三合一線纜-銅包鋁電力電纜的特性及應(yīng)用

      對(duì)于機(jī)電安裝行業(yè)，電線電纜在機(jī)電安裝工程中占據(jù)了重要的地位，作為其主要原材料的銅，占了電纜產(chǎn)品總成本的70%~80%，銅電纜的價(jià)格隨著銅價(jià)的上漲而急劇增長(zhǎng)，對(duì)投資方和施工方在工程造價(jià)控制方面帶來(lái)大的困難，為此，銅包鋁電纜研究和應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。
      銅包鋁線纜是指以鋁芯線代替銅成為線纜主體，外面包一定比例的銅層的電線電纜。銅包鋁電纜就其用途來(lái)分，基本可分為兩類：一類是信號(hào)或通訊用途的銅包鋁電纜，另一類是供電用的銅包鋁電纜。就其特性，將銅包鋁和純銅電纜進(jìn)行以下的比較。
銅包鋁電力電纜
      直流電阻率。銅包鋁線的電阻率比純銅線大，約為純銅線的1.5倍，在陰值相同時(shí)，銅包鋁線重量約為純銅線的1/2。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)電壓而損壞電纜頭。采用銅包鋁導(dǎo)體會(huì)起到降低高次諧波產(chǎn)生的交流阻抗(電阻)的作用。在其他使用場(chǎng)合，通過(guò)采取提高銅包鋁單絲中銅的體積和相應(yīng)的工藝措施，使銅包鋁/銅復(fù)合導(dǎo)體在現(xiàn)有同規(guī)格導(dǎo)體的外徑尺寸上限內(nèi)，滿足導(dǎo)體直流電阻要求。
接駁方式。采用銅包鋁導(dǎo)體可滿足目前待續(xù)多年的電線電纜在產(chǎn)品選型、設(shè)計(jì)、使用、安裝等方面的習(xí)慣，還對(duì)電纜的接線端子緊壓、錫焊接有利。
       降低交流電阻。交流電阻是電流載流量的主要依據(jù)，根據(jù)集膚效應(yīng)的原理，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，也就是說(shuō)，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，所以把圓心導(dǎo)體與圓周導(dǎo)體用不同的金屬組成是合理、經(jīng)濟(jì)的。影響交流電阻指標(biāo)除直流電阻、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)，鋁在園心，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)都沒有銅敏感，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。
     具有良好的耐腐蝕性：鋁比銅易腐蝕，但由于銅包鋁材料已經(jīng)完全冶金化，鋁完全被銅所覆，不會(huì)被水、空氣接觸，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，造成電纜端部燒毀的隱患。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。
      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。
      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，方便銷售。
      雖然銅包鋁電纜已經(jīng)誕生，并正逐步得到應(yīng)用，但尚有不小阻力，主要表現(xiàn)為銅包鋁電纜尚比較難找到、行業(yè)的應(yīng)用依據(jù)，難以得到設(shè)計(jì)單位的認(rèn)可。銅包鋁電纜尚有相當(dāng)多的產(chǎn)品還沒有3C認(rèn)證，行業(yè)尚停留在產(chǎn)品鑒定，制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的階段，不同品P之間的產(chǎn)品規(guī)格、特性、使用標(biāo)準(zhǔn)差異較大，工程設(shè)計(jì)者應(yīng)用時(shí)難以把握，投資方暫時(shí)也不樂意接受。
      但是，隨著的標(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)，帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。