알루미늄 합금 케이블은 우리나라에서 오랫동안 사용되지 않았지만, 도시, 공장, 광산 등에서 알루미늄 합금 케이블을 사용하는 데에는 엄청난 위험과 위험이 잠재되어 있음을 보여주는 사례들이 이미 존재합니다. 알루미늄 합금 케이블의 사고 위험으로 이어지는 두 가지 실제 사례와 여덟 가지 요인을 살펴보겠습니다.
사례 1
알루미늄 합금 케이블이 한 철강 공장에서 일괄적으로 사용되었습니다. 1년 동안 두 건의 화재가 발생하여 반달간 가동이 중단되었고, 2억 위안의 직접적인 경제적 손실이 발생했습니다.
화재 후 복구된 케이블 다리입니다. 화재의 흔적이 아직도 생생하게 남아 있습니다.
사례 2
후난성 한 도시의 조명 분배 시스템에 알루미늄 합금 케이블이 사용되고 있습니다. 설치 후 1년 이내에 알루미늄 합금 케이블에 심각한 부식이 발생하여 케이블 연결부와 도체가 손상되고 전선에 정전이 발생했습니다.
이 두 사례를 통해 중국 도시, 공장, 광산에서 알루미늄 합금 케이블이 대규모로 보급되면서 도시, 공장, 광산에 숨겨진 위험이 존재함을 알 수 있습니다. 사용자들은 알루미늄 합금 케이블의 기본 특성을 제대로 이해하지 못해 막대한 손실을 입습니다. 만약 사용자들이 알루미늄 합금 케이블의 방화, 신뢰성 및 보호 특성을 미리 이해한다면 큰 손실을 입을 것입니다. 이러한 손실을 사전에 방지할 수 있습니다.
알루미늄 합금 케이블의 특성에 따르면, 알루미늄 합금 케이블은 화재 방지 및 부식 방지에 있어 자연적인 결함을 가지고 있으며, 이는 다음의 여덟 가지 측면에서 나타납니다.
1. 내식성, 8000계 알루미늄 합금은 일반 알루미늄 합금보다 내식성이 떨어짐
GB/T19292.2-2003 표준표 1 주석 4에 따르면, 알루미늄 합금의 내식성은 일반 알루미늄 합금보다, 구리보다 낮습니다. 알루미늄 합금 케이블에는 마그네슘, 구리, 아연, 철 원소가 포함되어 있어 응력 부식 균열, 층상 부식, 입계 부식과 같은 국부 부식이 발생하기 때문입니다. 또한, 8000계 알루미늄 합금은 부식되기 쉬운 구조에 속하며, 알루미늄 합금 케이블은 부식되기 쉽습니다. 열처리 공정을 거치면 물리적인 불균일성이 발생하기 쉽고, 이는 알루미늄 케이블보다 부식되기 쉽습니다. 현재 국내에서 사용되는 알루미늄 합금은 기본적으로 8000계 알루미늄 합금입니다.
2. 알루미늄 합금의 온도 저항성은 구리의 온도 저항성과 크게 다릅니다.
구리의 녹는점은 1080°C이고 알루미늄 및 알루미늄 합금의 녹는점은 660°C이므로 구리 도체는 내화 케이블에 더 적합한 선택입니다. 현재 일부 알루미늄 합금 케이블 제조업체는 내화 알루미늄 합금 케이블을 생산하고 관련 국가 표준 시험을 통과할 수 있다고 주장하지만, 이 점에서 알루미늄 합금 케이블과 알루미늄 케이블 사이에는 아무런 차이가 없습니다. 화재 중심(위)의 온도가 알루미늄 합금 및 알루미늄 케이블의 녹는점보다 높으면 케이블에 어떤 절연 조치를 취하더라도 케이블은 매우 짧은 시간 안에 녹아 전도성 기능을 잃게 됩니다. 따라서 알루미늄 및 알루미늄 합금은 내화 케이블 도체로 사용하거나 인구 밀집 도시 배전망, 건물, 공장 및 광산에 사용해서는 안 됩니다.
3. 알루미늄 합금의 열팽창 계수는 구리보다 훨씬 높고, AA8030 알루미늄 합금의 열팽창 계수는 일반 알루미늄 합금보다 더 높습니다.
표에서 알 수 있듯이 알루미늄의 열팽창 계수는 구리보다 훨씬 높습니다. 알루미늄 합금 AA1000과 AA1350은 약간 개선되었지만, AA8030은 알루미늄보다 훨씬 높습니다. 높은 열팽창 계수는 열팽창 및 수축 후 접촉 불량과 도체의 악순환을 초래합니다. 그러나 전원 공급 장치에는 항상 피크와 밸리가 존재하며, 이는 케이블 성능에 큰 영향을 미칩니다.
4. 알루미늄 합금은 알루미늄 산화 문제를 해결하지 못한다
알루미늄 합금 또는 알루미늄 합금이 대기에 노출되면 약 10nm 두께의 단단하고 접착력이 있지만 깨지기 쉬운 피막이 빠르게 형성되어 저항률이 높습니다. 이러한 경도와 결합력 때문에 전도성 접점 형성이 어렵습니다. 따라서 알루미늄 및 알루미늄 합금 표면의 산화막은 설치 전에 제거해야 합니다. 구리 표면도 산화되지만, 산화막은 부드러워 반도체로 쉽게 파괴되어 금속 간 접점을 형성합니다.
5. 알루미늄 합금 케이블은 응력 완화 및 크리프 저항성이 향상되었지만 구리 케이블에 비해 훨씬 낮습니다.
알루미늄 합금의 크리프 특성은 특정 원소를 첨가하여 개선할 수 있지만, 알루미늄 합금에 비해 개선 폭이 매우 제한적이며 구리와 비교하면 여전히 큰 차이가 있습니다. 알루미늄 합금 케이블이 실제로 크리프 저항성을 향상시킬 수 있는지 여부는 각 기업의 기술, 기술 및 품질 관리 수준과 밀접한 관련이 있습니다. 이러한 불확실성 자체가 위험 요소입니다. 성숙한 기술에 대한 엄격한 관리 없이는 알루미늄 합금 케이블의 크리프 성능 향상을 보장할 수 없습니다.
6. 알루미늄 합금 케이블은 알루미늄 연결의 신뢰성 문제를 해결하지 못합니다.
알루미늄 접합부의 신뢰성에 영향을 미치는 요인은 다섯 가지가 있습니다. 알루미늄 합금은 한 가지 문제만 개선했을 뿐, 알루미늄 접합부의 문제를 완전히 해결하지는 못했습니다.
알루미늄 합금 접합에는 다섯 가지 문제가 있습니다. 8000 시리즈 알루미늄 합금의 크리프 및 응력 완화는 개선되었을 뿐, 다른 측면에서는 개선이 이루어지지 않았습니다. 따라서 접합 문제는 여전히 알루미늄 합금의 품질에 큰 영향을 미치는 주요 문제로 남을 것입니다. 알루미늄 합금 역시 알루미늄의 일종이며 새로운 소재가 아닙니다. 알루미늄과 구리의 기본 특성 간의 간극이 해소되지 않는다면 알루미늄 합금은 구리를 대체할 수 없습니다.
7. 국내 알루미늄 합금의 품질관리(합금 조성) 불량으로 인한 크립 저항성 저하
캐나다 POWERTECH 시험 결과, 국내산 알루미늄 합금의 조성이 불안정한 것으로 나타났습니다. 북미산 알루미늄 합금 케이블의 Si 함량 차이는 5% 미만인 반면, 국내산 알루미늄 합금의 Si 함량은 68%에 달합니다. Si는 크리프 특성에 영향을 미치는 중요한 원소입니다. 즉, 국내산 알루미늄 합금 케이블의 크리프 저항성은 아직 성숙한 기술로 구현되지 않았습니다.
8. 알루미늄 합금 케이블 접합 기술은 복잡하고 숨겨진 위험이 있기 쉽습니다.
알루미늄 합금 케이블 접합은 구리 케이블 접합보다 세 가지 공정이 더 많습니다. 산화막을 효과적으로 제거하고 산화방지제를 도포하는 것이 핵심입니다. 국내 시공 수준과 품질 요건이 고르지 않아 잠재적인 위험이 존재합니다. 더욱이 중국에는 엄격한 법적 책임 보상 제도가 없기 때문에, 실무상 최종 손실은 기본적으로 사용자 스스로 부담하게 됩니다.
위의 요인 외에도 알루미늄 합금 케이블은 통일된 차단 유량 기준이 없고, 연결 단자가 통과하지 못하며, 용량성 전류가 증가하고, 단면적 증가로 인해 알루미늄 합금 케이블의 포설 거리가 좁아지거나 지지력이 부족해집니다. 또한 케이블 단면적 증가, 케이블 트렌치 공간의 정합, 유지 보수 및 위험 비용의 급격한 증가로 인해 시공이 어려워집니다. 수명 주기 비용 상승, 설계자가 준수해야 할 표준 부족(예: 부적절한 취급 또는 고의적인 방치)과 같은 일련의 전문적인 문제는 사용자에게 심각하고 돌이킬 수 없는 손실과 사고를 초래하기에 충분합니다.
게시 시간: 2017년 4월 20일