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為什么電氣線路中鋁線比銅線更容易起火?

大家知道鋁線起火的危險遠大于銅線,鋁線的起火不在鋁線自身而在鋁線的連接。與銅線相比,鋁線連接起火危險大的原因有以下幾點:

(1)鋁線表面易在空氣中氧化。凡導體表面都或多或少地存在膜電阻。若膜電阻引起連接處過熱,過熱又使膜電阻增大,導電情況就越惡化,而鋁線連接中這類過熱的情況尤為嚴重。這是因為鋁線表面即使刮擦光潔,它只需在空氣中暴露數秒鐘即可被氧化而立即形成一層氧化鋁薄膜。其厚度雖只幾個微米,但卻具有很高的電阻率,從而呈現較大的膜電阻。因此在鋁線施工連接時,應在刮擦干凈鋁線表面后立即涂以導電膏,以隔斷鋁線連接表面與空氣的接觸,不然將增大接觸電阻。

(2)高膨脹系數。鋁的膨脹系數高達23×10-6/℃,比銅大39%.比鐵大97%。當鋁線與這兩種金屬導體連接并通過電流時,連接點因存在接觸電阻而發熱。這三種導體都膨脹,但鋁比銅、鐵膨脹更多,從而使鋁線受擠壓。線路斷電冷卻后鋁線稍許壓扁而不能完全恢復原狀,這樣就在連接處出現空隙而松動,并因進入空氣而形成氧化鋁薄膜,這樣就使接觸電阻增大。下次通電時發熱將更劇,使情況更為惡化,嚴重時可能因產生異常高溫或進發電火花而引燃起火。為此大截面積的鋁導體與銅、鐵導體連接時應配置過渡接頭。小截面積(不大于6mm2)鋁線的連接則應采用彈簧壓接帽,這樣無論連接處是否通電,有無發熱,連接接觸面都處于彈簧的壓力下而使空氣和潮氣無隙可入,從而保持連接的導電良好。

(3)易出現電解腐蝕作用。若不同電位的兩金屬間存在帶酸性或堿性的液體,則兩金屬將形成局部電池。鋁的電位為-0.78V,而銅為-0.17V,當鋁導體與銅導體間存在含鹽分的水分時就形成此種局部電池。電離作用將使電位低的鋁導體受到腐蝕而增大接觸電阻。

(4)易被氯化氫腐蝕。對于PVC絕緣的鋁芯電線、電纜,還可能出現另一個問題。為阻止PVC絕緣分解出氯化氫氣體,PVC絕緣內添加有阻止分解氯化氫的穩定劑。但當線路溫度超過75℃時,例如發生線路過載或因其他原因而使連接處溫度過高時,穩定劑就不再能阻止氯化氫的形成,而氯化氫是要腐蝕鋁的,這同樣也將增大接觸電阻和起火危險。

那么既然鋁線起火危險大,是否在電氣裝置中不應使用鋁線?

答案是否定的。由于歷史上的原因,我國多年來執行以鋁代銅的技術政策,鋁線在低壓電氣裝置中的應用在我國極為廣泛。但我國在鋁線敷設的施工中,特別是在小截面積的鋁線敷設施工中,不重視鋁線的連接質量。所謂連接只是簡單地將鋁線壓接在設備端子螺栓上,或將兩根線芯絞接包以電工膠布。如此不規范的施工自然使鋁線連接起火事故屢屢發生。在發達國 家即使按規定施工鋁線的連接,但在缺乏電工維護管理的場所鋁線起火事故也遠多于銅線。我國對外開放后,建筑電氣設計施工中銅的應用已不受限制,設計規范內已不再規定以鋁代銅的政策性要求,而在住宅之類無電氣人員管理的場所以及某些電氣危險和重要場所則嚴格規定采用銅線。對我國減災工作而言,這一規定是十分必要的。但在一些信息閉塞的偏遠地區,有關部門仍因循舊習,不加區分,違反規范強制所轄地區一律采用鋁線,這顯然是與以人為本,保證人民生命財產安全要求背道而馳,是應該予以糾正的。

我國是個銅資源相對匱乏的國 家,應注意銅材的節約。在鋁線施工工藝和電氣管理水平高的場所內,仍應在保證電氣安全的前提下合理地采用鋁線,例如在架空線路中采用鋼筋鋁絞線,在工業廠房中采用鋁母排等。

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