的主要技术指标。

本标准规定了电缆导体用铝合金线退火状态和加工硬化状态的产品型号、规格、材料、电气和机械性能、试验方法、包装及标志等。其中规定了该铝合金导体的压蠕变试验方法，可直观对比该铝合金导体所具备的优于电工铝导体的抗压蠕变性能。抗压蠕变性能是该合金可用作制造电缆用线芯导体的重要技术性能。目前国内一些线缆生产企业已经在批量生产“铝合金电缆”，也重点宣传其铝合金电缆线芯导体具有明显优于电工铝导体的优良的抗压蠕变性能，但都没有给出相应的科学试验结果给予支撑。故在本标准中加入对该铝合金导体的压蠕变试验要求。为铝合金导体的压蠕变试验更加客观，对样品进行化学成分、电阻率、抗拉强度、伸长率试验后，再对样品进行压蠕变试验，得出典型的压蠕变曲线。如图1为铝、电缆导体用铝合金和铜导体在相同试验条件下的典型压蠕变曲线。

图1 电工导体产品的典型压蠕变曲线

ASTM B800-05（2011）和UL 44-2010两项国外标准中均未涉及铝合金导体抗压蠕变性能的相关试验项目。

三、主要试验（或验证）情况分析；

3.1 材料

电缆导体用铝合金线的化学成分试验数据见表1。

表1 电缆导体用铝合金线的化学成分

3.2试验验证

表2、表3为电缆导体用铝合金线验证试验数据，其样品来自国内主要铝合

金电缆生产企业的单线样品。

表2 电缆导体用铝合金线验证试验数据

试样编号 状态 直径

mm 抗拉强度MPa 伸长率

% 20℃时直流电阻率 ρ20 Ω·mm 2/m

O 2.90 103.3 17.0 0.027621 1

H1X 2.25 250.8 1.1 0.029146 O 2.90 104.5 19.1 0.027903

2 H1X 2.60 208.7 1.0 0.028916

3 O 2.75 114.1 18.1 0.027989 O 2.85 96.6 17.3 0.027451

4 H1X 2.1

5 204.1 1.2 0.028996

O 2.55 115.0 10.3 0.028049

5 H1X 2.15 233.7 2.3 0.028761

O 3.15 104.7 27.4 0.028031

6

H1X 3.15 237.0 1.5 0.29159

表3 电缆导体用铝合金线密度实测值

电阻温度系数 1/℃ 试样编号 密度

kg/dm 3 O 状态 H 状态

1 2.725 0.00401 0.00387

2 2.721 0.00408 0.00395

3 2.720 0.00406 ——

4 2.721 0.00417 ——

5 2.71

6 0.00399 ——

根据验证试验结果，根据GB/T16475《变形铝及铝合金状态代号》中对不同状态铝合金抗拉强度极限值的修正要求，同时参考国外相关标准，确定本标准中退火状态（O）电缆导体用铝合金线的抗拉强度范围为100MPa~160MPa，伸长率≥10%，电阻率。根据标准GB/T 16475-2008《变形铝及铝合金状态代号》对不同状态等级强度极限值的规定，计算不同加工硬化程度的铝合金线的抗拉强度极限值（见表4和表5），基于验证试验结果，确定本标准中加工硬化状态（H）电缆导体用铝合金线的抗拉强度应不小于185MPa，伸长率≥1.0%。

表4 HX8状态与O状态的最小抗拉强度的差值

O状态的最小抗拉强度

MPa HX8状态与O状态的最小抗拉强度的差值

MPa

85~100 85 表5 HXY细分状态代号与加工硬化程度

细分状态代号加工硬化程度对应铝合金线的最小抗拉强度

MPa

HX1 最终抗拉强度极限值，为O与HX2状态的中间值115 HX2 最终抗拉强度极限值，为O与HX4状态的中间值125 HX3 最终抗拉强度极限值，为HX2与HX4状态的中间值135 HX4 最终抗拉强度极限值，为O与HX8状态的中间值145 HX5 最终抗拉强度极限值，为HX4与HX6状态的中间值155 HX6 最终抗拉强度极限值，为HX4与HX8状态的中间值165 HX7 最终抗拉强度极限值，为HX6与HX8状态的中间值175 HX8 硬状态185

HX9 超硬状态，最小抗拉强度极限值超过HX8状态至少

10MPa及以上

195

四、标准中如果涉及专利，应有明确的知识产权说明；

本标准不涉及知识产权问题。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况；

近年来，伴随着我国铜资源的逐步紧缺及铜价的长期高位运行，我国对于铝及铝合金电缆的使用越来越多。特别是在建筑用低压电缆领域，对于在北美市场有多年运行经验，安全性和可靠性经过市场验证的铝合金电缆产品逐步被市场所接受。目前的铝合金电缆制造厂家一般根据GB/T 12706-2008《额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件》进行生产和销售，但该标准中没有专门针对铝合金导体的特殊性能进行考核的相关内容，对生产制造、检测和应用都造成了一