【观点】铜电缆和铝合金电缆在电力工程中的应用**持谨慎和科学态度

2016-01-29 朝阳电缆

铜是人类*早使用的金属，曾创造了人类青铜器时代的辉煌。铜金属的特点是：密度8.92g/cm3。熔点1083.℃，沸点2567℃，具有很好的延展性、导热性和导电性。不仅仅自从人类进入电气时代以后，铜一直在电力传输中占有主导地位。但是，铜的密度较大，价格较高，对其的主导地位产生负面影响。

铝合金导体，是以金属铝为主要成分，通过添加铜、锰、镁、钛、锌、铬、铁和硅等元素，经过退火等工艺，改善了电工铝电缆的机械性能和工艺性能，提高了抗蠕变能力，提高了接头稳定性，但仍比铜逊色。

铝合金导体的电阻率与铝相当，稍大于电工铝，约为铜的1.68倍，由于铜芯电缆的电阻率低，在相同截面情况下，铜芯电缆的电压降较小。但在一般的工程应用中，大约是为了达到相同的载流量，放大截面后，电压降大约是铜的102%－115%。

如果按铜的导电率是***，铝合金的导电率与铝相当，约为61.2%，由于导体的导电能力与截面积成正比，则（8.9/2.7）×（0.612/1）=2 ，即同样载流量铜比铝合金重1倍，另外，铝合金朝阳电缆的截面积是铜电缆的约1.5倍时，其导电性能才比较接近。作为朝阳电缆的导电性能而言，铝合金电缆明显不如铜电缆，而且标称截面越大，铜电缆的优势越突出。

根据《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007，按照短路热稳定条件计算电缆导体允许*小截面，经计算，可得铜电缆热稳定系数C值为13700，铝合金电缆值为9000，通过相同的短路电流，并且短路持续时间相等时，铝合金电缆的截面**为铜电缆截面的1.52倍。

据《电网设备金属材料监督与检测》一书（郑佩祥著，中国电力出版社出版）提供的资料，同为标称120mm²截面的导体，在20℃时，铜导体的电阻不大于0.158Ω/km，而铝合金导体为0.249Ω/km。在电缆强度方面，铜导体也优于铝合金导体，同为标称120mm²截面的导体，铜电缆的拉断力为不小于39911N，而铝合金电缆仅为30146N。通过以上分析，可以看出铜的导电性能和抗拉强度明显优于铝。

与铜电缆相比，从经济上看，铝合金电缆的优点是：制造成本较低，安装、运输成本较低。

同时，铝合金电缆的缺点也十分明显：载流量小，在铝中加入其它多种合金元素后，导电性能下降，尽管通过工艺控制，可以使导电率接近电工铝水平，但仍无法略大于电工铝。体积较大，尽管通过一些工艺的严格控制，来提高紧压系数，以减小铝合金电缆截面的增量，但铝合金电缆的外径基本仍是要大于铜电缆的1.2倍。

耐高温能力弱，铝的熔融温度为660℃，而铜可达1080℃，耐火电缆要求在750℃～1000℃高温下维持通电，因此铝合金不能用来制造耐火电缆。

对“以铝节铜”几点看法

与铜电缆相比，铝合金电缆的主要技术性能并不占优势，电缆行业提出“以铝节铜”或“以铝代铜”，甚至“铝合金比铜节能等“都是商业宣传行为，根据以上分析可知，此类宣传並不靠谱。关键还是经济因素起作用。目前**铝合金电缆造价大约时铜的70-80%，利润空间大，以至于厂家一哄而上，品质良莠不齐，过度宣传攻势此起彼伏。

坚持严格的科学态度

尽管铝合金电缆的应用技术已经日趋成熟，但受技术性能制约，在城市供电主干线路、大型电厂电站、重污染环境、不易维修的环境下，从使用**出发，还是应该选择使用铜电缆。

规范市场秩序，制止盲目发展

国内电线电缆行业集约化程度不高，企业接近一万家，技术和管理水平参差不齐，无序竞争问题突出。铝合金电缆过程的 要求较高，对连接器的配套要求较高。如果众多企业不顾自身条件，没有足够技术支撑，一哄而起搞铝合金电缆，必然造成市场秩序混乱，产品质量不能保证，一旦出现**事故，必定严重影响电缆行业的声誉。

依靠科技创新，完善工艺技术

与铜朝阳电缆相比，国内铝合金电缆的和使用实践经验还十分有限，不少深层次的技术问题还需要进一步研究。目前***尚未发布铝合金电缆产品标准。在这种情况下，朝阳电缆使用单位更应当严格把握电缆产品性能和质量。

（本文作者系中国有色金属工业协会政研室副主任、教授级**工程师）