民用建筑电缆导体选择

知识点：电缆的导体

国内民用建筑电缆铝导体的使用一直存在争议，电工级铝合金导体推出后，反对之声也一直没断过，甚至有提出铝合金导体比纯铝导体的性能还要差。本文就民用建筑导体的选择尤其是铝合金、铜包铝导体电缆的选择提出意见和建议，供工程设计及选用时参考。

电缆结构及主要材质标准

▌ 电缆的基本结构（主要包括：导体、绝缘、护层，如图1所示）

▌ 一般电缆结构中主要材料及相关制造标准(如表1所示)

表1  电缆结构中主要材料及相关制造标准

电力电缆的导体材料

▌ 铝导体

虽然在各规范里并没有排除电工铝导体，但在民用建筑内已基本不采用，主要是因为民用建筑的用户特点及铝材料力学性能、连接等问题。

▌ 铝合金导体

8000系列电工级铝合金导体适用于低压电缆，不适用于中、高压电缆。

8000系列电工级铝合金导体主要有以下6种（如表2所示），国内采用较多的是8030系列和8176系列。不同系列铝合金导体在性能上略有差别。

表2  6种主要的8000系列电工级铝合金导体

铝合金编号来源于美国“金属和合金统一数字编号系统”，即UNS（Unified Numbering System for Metals and Alloys）。

▌ 铜包铝导体

CECS 399：2015《铜包铝电力电缆工程技术规范》第3. 2. 2条规定了电力电缆铜包铝导体的要求：

“1 铜包铝电力电缆导体的性能应符合国家标准《铜包铝线》GB / T 29197 － 2012中对型号为CCA － 15 A铜包铝线的规定（注：铜层体积比不小于13 %且不大于17 %）。

2 铜包铝电力电缆导体截面不应小于16 mm²，每根导体20 ℃ 时的电阻值不应超过表3. 2. 2（本文表3）规定的最大值。”

表3  单芯和多芯电缆用铜包铝导体

▌ 美国标准中有关铝合金和铜包铝导体规定

●  铝合金导体

a. 铝合金导体标准有ASTM（美国材料实验协会）B800 - 05（2011）《Standard Specification for  8000 Series Aluminum Alloy Wire for Electrical Purposes — Annealed and Intermediate Tempers》和UL 44 - 2014《Standard for Safety Thermoset — Insulated Wires and Cables》。

b. 美国国家电气规范（NEC）从1987年版开始规定，对于大多数建筑内部铝导体改为AA - 8000系列铝合金导体。

c. NEC 2008版310. 14条规定：“8、10、12AWG截面（相当于国内8. 37 mm²、5. 26 mm²、3. 332 mm²）的独股实心导体应由AA8000系列电工级铝合金材料制造；绞合型导体从8AWG 到1 000 kcmil（相当于国内8. 37 mm²到506. 7 mm²）也应由AA8000系列电工级铝合金导体材料制造”。

d. NEC规定30 A以上分支线路，用铜或铝导体（实际上是铝合金导体）电缆（相当于可以使用国内6 mm²左右的铝导体电缆）；15 / 20 / 30 A分支线路，用铜导体非金属护套电缆。

●  铜包铝导体（如图2所示）

在UL 1581 - 2001第11条“铜包铝导体的要求”中规定了铜层体积比10%以上、铜层厚度不小于线直径2. 56 % 的铜包铝线为电线电缆和软线的导体材料。

民用建筑电缆选择及敷设的相关标准

▌ 通用标准

通用标准规定了电缆导体及绝缘和敷设的选择要求，如JGJ 16 - 2008《民用建筑电气设计规范》、GB 50217 - 2007《电力工程电缆设计规范》、GB 50016 - 2014《建筑设计防火规范》、GB 50116 - 2013《火灾自动报警系统设计规范》。

其中JGJ 16 - 2008《民用建筑电气设计规范》规定：

“7. 4. 1 低压配电导体选择应符合下列规定：

1 电缆、电线可选用铜芯或铝芯，民用建筑宜采用铜芯电缆或电线；下列场所应选用铜芯电缆或电线：

1）易燃、易爆场所；

2）重要的公共建筑和居住建筑；

3）特别潮湿场所和对铝有腐蚀的场所；

4）人员聚集较多的场所；

5）重要的资料室、计算机房、重要的库房；

6）移动设备或有剧烈振动的场所；

7）有特殊规定的其他场所。”

GB 50217 - 2007《电力工程电缆设计规范》规定：

“3. 1. 2 用于下列情况的电力电缆，应选用铜导体：

1 电机励磁﹑重要电源﹑移动式电气设备等需保持连接具有高可靠性的回路。

2 振动剧烈﹑有爆炸危险或对铝有腐蚀等严酷的工作环境。

3 耐火电缆。

4 紧靠高温设备布置。

5 安全性要求高的公共设施。

6 工作电流较大，需增多电缆根数时。

3. 1. 3 除限于产品仅有铜导体和第3. 1. 1、3. 1. 2条确定应选用铜导体的情况外，电缆导体材质可选用铜导体或铝导体。”

GB 50116 - 2013《火灾自动报警系统设计规范》规定：“11. 2. 2 火灾自动报警系统的供电线路、消防联动控制线路应采用耐火铜芯电线电缆 ……”

相关推荐链接：

1、导体（电缆及电线）载流量口决及计算运用实例

2、电缆导体温度的推算方法及应用