Les câbles en alliage d'aluminium ne sont plus utilisés depuis longtemps dans notre pays, mais des cas d'utilisation montrent déjà d'importants dangers et risques cachés liés à leur utilisation dans les villes, les usines et les mines. Deux cas pratiques et huit facteurs de risque d'accident liés aux câbles en alliage d'aluminium sont présentés ci-dessous.
Cas 1
Des câbles en alliage d'aluminium étaient utilisés par lots dans une aciérie. Deux incendies se sont déclarés en un an, entraînant une fermeture de quinze jours et une perte économique directe de 200 millions de yuans.
Il s'agit d'un pont suspendu réparé après l'incendie. Les traces du feu sont encore visibles.
Cas deux
Des câbles en alliage d'aluminium sont utilisés dans le système de distribution d'éclairage d'une ville de la province du Hunan. Un an après leur installation, ils ont subi une forte corrosion, endommageant les jonctions et les conducteurs, et provoquant une panne de courant.
Ces deux cas montrent que la popularisation massive des câbles en alliage d'aluminium dans les villes, les usines et les mines chinoises a engendré des dangers cachés. Les utilisateurs méconnaissent les propriétés fondamentales des câbles en alliage d'aluminium et subissent ainsi d'importantes pertes. Si les utilisateurs comprennent à l'avance les caractéristiques de ces câbles en matière de fiabilité et de protection incendie, ils subiront d'importantes pertes. De telles pertes peuvent être évitées à l'avance.
Les câbles en alliage d'aluminium présentent des caractéristiques naturelles de résistance au feu et à la corrosion. Ces caractéristiques se manifestent par les huit aspects suivants :
1. Résistance à la corrosion, l'alliage d'aluminium de la série 8000 est inférieur à l'alliage d'aluminium ordinaire
La note 4 du tableau 1 de la norme GB/T19292.2-2003 indique que la résistance à la corrosion des alliages d'aluminium est inférieure à celle des alliages d'aluminium ordinaires et à celle du cuivre. En effet, les câbles en alliage d'aluminium contiennent du magnésium, du cuivre, du zinc et du fer, ce qui les rend sujets à la corrosion locale, comme la fissuration par corrosion sous contrainte, la corrosion stratifiée et la corrosion intergranulaire. De plus, l'alliage d'aluminium de la série 8000 est sujet à la corrosion, et les câbles en alliage d'aluminium sont facilement corrodables. Le traitement thermique peut entraîner des irrégularités physiques, plus facilement corrodables que les câbles en aluminium. Actuellement, les alliages d'aluminium utilisés en Chine sont principalement des alliages de la série 8000.
2. La résistance à la température de l’alliage d’aluminium est très différente de celle du cuivre.
Le point de fusion du cuivre est de 1080 et celui de l'aluminium et de ses alliages de 660. Le cuivre est donc un meilleur choix pour les câbles réfractaires. Certains fabricants de câbles en alliage d'aluminium affirment pouvoir produire des câbles réfractaires en alliage d'aluminium et satisfaire aux normes nationales en vigueur, mais il n'existe aucune différence entre les câbles en alliage d'aluminium et les câbles en aluminium à cet égard. Si la température est supérieure au point de fusion de l'alliage d'aluminium et du câble en aluminium au foyer (ci-dessus), quelles que soient les mesures d'isolation appliquées, les câbles fondront très rapidement et perdront leur fonction conductrice. Par conséquent, l'aluminium et ses alliages ne doivent pas être utilisés comme conducteurs de câbles réfractaires ni dans les réseaux de distribution urbains densément peuplés, les bâtiments, les usines et les mines.
3. Le coefficient de dilatation thermique de l'alliage d'aluminium est bien supérieur à celui du cuivre, et celui de l'alliage d'aluminium AA8030 est encore plus élevé que celui de l'alliage d'aluminium ordinaire.
Le tableau montre que le coefficient de dilatation thermique de l'aluminium est bien supérieur à celui du cuivre. Les alliages d'aluminium AA1000 et AA1350 ont légèrement progressé, tandis que l'AA8030 est encore plus élevé. Un coefficient de dilatation thermique élevé peut entraîner un mauvais contact et un cercle vicieux des conducteurs après dilatation et contraction thermiques. Cependant, l'alimentation électrique présente toujours des variations de température, ce qui met à rude épreuve les performances du câble.
4. L'alliage d'aluminium ne résout pas le problème de l'oxydation de l'aluminium
Les alliages d'aluminium ou les alliages d'aluminium exposés à l'atmosphère forment rapidement un film dur, adhérent mais fragile, d'environ 10 nm d'épaisseur, doté d'une résistivité élevée. Sa dureté et sa force d'adhésion rendent difficile la formation de contacts conducteurs. C'est pourquoi la couche d'oxyde à la surface de l'aluminium et des alliages d'aluminium doit être éliminée avant l'installation. La surface du cuivre s'oxyde également, mais la couche d'oxyde est tendre et se décompose facilement en semi-conducteurs, formant ainsi un contact métal-métal.
5. Les câbles en alliage d'aluminium ont une relaxation des contraintes et une résistance au fluage améliorées, mais bien inférieures à celles des câbles en cuivre.
Les propriétés de fluage des alliages d'aluminium peuvent être améliorées par l'ajout d'éléments spécifiques. Cependant, ce degré d'amélioration est très limité par rapport à l'alliage d'aluminium, et l'écart avec le cuivre reste important. La capacité réelle des câbles en alliage d'aluminium à améliorer la résistance au fluage dépend étroitement de la technologie et du niveau de contrôle qualité de chaque entreprise. Cette incertitude constitue en soi un facteur de risque. Sans un contrôle strict des technologies matures, l'amélioration des performances de fluage des câbles en alliage d'aluminium ne peut être garantie.
6. Le câble en alliage d'aluminium ne résout pas le problème de fiabilité de la connexion en aluminium
Cinq facteurs influent sur la fiabilité des assemblages en aluminium. Les alliages d'aluminium n'ont amélioré qu'un seul point, mais n'ont pas résolu le problème des assemblages en aluminium.
L'assemblage des alliages d'aluminium présente cinq problèmes. Seuls le fluage et la relaxation des contraintes de l'alliage d'aluminium de la série 8000 ont été améliorés, mais aucune amélioration n'a été constatée sur les autres aspects. Par conséquent, le problème d'assemblage demeure un problème majeur affectant la qualité de l'alliage d'aluminium. L'alliage d'aluminium est lui aussi une sorte d'aluminium et n'est pas un nouveau matériau. Si l'écart entre les propriétés fondamentales de l'aluminium et du cuivre n'est pas comblé, l'alliage d'aluminium ne pourra pas remplacer le cuivre.
7. La faible résistance au fluage des alliages d'aluminium nationaux en raison d'un contrôle de qualité incohérent (composition de l'alliage)
Après un essai POWERTECH au Canada, la composition de l'alliage d'aluminium canadien est instable. La différence de teneur en silicium dans les câbles en alliage d'aluminium nord-américains est inférieure à 5 %, contre 68 % pour les câbles en alliage d'aluminium canadiens. Or, le silicium est un élément important qui affecte les propriétés de fluage. Autrement dit, la résistance au fluage des câbles en alliage d'aluminium canadiens n'est pas encore maîtrisée par une technologie mature.
8. La technologie des joints de câbles en alliage d'aluminium est complexe et peut facilement laisser des dangers cachés.
Les jonctions de câbles en alliage d'aluminium nécessitent trois procédés de plus que les jonctions de câbles en cuivre. L'élimination efficace de la couche d'oxyde et le revêtement antioxydant sont essentiels. Le niveau de construction et les exigences de qualité varient en Chine, ce qui engendre des risques cachés. De plus, en raison de l'absence d'un système strict d'indemnisation en matière de responsabilité civile en Chine, les conséquences des pertes sont en pratique essentiellement assumées par les utilisateurs eux-mêmes.
Outre les facteurs susmentionnés, les câbles en alliage d'aluminium ne présentent pas de norme unifiée en matière de débit de coupure, la borne de connexion n'est pas franchissable, le courant capacitif augmente, la distance de pose devient plus étroite ou insuffisante en raison de l'augmentation de la section, les difficultés de construction liées à l'augmentation de la section des câbles, l'adaptation de l'espace des tranchées, et l'augmentation rapide des coûts de maintenance et des risques. De nombreux problèmes professionnels, tels que l'augmentation du coût du cycle de vie et l'absence de normes à suivre par les concepteurs, comme une mauvaise manipulation ou une négligence intentionnelle, sont à l'origine de pertes et d'accidents importants et irréparables pour les utilisateurs.
Date de publication : 20 avril 2017