產(chǎn)品詳情
銅包鋁電纜 大連銅包鋁電纜 銅包鋁電線電纜
電線電纜在機(jī)電安裝工程中有著極其重要 的地位，作為其主要原材料的銅，占了電纜產(chǎn) 品總成本的大約70%~80%，自然而然，銅電纜 的價(jià)格隨著銅價(jià)的上漲而急劇增長(zhǎng)。這對(duì)投資 方和施工方在工程造價(jià)控制方面帶來(lái)極大的困 難。因此，對(duì)銅包鋁電纜研究和應(yīng)用的需求也 隨之水漲船高。
銅包鋁線纜是指以鋁芯線代替銅成為線纜 主體，包以一定比例的銅層的電線電纜。銅包 鋁電纜就其用途來(lái)分，基本可分通訊用途的銅 包鋁電纜和供電用的銅包鋁電纜兩種。就其特 性，將銅包鋁和純銅電纜進(jìn)行以下的比較，以 此探討銅包鋁線纜的發(fā)展前景。
1 銅包鋁通訊電纜的特性
1.1 經(jīng)濟(jì)性 不管是銅包鋁導(dǎo)體還是純銅導(dǎo)體，都是按 重量出售的，銅包鋁導(dǎo)體的價(jià)格要比相同重量 的純銅導(dǎo)體貴一些。但是同樣重量的銅包鋁要 比純銅導(dǎo)體長(zhǎng)度長(zhǎng)很多，而電纜是按長(zhǎng)度計(jì)算 的。綜合來(lái)說(shuō)，銅包鋁更有優(yōu)勢(shì)。
1.2 機(jī)械特性 純銅導(dǎo)體的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率比銅包鋁導(dǎo)體大 ，在機(jī)械性能方面，純銅顯示出了相比銅包鋁 的優(yōu)勢(shì)。從電纜設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，純銅導(dǎo)體比 銅包鋁導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中則 不一定需要。銅包鋁導(dǎo)體比純銅輕很多，因此 銅包鋁的電纜在整體重量上比純銅導(dǎo)體電纜要 輕，這樣會(huì)給電纜的運(yùn)輸和電纜的架設(shè)施工帶 來(lái)方便。另一點(diǎn)，銅包鋁比純銅軟，用銅包鋁 導(dǎo)體生產(chǎn)的電纜在柔軟性方面比純銅的電纜好 一點(diǎn)。
1.3 電氣性 由于鋁的導(dǎo)電性比銅差，導(dǎo)致銅包鋁導(dǎo)體 的直流電阻比純銅導(dǎo)體大，而這點(diǎn)是否有影響 主要看電纜是否會(huì)被用來(lái)供電，如果被用來(lái)供 電的話，銅包鋁導(dǎo)體將會(huì)導(dǎo)致額外的電力消耗 ，電壓降低較多。當(dāng)頻率超過(guò)5MHz時(shí)，此時(shí)的 交流電阻衰減在這兩種不同的導(dǎo)體下沒(méi)有明顯 的區(qū)別。當(dāng)然，這主要是因?yàn)楦哳l電流的集膚 效應(yīng)，頻率越高，電流的流動(dòng)就越接近導(dǎo)體表 面，在銅包鋁導(dǎo)體的表面實(shí)際上純銅材料，當(dāng) 頻率高到一定時(shí)候，整個(gè)電流鍍?cè)阢~材質(zhì)里面 流動(dòng)了。在5MHz情況下，電流在近表面的約 0.025毫米厚度中流動(dòng)，而銅包鋁導(dǎo)體的銅層 厚度比該厚度多約一倍。對(duì)于同軸電纜，因?yàn)?傳輸?shù)男盘?hào)是在5MHz以上，因此銅包鋁導(dǎo)體和 純銅導(dǎo)體傳輸效果是相同的。在實(shí)際測(cè)試電纜 的衰減可以證明這一點(diǎn)。銅包鋁較純銅導(dǎo)體軟 ，在生產(chǎn)過(guò)程中容易進(jìn)行矯直處理，因此在一 定程度上可以說(shuō)用銅包鋁的電纜要比用純銅導(dǎo) 體的電纜回波損耗指標(biāo)好。
2 銅包鋁電力電纜的優(yōu)點(diǎn)
2.1 良好的焊接性 銅包鋁線由于其表面同心包覆了一層純銅 ，因此具有跟純銅線一樣的可焊性，方便生產(chǎn) 。
2.2 成本低重量輕 與相同技術(shù)指標(biāo)的銅芯電纜相比，銅包鋁 導(dǎo)體電纜可節(jié)約成本40%以上，銅包鋁/銅復(fù)合 導(dǎo)體電纜可節(jié)約成本20%以上。銅包鋁線的比 重僅為純銅線的37%-40%。在線徑、重量相等 的情況下，其長(zhǎng)度是純銅線的2.5倍。
2.3 具有良好的耐腐蝕性 鋁比銅更易腐蝕，但由于銅包鋁材料已經(jīng) 完全冶金化，鋁完全被銅所覆蓋，不會(huì)與水、 空氣等易氧化物接觸，完全達(dá)到與銅一樣的性 能。銅包鋁/銅復(fù)合導(dǎo)體還更用利于避免電纜 在長(zhǎng)期使用過(guò)程中由于腐蝕、碰傷或因緊壓、 錫焊接不好使導(dǎo)體與接線端子接觸不良、發(fā)熱 引起銅層脫落和銅鋁兩種金屬之間形成電勢(shì)差 ，加速電化腐蝕，造成電纜端部燒毀。對(duì)于鋁 導(dǎo)體，特別是在沿海地區(qū)，大氣中鹽霧所含有 的氯離子會(huì)凝聚在鋁的表面，易在表面的雜質(zhì) 和缺陷周圍引起局部腐蝕，形成孔洞、裂紋和 微電池，加劇鋁導(dǎo)體的腐蝕。
2.4 可降低交流電阻 電流載流量的主要依據(jù)是交流電阻。根據(jù) 集膚效應(yīng)，單根導(dǎo)線的表面，其單位面積通過(guò) 的電流比導(dǎo)線的圓心單位面積通過(guò)的電流要大 ，即，大截面導(dǎo)體的圓心在相同導(dǎo)體相成的圓 面積內(nèi)，圓心比圓周通過(guò)的電流要小，所以最 合理、最經(jīng)濟(jì)的方法就是把圓心導(dǎo)體與圓周導(dǎo) 體用不同的金屬構(gòu)成。影響交流電阻指標(biāo)，除 了直流電阻、集膚效應(yīng)外，還有鄰近效應(yīng)，與 相同直流電阻的銅導(dǎo)體相比，采用銅復(fù)合導(dǎo)體 后，單根導(dǎo)體內(nèi)，鋁在圓心，銅在外緣；在絞 合導(dǎo)體內(nèi)，內(nèi)層是銅包鋁，外層是純銅，而鋁 對(duì)集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)都沒(méi)有銅那么敏感，同 時(shí)銅復(fù)合導(dǎo)體會(huì)使導(dǎo)體總截面增加一部份，因 此也增加了導(dǎo)體的表面積，改善了電纜的散熱 條件，增加了散熱面積，而鋁的導(dǎo)熱系數(shù)與銅 相近，在同等的材料成本條件下，交流電阻的 指標(biāo)要經(jīng)濟(jì)得多。
2.5 直流電阻率較大 銅包鋁線的電阻率比純銅線大，約為純銅 線的1.5倍。根據(jù)集膚效應(yīng)計(jì)算，在5MHz以上 高頻時(shí)，與相同截面的銅導(dǎo)體相比，其電阻率 相等。在50Hz頻率的電力電纜的使用中，其銅 導(dǎo)體的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)在150mm2以上就 逐漸顯得突出，同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 ，產(chǎn)生高次諧波電流和能源會(huì)注入到供電系統(tǒng) 中，在系統(tǒng)的阻抗上產(chǎn)生出相應(yīng)頻率的高次諧 波電壓，致使電壓的波形發(fā)生畸變，增加供電 系統(tǒng)的損耗，使導(dǎo)體發(fā)熱增加；此外，電纜使 諧波放大，在接頭處產(chǎn)生過(guò)壓而損壞電纜頭。 采用銅包鋁導(dǎo)體會(huì)起到較好的降低高次諧波產(chǎn) 生的交流阻抗的作用。
雖然銅包鋁電纜已經(jīng)誕生，并正逐步得到 應(yīng)用。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，仍有不小的阻力 ，銅包鋁電纜比較難找到國(guó)家、行業(yè)的應(yīng)用依 據(jù)，也難以得到設(shè)計(jì)單位的認(rèn)可。許多產(chǎn)品還 沒(méi)有得到3C認(rèn)證，整個(gè)行業(yè)都尚且停留在制定 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的階段，不同品牌間到現(xiàn)在還無(wú)確定 的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，工程設(shè)計(jì)者應(yīng)用時(shí)難以把握，投 資方暫時(shí)也不樂(lè)意接受。種種困難雖然顯示銅 包鋁電纜在普及過(guò)程中的障礙，但是，隨著國(guó) 家的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的逐步完善和認(rèn)可，銅包鋁電 纜必將走向規(guī)范化，無(wú)疑將成為了未來(lái)幾年電 線電纜的亮點(diǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。
電線電纜在機(jī)電安裝工程中有著極其重要 的地位，作為其主要原材料的銅，占了電纜產(chǎn) 品總成本的大約70%~80%，自然而然，銅電纜 的價(jià)格隨著銅價(jià)的上漲而急劇增長(zhǎng)。這對(duì)投資 方和施工方在工程造價(jià)控制方面帶來(lái)極大的困 難。因此，對(duì)銅包鋁電纜研究和應(yīng)用的需求也 隨之水漲船高。
銅包鋁線纜是指以鋁芯線代替銅成為線纜 主體，包以一定比例的銅層的電線電纜。銅包 鋁電纜就其用途來(lái)分，基本可分通訊用途的銅 包鋁電纜和供電用的銅包鋁電纜兩種。就其特 性，將銅包鋁和純銅電纜進(jìn)行以下的比較，以 此探討銅包鋁線纜的發(fā)展前景。
1 銅包鋁通訊電纜的特性
1.1 經(jīng)濟(jì)性 不管是銅包鋁導(dǎo)體還是純銅導(dǎo)體，都是按 重量出售的，銅包鋁導(dǎo)體的價(jià)格要比相同重量 的純銅導(dǎo)體貴一些。但是同樣重量的銅包鋁要 比純銅導(dǎo)體長(zhǎng)度長(zhǎng)很多，而電纜是按長(zhǎng)度計(jì)算 的。綜合來(lái)說(shuō)，銅包鋁更有優(yōu)勢(shì)。
1.2 機(jī)械特性 純銅導(dǎo)體的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率比銅包鋁導(dǎo)體大 ，在機(jī)械性能方面，純銅顯示出了相比銅包鋁 的優(yōu)勢(shì)。從電纜設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，純銅導(dǎo)體比 銅包鋁導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中則 不一定需要。銅包鋁導(dǎo)體比純銅輕很多，因此 銅包鋁的電纜在整體重量上比純銅導(dǎo)體電纜要 輕，這樣會(huì)給電纜的運(yùn)輸和電纜的架設(shè)施工帶 來(lái)方便。另一點(diǎn)，銅包鋁比純銅軟，用銅包鋁 導(dǎo)體生產(chǎn)的電纜在柔軟性方面比純銅的電纜好 一點(diǎn)。
1.3 電氣性 由于鋁的導(dǎo)電性比銅差，導(dǎo)致銅包鋁導(dǎo)體 的直流電阻比純銅導(dǎo)體大，而這點(diǎn)是否有影響 主要看電纜是否會(huì)被用來(lái)供電，如果被用來(lái)供 電的話，銅包鋁導(dǎo)體將會(huì)導(dǎo)致額外的電力消耗 ，電壓降低較多。當(dāng)頻率超過(guò)5MHz時(shí)，此時(shí)的 交流電阻衰減在這兩種不同的導(dǎo)體下沒(méi)有明顯 的區(qū)別。當(dāng)然，這主要是因?yàn)楦哳l電流的集膚 效應(yīng)，頻率越高，電流的流動(dòng)就越接近導(dǎo)體表 面，在銅包鋁導(dǎo)體的表面實(shí)際上純銅材料，當(dāng) 頻率高到一定時(shí)候，整個(gè)電流鍍?cè)阢~材質(zhì)里面 流動(dòng)了。在5MHz情況下，電流在近表面的約 0.025毫米厚度中流動(dòng)，而銅包鋁導(dǎo)體的銅層 厚度比該厚度多約一倍。對(duì)于同軸電纜，因?yàn)?傳輸?shù)男盘?hào)是在5MHz以上，因此銅包鋁導(dǎo)體和 純銅導(dǎo)體傳輸效果是相同的。在實(shí)際測(cè)試電纜 的衰減可以證明這一點(diǎn)。銅包鋁較純銅導(dǎo)體軟 ，在生產(chǎn)過(guò)程中容易進(jìn)行矯直處理，因此在一 定程度上可以說(shuō)用銅包鋁的電纜要比用純銅導(dǎo) 體的電纜回波損耗指標(biāo)好。
2 銅包鋁電力電纜的優(yōu)點(diǎn)
2.1 良好的焊接性 銅包鋁線由于其表面同心包覆了一層純銅 ，因此具有跟純銅線一樣的可焊性，方便生產(chǎn) 。
2.2 成本低重量輕 與相同技術(shù)指標(biāo)的銅芯電纜相比，銅包鋁 導(dǎo)體電纜可節(jié)約成本40%以上，銅包鋁/銅復(fù)合 導(dǎo)體電纜可節(jié)約成本20%以上。銅包鋁線的比 重僅為純銅線的37%-40%。在線徑、重量相等 的情況下，其長(zhǎng)度是純銅線的2.5倍。
2.3 具有良好的耐腐蝕性 鋁比銅更易腐蝕，但由于銅包鋁材料已經(jīng) 完全冶金化，鋁完全被銅所覆蓋，不會(huì)與水、 空氣等易氧化物接觸，完全達(dá)到與銅一樣的性 能。銅包鋁/銅復(fù)合導(dǎo)體還更用利于避免電纜 在長(zhǎng)期使用過(guò)程中由于腐蝕、碰傷或因緊壓、 錫焊接不好使導(dǎo)體與接線端子接觸不良、發(fā)熱 引起銅層脫落和銅鋁兩種金屬之間形成電勢(shì)差 ，加速電化腐蝕，造成電纜端部燒毀。對(duì)于鋁 導(dǎo)體，特別是在沿海地區(qū)，大氣中鹽霧所含有 的氯離子會(huì)凝聚在鋁的表面，易在表面的雜質(zhì) 和缺陷周圍引起局部腐蝕，形成孔洞、裂紋和 微電池，加劇鋁導(dǎo)體的腐蝕。
2.4 可降低交流電阻 電流載流量的主要依據(jù)是交流電阻。根據(jù) 集膚效應(yīng)，單根導(dǎo)線的表面，其單位面積通過(guò) 的電流比導(dǎo)線的圓心單位面積通過(guò)的電流要大 ，即，大截面導(dǎo)體的圓心在相同導(dǎo)體相成的圓 面積內(nèi)，圓心比圓周通過(guò)的電流要小，所以最 合理、最經(jīng)濟(jì)的方法就是把圓心導(dǎo)體與圓周導(dǎo) 體用不同的金屬構(gòu)成。影響交流電阻指標(biāo)，除 了直流電阻、集膚效應(yīng)外，還有鄰近效應(yīng)，與 相同直流電阻的銅導(dǎo)體相比，采用銅復(fù)合導(dǎo)體 后，單根導(dǎo)體內(nèi)，鋁在圓心，銅在外緣；在絞 合導(dǎo)體內(nèi)，內(nèi)層是銅包鋁，外層是純銅，而鋁 對(duì)集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)都沒(méi)有銅那么敏感，同 時(shí)銅復(fù)合導(dǎo)體會(huì)使導(dǎo)體總截面增加一部份，因 此也增加了導(dǎo)體的表面積，改善了電纜的散熱 條件，增加了散熱面積，而鋁的導(dǎo)熱系數(shù)與銅 相近，在同等的材料成本條件下，交流電阻的 指標(biāo)要經(jīng)濟(jì)得多。
2.5 直流電阻率較大 銅包鋁線的電阻率比純銅線大，約為純銅 線的1.5倍。根據(jù)集膚效應(yīng)計(jì)算，在5MHz以上 高頻時(shí)，與相同截面的銅導(dǎo)體相比，其電阻率 相等。在50Hz頻率的電力電纜的使用中，其銅 導(dǎo)體的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)在150mm2以上就 逐漸顯得突出，同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 ，產(chǎn)生高次諧波電流和能源會(huì)注入到供電系統(tǒng) 中，在系統(tǒng)的阻抗上產(chǎn)生出相應(yīng)頻率的高次諧 波電壓，致使電壓的波形發(fā)生畸變，增加供電 系統(tǒng)的損耗，使導(dǎo)體發(fā)熱增加；此外，電纜使 諧波放大，在接頭處產(chǎn)生過(guò)壓而損壞電纜頭。 采用銅包鋁導(dǎo)體會(huì)起到較好的降低高次諧波產(chǎn) 生的交流阻抗的作用。
雖然銅包鋁電纜已經(jīng)誕生，并正逐步得到 應(yīng)用。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，仍有不小的阻力 ，銅包鋁電纜比較難找到國(guó)家、行業(yè)的應(yīng)用依 據(jù)，也難以得到設(shè)計(jì)單位的認(rèn)可。許多產(chǎn)品還 沒(méi)有得到3C認(rèn)證，整個(gè)行業(yè)都尚且停留在制定 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的階段，不同品牌間到現(xiàn)在還無(wú)確定 的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，工程設(shè)計(jì)者應(yīng)用時(shí)難以把握，投 資方暫時(shí)也不樂(lè)意接受。種種困難雖然顯示銅 包鋁電纜在普及過(guò)程中的障礙，但是，隨著國(guó) 家的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的逐步完善和認(rèn)可，銅包鋁電 纜必將走向規(guī)范化，無(wú)疑將成為了未來(lái)幾年電 線電纜的亮點(diǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。
