“夺命电梯”之电缆质量风险隐患

发布者: 发布时间:2015/12/8 13:52:01 阅读:次 【字体:

近一段时间,全国各地频频发生“电梯吃人”事件,造成了多起人员伤亡事故,电视、报纸、网络媒体纷纷报道,朋友圈当中也口口相传,一个个鲜活的生命,就这样无情的陨落,无时不刻刺痛着国人的神经。与此同时,关于设备、材料安全的质疑声被推倒了风尖浪口,为何电梯事故频发呢?为何一定要等到出了人命,造成了巨大的人间悲剧才去反思?原因很多,但归根结底一点,就是相关责任人太过于麻木不仁,漠视生命,存在极大的侥幸心理。

该事件引起了包括电缆行业在内的各行各业的广泛反思,电力电缆行业被誉为是国民经济的血脉,负责电力的传输供应,要满足工业、民用、公用建筑等领域的大型机器设备的运转,关系着社会生产生活和千家万户,承担着高负荷的电流电量,其中电缆接头最容易出现问题,铝合金电缆的连接安全其重要性不言而喻。

然而,目前行业内还有个别始作俑者、不良企业,不为用户利益着想,明知故犯,为了一己之利,还在极力辩解,试图继续误导用户,频频释放错误信号,不得不引起有关人员的重视。在已知铜铝端子用于连接铝合金电缆不可用、是错误的、已被行业曝光的情况下,为了自身商业利益,利用行业和用户曾经的信任,还在持续发文章辩解,试图蒙混过关,继续误导用户,让人觉得遗憾。

一、全面认识铝合金电缆连接安全问题的严重性

铝材料电缆因其物理、机械性能、抗蠕变、热膨胀以及其他理化性能缺陷,导致其容易产生断裂、接触不良、打火短路、接触电阻增大、线路发热等诸多问题,轻则造成用电中断、设备停运、停转,重则引发火灾甚至爆炸,这是铝电缆在电力配线中最终被弃用的主要原因。

铝合金电缆是为了解决铝的性能不足而改良产生的,而现在在整个电力传输线路中又出现了铝,而且还是在电缆线路最容易出问题的接头处,那么使用铝合金电缆又有何意义呢?跟使用铝电缆有何区别?直接使用铝电缆不就好了?

铝合金电缆用铝端子或与电缆性能不一致的所谓合金端子连接,这是铝合金电缆在国内推广应用最大的技术误导,这种给铝合金电缆用户用电安全留下致命隐患的错误连接方案,是必须澄清并给予彻底纠正。

众所周知,铝合金电缆的连接应用技术应该与铜电缆、铝电缆的连接应用技术相类似。即铜电缆用铜鼻子连接、铝电缆用铜铝过渡端子连接、铝合金电缆用与该铝合金电缆性能一致的铝合金铜连接端子连接,这样才是正确的电缆连接解决方案。这是很容易理解、很浅显的技术道理,相信业内企业和工程设计人员、用户一想就会明白。

连接端子,又称连接器,是电力线路中不可缺少的部件,连接端子的性能是否与输电线路匹配,对保障输电线路的安全、无隐患运行却又是重中之重。

连接端子是整条输电线路安全运行的关键所在。电气事故绝大部分发生在电气连接部位,也就是连接端子与电缆导体的连接部位。电缆导体与连接端子之间连接的稳定性与可靠性对于电力系统来说至关重要。

可以说,如果铝合金电缆没解决好与电缆性能一致的铝合金连接端子等附件问题,则铝合金电缆就毫无应用价值可言,推广应用越多,则将给用户留下越多的安全隐患等问题。

二、铝合金电缆采用铜铝过渡端子存在五大致命安全隐患

电力安装和电力传输中最重要的是电缆产品品质、连接端子、端子连接质量三个环节。使用铝合金电缆除电缆品质外,相比铜芯电缆在安装连接上,更要注重连接端子的选择和端子连接质量的把控。引用媒体文章《院士的呼吁:铝合金电缆必须澄清的事实》中关于连接端子的举例:“铜铝过渡端子及与AA-8000导体电缆性能不一致的铝合金连接器的5大致命问题:

第1大致命安全隐患:铜铝过渡端子,因端子中铝材料的存在,致使铝材料的抗压蠕变性能、延伸率、抗拉强度、安全性等性能差的问题在铝合金电缆的传输线路中依然存在。这种端子用于连接铝合金电缆,则造成使用铝合金电缆的优势和价值荡然无存。

因为铝合金电缆是因解决铝电缆物理、机械性能的不足与缺陷,特别是抗压蠕变性能差等缺陷而发明的,但在连接时又使用原用于铝电缆的铜铝过渡端子,端子的铝部分同样存在铝的所有缺陷,整个连接方案中因为铝和与铝合金电缆性能不一致的金属材料的存在,使铝合金电缆的优势和价值无法得以发挥和体现,这与直接使用铝电缆有何区别?这种连接方案是极不合理、错误的、存在安全隐患的。

第2大致命安全隐患:铜铝过渡端子因原是用于连接铝电缆,它产生的时候,国内还没有铝合金电缆,因此铜铝过渡端子根本就没有考虑到铝合金电缆的适用性,这种端子的安装尺寸与终端设备尺寸(断路器、微断、塑壳开关等)不匹配,不仅增加转接铜牌等费用,而且经转接铜牌多道转接,也将留下连接安全隐患。

国内目前基本已不用铝电缆作为电力配电传输,而普遍使用铜芯电缆,因此电力终端设备的设计、制造都以适应铜电缆的规格尺寸为准。铝合金电缆替换铜电缆是以增大截面、规格来达到与铜缆相同电气性能。在相同电气性能时,铝合金电缆因规格增大而连接端子的连接尺寸也相应增大,造成铝合金电缆的连接端子基本上无法直接与电气终端设备匹配,通常无奈只能采取增加转接铜牌的连接方案。

第3大致命安全隐患:因铜铝过渡连接端子与电气终端不匹配,增加转接铜牌而经常产生费用的矛盾,以至难以避免因这类问题无法解决,而发生削磨端子等野蛮施工带来的连接安全隐患。

多道转接不仅带来连接不可靠,也因增加的转接铜牌这笔不菲费用,经常成为电缆厂家、经销商、施工方、业主方难以协调的矛盾。大量一线现场人员反馈回来的信息显示,在安装现场经常发生施工时直接削磨端子接触面,减小端子接触面尺寸来适应连接需要的恶劣情况。削磨端子接触面,减小端子接触面尺寸,这将不仅直接破坏了端子的机械性能,并造成端子接触面电气性能、载流能力不足,连接部位过载、发热,直接造成了致命安全隐患。

第4大致命安全隐患:铜铝过渡端子因原是用于连接铝电缆,这种端子内径与电缆导体外径不匹配,必须使用专用压接工具,造成难以规范施工,留下连接安全隐患。铝合金电缆由于压接工艺不当或压接质量不高,导致接头在运行中发热,使电缆绝缘逐渐老化引起电缆接地、相间短路或断相等故障。这是电力电缆出现故障的重要原因之一。铝合金电缆因使用铜铝过渡端子而产生的这个问题,就令原本不匹配的连接端子的安全隐患雪上加霜了。

第5大致命安全隐患:目前市场上使用的各种品牌铜铝过渡端子中的铝是纯度最多只能达99.5%、导电率为54%IACS的工业铝(注:一般电工铝纯度都在99.7%以上、导电率在61%IACS以上)。所以这些铜铝过渡端子的综合导电率只能在54%IACS以下(注:导体铝合金的导电率要求在61%IACS以上),这造成端子与铝合金电缆电气性能不匹配,结果是传输线路电阻率增大21%以上,线路传输能力下降21%或增加线路损耗达21%以上。

至于与AA-8000导体铝合金性能不一致的其它铝合金端子,由于其材料的物理、机械、电气、抗压蠕变等性能与AA-8000导体铝合金性能存在差异,若这样的端子用于铝合金电缆连接,将带来的安全隐患等问题就可想而知了。”

三、行业已普遍认同铝合金电缆的连接应采用与电缆导体性能一致的连接端子

作为最早进入中国市场的两家美国企业,中国铝合金电缆的权威,美国通用电缆、美国UMI铝合金电缆都表示,铝合金电缆应采用与电缆本身性能一致的配套连接端子,国内涉世不深的缆企,或者没有实践经验的学者还要强词狡辩?

4月15日,北极星电力网曾发文指出,“铝合金电缆相关的连接端子、附件配套产业链短期内难以形成,行业要发展,铝合金电缆厂家就必须自寻出路,自己研制与合金电缆配套的连接端子。”

城市电网研究会高级顾问电缆专家崔学林在2015年5月31日举办的“城市配电网铜铝电缆应用媒体沟通会”上就表示“电缆应用的关键是在于电缆与接头间的系统性能,不仅考虑于电缆本体。”

上海老科协的史传卿和金志明等专家近日也在电力网发文直陈铝合金电缆采用铜铝过渡弊端:“铝导体电缆在运行中出现一些事故,发生事故的部位多数在铝导体连接点,因为铝是比较活泼的金属,其表面容易生成氧化铝,铝导体电缆线路如果连接点处理不好,会导致接触电阻增大,接触点发热,造成接点温度升高,形成恶性循环直到烧坏,从而酿成事故。铝合金电缆接头处仍然容易发热,尤其在电缆安装工程中,如果没有严格的控制或具备好的连接工艺,连接点就容易出问题,接头过渡始终是铝合金电缆的一个未完全克服的难题。”

中国有色金属工业协会教授级高级工程师赵武壮就铝合金电缆的应用曾发表文章指出:“配电网的电气事故绝大部分发生在电气连接部位,电缆导体与连接器(接线端子)之间连接的稳定性与可靠性对于电力系统来说至关重要。”

“铝材料的脆性使接头容易断裂,还由于铝的蠕变特性,使接头的可靠性降低。所谓蠕变就是在较高温度(如70℃)和较大压力(如连接时的压紧)下,随时间而增长的塑变性。造成接头处松动,是电缆接头可靠性降低、甚至损坏的主要原因。虽然经过长期摸索,也找到一些应对办法,如加强巡视,定期加固旋紧螺栓等,但铝接头的可靠性不如铜是不争的事实。”

赵武壮指出,“对于铝合金电缆,由于导体是电工铝中添加了微量元素。机械性能有改进,如柔靱性优化,抗蠕变性能提高,但铝合金电缆的关键技术之一是连接接头。接头材质及工艺是影响品质的重要因素。”

“要保证铝合金电缆使用的安全性,必须是符合标准要求的铝合金电缆,配上与电缆性能一致的配套铝合金连接器共同使用。”

铝合金电缆用铝端子连接不像铜电缆用铜端子连接是同种金属,具备相同的电气性能,铝合金电缆采用铜铝或与电缆性能不一致的其它合金过渡端子,就不可避免的出现上述铝材料蠕变或存在电气性能不一致等情况,使得接头处的安全性和可靠性下降,短期内不易察觉,时间一长,就存在很大的安全隐患。

所以,一些厂家承诺铜铝过渡端子没有问题,甚至提出短期试用等手段试图来打消用户的疑虑,但是他们不会告诉你,事实是,电缆连接安全问题短期内是试不出来的,短期内,即使使用铝电缆也能照常送电,但是时间一长——铜铝接头就会发生蠕变,接触电阻增大、接头发热发烫,十分危险!

而这,不正是“夺命电梯”事件带给我们的启示吗?表面看没事,实际隐患重重,要想从根本上彻底解决铝合金电缆连接安全问题,就必须使用与铝合金电缆性能相一致的配套连接端子,否则都是预埋隐患,迟早出问题!

四、不良企业蠢蠢欲动,释放铝合金电缆连接安全的5个错误危险信号

为何还有这些极个别的厂家还在愚昧的抵抗,不愿意承认铜铝过渡端子存在的致命弊端呢?究其背后原因,乃是出于自身经济利益的考虑。一些电缆厂家不愿意承担研发制造配套连接端子的巨额费用,又或者觉得不划算,不值得。一些铜铝过渡连接端子的厂家因为担心合金端子对其现有业务的冲击,以及研发制造配套连接器的重重阻力,也极力反对使用与铝合金电缆性能一致的配套连接端子。心存侥幸的认为电缆在短期内都不会有问题,麻木不仁地认为端子事小,以为随便糊弄就能蒙混过关,不会引起用户的注意,殊不知这样已经埋下了深深的隐患。这些厂家说来说去,怎么都拿不出一个让用户信服的理由,苍白无力,根本经不起推敲,但是都容易误导人,值得警惕。

第1个危险信号:张冠李戴,拿滞后的铜电缆标准来证明铝合金电缆连接安全

这些企业试图搬出国家标准说事,说“判断连接端子产品是否合格只能依据国家现行标准GB/T 9327-2008《额定电压35kV及以下电力电缆导体用压接式和机械式连接金具试验方法和要求》中规定接线端子要通过电气试验和机械试验,其中1000次交流电热循环就是检验导体和接线端子在工况下安全性能的试验。”

业内人士都知道这部2008年版国标是针对铜电缆用的铜连接器和铝电缆用的铝连接器而制定的,并没有针对铝合金电缆连接端子的任何条款,更何况制定这部标准时,国内还没有铝合金电缆。铜铝过渡端子的产生,从来就不是为了解决铝合金电缆的连接问题而诞生的,当时根本就没能考虑到今天铝合金电缆的实际情况。这种肆意套用不相干的标准来忽悠用户的行径实在不该是号称专业的铝合金电缆企业所为。

“夺命电梯”事件中,如果按照标准,这些电梯都合格,为什么还会造成悲剧呢?原因就是麻木不仁,是否铝合金电缆采用铜铝过渡端子发生事故之后,肇事者说一句铝合金电缆连接“符合铜缆连接标准”就可以逃脱责任呢?要尊重基本的科学常识,而不是用滞后且不适用的标准作为自己的挡箭牌,出了问题,为自己开脱,逃避社会的责诘。

第2个危险信号:搬弄是非,说国外也有用AA1000号合金或AA6000号合金

说国外连接端子也有用AA1000号合金或AA6000号合金,并列举所谓连接器名称等加以说明,以试图证明连接器与电缆没有化学成分相同等要求。殊不知,目前在国内广为推广的铝合金电缆是AA8000号导体用铝合金,AA1000号合金或AA6000号合金与AA8000号导体用铝合金性能并非相同、相去甚远,连接端子与电缆怎么可能相匹配?这种张冠李戴的辩解,实属强词夺理,愚弄用户。

第3个危险信号:一叶障目,搞不清楚北美安全应用铝合金电缆40多年的前提

很多企业常常拿西方国家说事,举例说明美国用铝合金电缆产品50年,从未出事等。显然,这种解释是牵强的,首先,西方国家能够生产出成熟稳定的铝合金电缆产品,不见得国内厂家生产出来的铝合金电缆产品就是稳定合格的;其次,在西方国家生产出来的铝合金电缆不出事,并不能证明我们生产出来的铝合金电缆产品不出事。铝合金电缆在北美的成功应用是和配套的连接器分不开的。

在美国国家规范中也规定相关电缆制造必须采用新合金AA-8000系列电工级铝合金材料。为了配合与支持电线电缆制造厂商、连接器公司和电气实验室积极开展了适用于AA-8000系列铝合金导体的连接器技术研发工作,连接器技术获得突破,连接器产品配合铝合金电缆广为应用。

这种铝合金电缆配套与电缆性能一致的铝合金连接器共同使用的连接解决方案,被广泛应用于建筑及其它领域用途铝合金导体电力电缆,成就了北美等国家近50年安全、无事故、成功应用铝合金电缆的历史。经过市场和时间检验的铝合金电缆与电缆性能一致的铝合金连接器配套使用的连接解决方案,最终形成了北美等国家规范的连接解决方案。

第4个危险信号:自相矛盾,认为压接好了,铝合金电缆的连接安全就没问题

有些厂家天真的以为,“铜铝过渡端子经过压接处理,蠕变变形的影响已经完全微弱至可以忽略不计的程度,因此所谓的“铜铝连接端子不稳定”的说法根本站不住脚。”如果机械式的处理能够克服铝材料的蠕变性,国内还需要大费周章的从国外引进铝合金电缆?所有的铝电缆经过机械式的压接,不就完事了吗?还要铝合金电缆干什么?还要铜铝过渡端子干什么?这种理由实在是令人谛笑皆非。

尽管专业的铝合金电缆厂家尽可能地向施工单位提供端子专用压接工具及现场技术指导,向用户提供选用的铜铝过渡端子和电缆连接的1000次热循环检测报告(该检测主要针对同一种性能材料的连接检测。铝和合金化后的导体铝合金除电气性能相同,物理及机械性能已完全不同,已是两种不同的材料。再则这个检测毕竟是在实验室端子规范压接后的实验,且试验时间短,该检测事实上无法真正反映铝材料蠕变倾向等特性),用这种试验试图证明连接的可靠性。但毕竟事实已经证明了铝的连接存在不可靠、不安全这一致命问题。这种铜铝过渡端子连接方案是造成铝合金电缆应用中存在的最致命的安全隐患问题之一。

从另外一个角度来看,提出这种观点,反而正好从侧面印证了好事者实际上是承认铜铝过渡端子的弊端的,不然就不会试图用“压接能够克服铝的蠕变性”来证明铜铝过渡端子是没问题。然而,这正是问题所在,麻木不仁,漠视安全,明知道铜铝过渡端子的弊端,仍不思从根本上消除弊端和安全隐患,而是寄希望于根本不可控的压接进行局部弥补,简单了事,正是这种心态才会给安全事故埋下祸害。

第5个危险信号:强词夺理,说电缆端子与导体不需要具备相同的化学成分

说“端子和电缆导体的制造标准不同,其对应的各自化学成分要求也各不相同。”实际情况是,国内连接端子和电缆导体的制造标准大都是2008年以前的,针对的是铝电缆和铜电缆时代,铜电缆和铝电缆是单种金属电缆,成分单一,因为不存在所谓各自化学成分的要求,相反,铝合金电缆除了8000系列的6个牌号,还有众多的稀土高铁、高导电等等五花八门的各种配方,因此自然就存在化学成分的千差万别,拿不适用的标准来说电缆端子与导体不需要具备相同的化学成分实属强词夺理。

稍微有点电学常识的人都知道,不同金属之间存在电导率不同,电气性能不同。而且铝的抗蠕变性能差、很容易变形、连接松动,使电缆电阻变大,产生高温,严重时会发生火灾。铝合金电缆采用铜铝过渡端子,形成导体由铝合金→铝→铜的连接顺序,平白无故又增加了铝金属,三种金属的电导率各不相同,传输效果会是什么?结果是,还不如铝电缆。

至于说“端子和导体连接系统是否合格,是以试验数据和标准作为判定依据的,而端子是否应和导体具有完全相同的化学成分在IEC和GB标准中均没有要求。”这在第1大危险信号里面已经详细介绍了,不再赘述。这只能再次说明唯利是图者善于张冠李戴,搬弄是非。

五、防范未然,向一切漠视安全的观念开炮,别让安全事故的悲剧再重演

夺命电梯的事件,带给人们的启示,麻木不仁,漠视安全,存有侥幸心理的设备或材料供应商,在短期内或许不会有事,但是时间一长,早晚要出问题。天网恢恢疏而不漏,出了问题,相关当事人终究难逃法律责任。

在中国,相对于铜电缆,铝合金电缆还算得上是新生事物,一个新生事物的产生,总会有一些九斤老太在一旁指手画脚,评头论足,用固有的传统思维去反驳,排斥,和打击它,理由就是“从来没有过”。但是新生事物的发展有它自身的规律,反对的声音即使很大,它也必然会冲破重重阻碍。

市场最终将回归理性,用户也将真正了解铝合金电缆的应用特性,任何欺瞒、忽悠、误导用户的行为必须澄清和制止,以有利于行业健康发展。

希望用户能引起足够的警惕,在遇到此类厂家的连接端子供货,除杜绝铜铝过渡端子供货外,还要认真查验该厂家是否能提供由国家权威检测机构出具的《电缆导体与连接端子的铝合金材料一致性判定》检查报告,以判定该厂家的连接端子材料与电缆导体的铝合金材料的一致性,以有效维护自身利益,保障使用铝合金电缆的安全性。

铝合金电缆行业能有今天的发展局面,来之不易,且行且珍惜。有些企业在发展过程投入了大量人力、物力,取得了一定的发展,但如果不珍惜自己的成果,不继续把用户的利益放在第一位,继续误导、玩弄用户,必将受到用户和行业的抛弃。企业之前所付出的努力将前功尽弃。企业也因自己的阴暗心态和不负责的做法,而步入万复不劫之地。

连接端子是输电线路的桥梁,其重要性不言而喻,解决好铝合金电缆的连接问题是行业发展的需要和对用户的责任。正确的连接解决方案是输电线路安全无隐患运行的保障,业内企业应高度重视与电缆性能一致的铝合金连接端子的开发应用,杜绝继续将铜铝过渡端子及任何与铝合金电缆性能不一致的所谓铝合金连接端子用于用户输电线路的错误行为,共同维护并促进行业的健康发展。

近年来,随着城市高层建筑数量的不断增加,对于高速电梯的需求也进入一个增长期。东沪电缆有限公司总经理姚景高介绍说,普通电梯的运行速度每秒1.6米左右,高速电梯每秒运行速度超过6米,超高速电梯则可以达到每秒10米以上。同时,高速运行的电梯对于连接电梯和设备之间的电缆也提出了很高的要求。

过去,国内超过每秒4米高速电梯所用的高速电缆基本依靠从日本和德国进口。为了让国产电缆“高速”运行,苏州检验检疫局深入企业调研了解,与企业一起分析国际国内市场要求,掌握发达国家的技术标准,帮助东沪电缆有限公司不断通过科技创新,以检企研合作、产学研合作机制为载体,攻克技术难题,从电缆结构、新材料应用等方面入手,经过三年的不懈努力,终于研制成功高速扁型电梯随行电缆,打破了国外对该技术和产品的垄断。

同样是汽车,每小时速度超过300公里的F1赛车和我们的民用汽车几乎是天壤之别,速度上去了,一切都不一样。从技术层面上这些差异体现到刹车、轮胎、悬挂等每一个细节上。高速电缆和普通电缆的差别也是如此,工艺要复杂很多。东沪电缆有限公司总经理姚景高与电缆打了几十年交道,从2011年开始,他将高分子复合材料专家、哈尔滨理工大学王永亮博士招至麾下,担任高速电梯随行电缆项目组长。整个项目组从改变电缆结构、应用电缆新材料等方面入手,经过成千上万次的试验,终于研制成功符合高速电梯要求的随行电缆。

“电梯中的电缆犹如人身上的中枢神经,负责电梯的电源、电器设备以及通讯。”技术专家介绍,在高速运行中,负责承重的普通钢丝很容易产生旋转、摆动等一系列位移,而高速电梯要求电缆在自然垂直承重情况下,偏转角度在10度以内。目前,东沪电缆能做到的偏转角度在8度左右,这是因为使用的“无引力”钢丝能让电缆在运行时最大程度地消除摆动和旋转

电梯是一项对安全性要求很高的工程,尤其是高速电梯的电缆,因此在正式投产前需要做大量的试验。可是,由于公司没有现成的试验设备,用于测试电缆疲劳度的模拟仪器全部只能由企业自己的技术组自行研发。为了模拟高速电缆运行状态,厂里专门设置了30米的高塔,在这里,高速电梯随行电缆要进行300万次到500万次的疲劳度试验,其中300万次约等于使用电梯10年左右的运行状态。目前厂里出品的电缆已经通过了最多500万次的疲劳度测试。

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