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電纜技術(shù)路線需要樹立全生命周期理念

更新時間:2017-02-12      點擊次數(shù):1209

中國工業(yè)制造要實施2025計劃,需要樹立全生命周期管理理念而不能只重視價格而忽視質(zhì)量。日前有專家表示,從資源戰(zhàn)略角度考慮,中國進口銅越少則對外界的依賴越少,因為銅是可以循環(huán)使用的。隨著中國進口銅的不斷積累,中國積累的銅資源越來越豐富,形成了巨大的城市礦藏,對國外進口的依賴程度反而逐年降低。

國家電網(wǎng)公司“資產(chǎn)全生命周期管理體系”規(guī)定:“在招標、投標、評標方面,綜合考慮資產(chǎn)全壽命周期成本,以性價比*為目標,加大質(zhì)量評審要素權(quán)重,優(yōu)化評標規(guī)則,按照選優(yōu)選強的原則”。按照上述原則,業(yè)界經(jīng)過研究分析,鋁合金電纜的導電性、電阻率、安全性、耐高溫等核心指標低于銅電纜,而全生命周期的成本與銅電纜基本持平。

據(jù)北京建筑大學副教授陳一民介紹,用作導體的鋁合金是在20世紀60到70年代時,由于銅價的高速攀升而開始進行廣泛研究的線纜替代性導體材料。

用作導體的鋁合金主要有AA1000系列,即純鋁,AA6000和AA8000系列導體。AA1000系列導體主要用在高壓架空線;AA6000Al-Mg-Si(鋁鎂硅合金)系列導體主要用在高壓架空線和鋁母排。

這兩類導體都是以硬態(tài)導體存在,接頭的連接以焊接為主。AA8000Al-Mg-Cu-Fe(鋁鎂銅鐵合金)系列是真正用在配電線路上的軟質(zhì)鋁合金。

據(jù)介紹,在北美地區(qū)AA8000Al-Mg-Cu-Fe(鋁鎂銅鐵合金)系列是被用在低壓配電領(lǐng)域。然而在歐洲地區(qū),鋁合金電纜并沒有得到歐洲發(fā)達國家的認可,歐洲國家基本上是采取銅電纜和純鋁電纜的解決方案。

目前,歐洲國家沒有采用鋁合金電纜的技術(shù)路線,主要是從四方面考慮。

一是從銅電纜和鋁合金電纜電氣性能比較來看。銅材質(zhì)和鋁材質(zhì)在電氣與機械性能方面均有明顯區(qū)別。鋁合金導線在電導率和電阻率方面與純鋁相近,因此只有采用加大截面的方法才能達到銅電纜的電氣性能。

這就是說,從鋁合金電纜導電率和電阻率這兩個電纜zui基本性能來看,并沒有比純鋁有實質(zhì)性的進步,這是歐洲國家沒有選擇采用鋁合金電纜的一個原因。

二是從銅電纜和鋁合金電纜耗能角度來看。由于對能源緊缺的危機意識,歐洲國家非常關(guān)心材料的能耗。英國巴斯大學的G.P.Ham鄄mond和C.I.Jones對電網(wǎng)中使用的不同原材料在生產(chǎn)和使用過程中所包含的能耗進行了深入研究。

其結(jié)果顯示,金屬鋁在生產(chǎn)和使用過程中的能耗約為銅的3倍。由于鋁和鋁合金電纜在生產(chǎn)和使用中所消耗的能源比銅電纜更高,因此歐洲國家不選擇使用鋁合金電纜。

三是從碳排量和對環(huán)境的影響比較。鋁合金電纜明顯高于銅電纜。根據(jù)英國巴斯大學的G.P.Ham鄄mond和C.I.Jones對電網(wǎng)中使用的不同原材料在生產(chǎn)和使用過程中二氧化碳排放研究結(jié)果表明,金屬鋁的二氧化碳排放量是銅的2倍。

此外,荷蘭的WimBOONE和德國的ArnavKACKER在其“以生命周期視角廣泛比較銅芯電纜導線或鋁芯電纜導線”一文中指出,鋁合金電纜對環(huán)境的影響(酸化潛勢)高于銅電纜。

四是從全生命周期成本來看。鋁的價格遠遠低于銅,從而使鋁合金電纜也具有了價格優(yōu)勢并為電纜企業(yè)帶來了利潤空間,然而歐洲國家經(jīng)過對電纜全生命周期成本的比較研究,得出了鋁合金電纜與銅電纜相比并沒有明顯優(yōu)勢的結(jié)論。

通常電力電纜可使用35~50年以上,然而電纜投資決策主要基于投資成本做出,而投資成本忽略了在電纜使用壽命中可能含有成本節(jié)約。電纜總體擁有成本(即,生命周期成本)不僅應考慮電纜初始成本,也應考慮電纜使用期的運營和維護成本。

因此,總體生命周期成本指標,包括電纜使用成本、運用維護成本、安裝使用成本、電力損耗成本、剩余價值與治理成本等。

如果僅考慮一次性投入和采購成本,鋁合金電纜和鋁材料無疑具有巨大優(yōu)勢,但從銅鋁電纜的全生命周期成本分析,銅與鋁的成本幾乎沒有什么差別,而是銅電纜更優(yōu)于鋁合金電纜。

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