变压器以铝代铜有何危害？如何辨识？

　　                                            罗一凡

　　追究多项电力事故根由发现，配电变压器  “以铝代铜”问题至今屡禁不止。由于这种现象较为隐蔽，生产完成后成品外观及接线端子很难识别，现有标准规定的试验项目很难发现。同时，吊芯解体检查属于破坏性方法，开展的难度较大，也不经济。尤其是配电变压器的用户分布在工业制造、房地产、高铁、交通、新能源发电等多个领域，用户对变压器的了解与变压器制造厂商的信息不对称。大量案例表明，不少以铝代铜变压器已经通过各种途径进入市场，留下潜在的安全隐患。

　　变压器“以铝代铜”现状及危害

　　变压器“以铝代铜”是指配电变压器绕组用铝、铝合金或铜包铝等材质代替铜材， 而并未在铭牌中如实标识的现象。

　　当前配电变压器市场上出现以铝代铜现象包括：高、低压绕组均为铝导线的全铝变压器，但品牌没有标识;高压绕组为铝导线的变压器;低压绕组为铝导线的变压器;用铝合金绕组替代铜绕组;铜包铝绕组替代铜绕组等。

　　变压器制造商在用户不知情的情况下“以铝代铜”，对用户造成的危害是多方面，具体表现在：

　　一是变压器承受短路热稳定能力下降。突发短路状态下的热稳定要求最大温度限值，如普通油浸式变压器铜绕组温度最大值为 250  度、油浸式变压器铝绕组温度最大值 为200 度，参见 GB1094.5 表 5。

　　二是变压器耗电量增加。铝的电阻率是铜的 1.61 倍，铝热传导系数是铜的 0.56  倍。被“以铝代铜”的变压器，在其长达20年-30年的使用期间，除了烧毁的风险增大以外，变压器的温升可能不断提高，用户电力损耗将逐渐增加、用户电费也将逐渐增加。从全生命周期角度看，用户在采购阶段省的钱最后还会在变压器运行中被支付出去，甚至还要支付更多。

　　三是变压器内部接头，是极大的隐患。“以铝代铜”变压器的制造商为了不让用户轻易发现其以铝代铜行为，会在变压器内部进行铜铝连接，导致变压器内部出现不同金属之间的接头。铜铝接头连接处机械强度差，焊接工艺复杂，易断开，长期运行连接处易产生化学反应，导致电阻率增大，产生局部过热现象。此外，金属焊接的电接触面恶化是一个在时间积累中逐渐产生的过程。

　　在初始阶段没有什么明显的损耗，但随着时间的延长，在热力、化学、机械和电力的相互作用下，接触阻抗会突然增大，同时接触面温度升高。双金属焊接面在运行通电过程中，电流波动和运行的高温为金属间相互扩散提供了条件，扩散的金属在接触面上集结成核，这些金属间化合物为高硬度的脆性物质，在多次的热冲击下可能会发生断裂，会严重影响到材料的性能及寿命。

　　这就是说，内部有铜铝接头的变压器，在运行中出现故障，或烧毁或爆炸现象是大概率事件。

　　四是给用户财产和生命带来风险。变压器一旦烧毁，轻则变压器本体烧毁和损坏，重则导致企业停电停产造成重大损害，甚至造成更大范围的财产和人身损害。2018年6月18日，西安变压器爆炸事件使附近三星半导体工厂流水线停产2天，停产损失是每天2亿元人民币。

　　五是用户处置“以铝代铜”变压器的成本巨大。一个著名电气制造企业动力车间发生变压器接头爆炸，发现变压器绕组被以铝代铜，该企业面临的难题是其遍布全国的200多个工厂大量使用同一企业生产的变压器。所有工厂都需要对变压器进行检测和更换，立即更换面临任务重，人手不足问题，不及时更换如发生事故则企业将遭受更大损失。即使索赔，依据目前的法律，企业获得的赔偿也远远无法弥补其遭受的损失。

　　如何辨识变压器“以铝代铜”

　　通过下表可以看出，高低压绕组全部是铝的变压器比全铜变压器总质量还高出55公斤，这主要是因为其器身重量、油的重量、油箱重量、器身体积等都增加了。而高压导线为铝线，低压导线为铜线的变压器也是相同的道理。

　　数据摘自：《电力变压器绕组材质无损鉴别方法探讨》。变压别方法探讨电

　　从理论上讲，对同一制造商的变压器通过测量和数据统计可以辨别变压器是否使用了铝绕组。然而在实践中，因为各个厂商的制造方法、设计、工艺、用材等的差别，还有高压绕组以铝代铜，低压绕组以铝代铜，铜包铝等各种不同情况，导致没有可对应的数据作为参考，判断困难。

　　为了帮助用户，已经有保定的一个公司依据成熟的数据积累和计算方法，开发了一款干式变压器材质分析仪，可以准确判断10kV干式变压器高压线圈或低压线圈是铜材还是铝材。该设备便于携带，为用户辨别干式变压器以铝代铜提供了一个可选择的方法。

　　作为变压器用户而言，事后检测是被动的，一旦发生变压器以铝代铜事件其处置成本是高昂的，最好的方法是采购前进行检测和进行必要的咨询，避免采购到以铝代铜变压器。

　　业内专家认为，什么价格条件下可能被厂家以铝代铜，哪些厂家可能以铝代铜，哪些企业的变压器品质有保障，是可以给用户以忠告的。另外电网公司作为专业的变压器采购大客户，具有许多成熟的对变压器质量管理经验，对其他行业的变压器用户具有很好的借鉴作用。

　　调研还发现，许多用户的变压器采购合同非常简单，一旦发生变压器以铝代铜事件没有合同上的索赔依据和赔偿损失的计算方法，导致索赔困难，用户损失惨重。

　　业内人士建议，在变压器采购合同里面增加相应的赔偿条款，应该加重赔偿责任和加大赔偿金额，包括：直接损失、间接损失、利润损失、律师费、运输费、检测费、法院诉讼和执行费、停工停产每天的损失、更换费用、因索赔导致的人工费用等，如果上述损失不好预估，可以按经验数额加上加重的赔偿责任规定在合同中。应规定在全生命周期内如发现变压器被以铝代铜，相关的供应商、中间人、承包商及制造企业在以铝代铜赔偿责任方面承担无限连带赔偿责任。另外，如果发生以铝代铜事件，合同中可以规定变压器制造企业的法定代表人负终身连带无限赔偿责任。