文档介绍：铝合金导体和铜、铝导体的对比
摘要:随着科技的发展,社会的需要,铝合金导体具有的良好的导电性能和优异的机械性能,在低压电力电缆中的应用中广泛代替铜导体。
关键词:铝合金导体,铜导体,铝导体,低压电力电缆,铜、铝资源
1 引言
人类对铜的使用历史这可以追溯到10,000年以前。在伊拉克的北部曾经出土一件8700年前的文物——铜耳杯,中国在4000多年前的夏禹时代就有了青铜器。铜作为导体的应用在18世纪末随着电的发现和应用已经走过了200多年的历史。铝做为一种年轻的金属,在19世纪中期,它被称作“银色的金子”,比黄金还珍贵,直到1886年由美国科学家霍尔独立研究出电解铝法,才开始能够后工业化生产。铝用作导体从1896年开始,英国人科利在博尔顿架设了世界上第一根架空铝绞线。1910年美国铝业协会胡普斯发明了钢芯铝绞线,架设于尼亚加拉大瀑布上空。此后,架空高压输电线逐步被钢芯铝绞线取代。另外,欧美工业发达国家於1910年开始使用铝导体替代铜导体作为配电线。现在,全世界生产的铝约14%用作电工材料,世界上在电线中,使用铝比例最高的是美国,达到35%左右。我国电工部门的用铝量约占全国铝消耗总量的三分之一,主要用于高压输电,而配电使用铝导体的比例低于5%。使用铜或者是铝做为导体受历史、国情、资源状况等等因素的影响。
上世纪五十年代,铜价高速攀升,世界电线电缆行业提出以铝代铜,要达到同样的电气性能,铝导体的截面积需要比铜导体大两个等级或者增大50%。上世纪六、七十年代,同样原因提出以铝代铜。2005年迄今再次提出以铝代铜,随着科技的进步,这次的以铝代铜主要是以铝合金代铜。以铝代铜的前景如何呢?我们需要对铝合金、铜和铝的性能有更多的了解。
2 铜铝的对比
铝与铜的性能比较(20℃)
注:数据来源于《铝合金及其加工手册》第二版
铜铝导体在电力电缆中的应用
从电缆生产标准来说,-2008«额定电压lkV(Um=)到35kV(Um=)挤包绝缘电力电缆及附件:第1部分:额定电压1kV(Um=)和3kV(Um=)电缆»,其中电缆的导体按照GB/T3956-2008生产。GB/T3956-2008<电缆的导体>中有明确的规定,可以采用第1种或第2种镀金属层或不镀金属层退火铜导体、铝或铝合金导体。
注:数据来源于《铝合金及其加工手册》第二版
铝导体在电力电缆应用中的问题
六、七十年代,全球铜价高速攀升,由于政治因素,铜材作为战略物资受到贸易管制,国内大量采用铝作为输电电缆的主要导体材料,“以铝代铜”成为电气行业普遍遵循的技术政策,选用铜导体电缆需要报告申请。所以民用建筑的干线,支线都采用纯铝线缆。纯铝导体(AA1350)的缺点主要体现在如下几个方面:
(1)机械强度差,容易折断,
(2)易蠕变,需要经常紧固螺丝
(3)容易过载发热,存在安全隐患
(4)没有很好的解决铜铝过渡连接问题
这些问题不仅仅是国内面临的问题,世界电缆行业也面临同样的问题。随着国际形势的好转,中国改革开放的实施,我们能够方便的从国外大量进口铜资源,而且铜铝之间的价差不大,以铝代铜在国内逐步淡化;与此同时,国外积极研发新的铝合金导体,解决合金导体和端子的连接问题,最终美国以