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電纜行業(yè)的“銅鋁之爭”持續(xù)了很多年，尤其在銅價居高不下，電纜生產(chǎn)企業(yè)利潤率急劇下滑的情況下，“以鋁節(jié)銅”甚至是“以鋁代銅”的呼聲尤為高漲。但是對于“以鋁節(jié)銅”是否行得通卻是各有說法。有的以歐美為例，證明鋁合金電纜的可靠性;而另外一方面卻在通過另外一些證明材料，來說明鋁合金與銅芯電纜才存在一定的差異性。因此，“銅鋁之爭”一直難以分出高低，鋁合金電纜的發(fā)展也一直止步不前。
到了2006年，國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局和建設(shè)部發(fā)布了《住宅建設(shè)設(shè)計規(guī)范》，給鋁合金電纜可謂是澆了冷水，在《住宅建設(shè)設(shè)計規(guī)范》有關(guān)電氣的章節(jié)中，明確出現(xiàn)了“導(dǎo)線應(yīng)采用銅線的規(guī)定”。自此，銅芯電纜繼續(xù)占據(jù)上風(fēng)，而“以鋁節(jié)銅”則又變成了一種行業(yè)的呼吁，但未能有相關(guān)政策保駕護(hù)航。
但這樣的情況在最近終于發(fā)生了改觀。日前，在國家質(zhì)檢中心與安徽省政府等聯(lián)合舉辦的電線電纜峰會上，工信部可謂給鋁合金電纜正了名，工信部表示，將引導(dǎo)企業(yè)積極開展關(guān)鍵技術(shù)、前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)研究，通過技術(shù)創(chuàng)新加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。推進(jìn)自然交聯(lián)線纜工序，促進(jìn)循環(huán)水冷或氣冷技術(shù)應(yīng)用，加速高效電纜料設(shè)備研發(fā)、硅烷交聯(lián)乙丙橡膠電纜研發(fā)、硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣的再生利用研究。
而在不久前的“以鋁節(jié)銅研討會”上，工信部以及國家發(fā)改委都表示，將擴大鋁材在電力行業(yè)的應(yīng)用，并由此取代銅材。據(jù)悉，以鋁合金為芯線的電纜在低壓建筑物、構(gòu)筑物及其附屬設(shè)施配套等場合可以大量利用。以此可緩解銅價居高不下而造成國內(nèi)電纜行業(yè)產(chǎn)品價格高、利潤率低的問題。根據(jù)工信部提供的數(shù)據(jù)顯示，2012 年，國內(nèi)電線電纜行業(yè)用銅量逐漸升高，其中電網(wǎng)行業(yè)用銅量超過500萬噸，占國內(nèi)銅消耗的60%以上。由此可見，鋁合金電纜技術(shù)以及鋁包銅技術(shù)在未來將迎來極大的發(fā)展，對于整個電纜行業(yè)發(fā)展的帶動或許也是功不可沒。
而之所以電纜銅導(dǎo)體和鋁導(dǎo)體會有那么大的分歧，其實很大一部分原因在于銅銷售方和鋁銷售方，并非全部站在電纜行業(yè)發(fā)展的角度考慮。銅開發(fā)、制造和銷售方自然希望電纜行業(yè)多選用銅材，相反的，鋁開發(fā)、制造和銷售方又希望電纜行業(yè)能夠使用鋁材。但是對于電纜行業(yè)來說，那種材料性能穩(wěn)定、成本低、自然才是被選用的根本條件。
從成本方面來看，鋁材的價格自然要遠(yuǎn)低于銅材，那么問題的關(guān)鍵就出在兩者的性能對比上。由于銅的比重為8.96克/立方厘米，是鋁(2.7克/立方厘米)的3.65倍，而銅的電阻率為0.01851Ωmm2/m，是鋁(0.0294Ω"mm2/m)的63%。根據(jù)國家推薦標(biāo)準(zhǔn)，在20℃時，銅的某截面直流電阻值與對應(yīng)大兩個規(guī)格的鋁相當(dāng)，從理論上來說，用鋁作為電線電纜的原料比銅劃算的多。
在實際應(yīng)用中，由于繞組線對體積的要求相對較高，鋁對銅的替代作用不是特別明顯;但在電力線和通信線領(lǐng)域，情況則要嚴(yán)重的多。在射頻信號傳輸領(lǐng)域，CCA(Cooper Clad Aluminum，銅包鋁)材料對銅的替代能力相當(dāng)強。銅包鋁是在鋁或鋁鋼合金芯材表面同心包覆銅層，按規(guī)格的不同，銅重量占比主要在15%-25%之間。由于高頻信號傳輸?shù)内吥w效應(yīng)，有線電視信號在0.008mm以上的銅層表面?zhèn)鬟f，銅包鋁內(nèi)導(dǎo)體能完全滿足信號傳輸要求，其信號的傳輸特性與相同直徑線銅體相一致。
隨著近年來鋁合金電纜以及以鋁代銅技術(shù)不斷優(yōu)化，其性能也大為改觀。在此，以市面上比較成熟而普遍的銅包鋁電力電纜和電氣裝備用電線電纜為例，我們看到優(yōu)勢十分明顯。
1.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，在阻值相同時(截面積比銅大)，銅包鋁線重量約為純銅線的1/2。根據(jù)集膚效應(yīng)計算，在50MHz以上高頻時，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，同時由于工礦企業(yè)設(shè)備動力(如高頻爐、大功率電機等)起動、運行時的故障，產(chǎn)生高次諧波電流的能源會注入到供電系統(tǒng)中，在系統(tǒng)的阻抗上產(chǎn)生相應(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)生過電壓而損壞電纜頭。采用銅包鋁導(dǎo)體會起到降低高次諧波產(chǎn)生的交流阻抗(電阻)的作用。在其他使用場合，通過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。
2.采用銅包鋁導(dǎo)體可滿足目前延續(xù)多年的電線電纜在產(chǎn)品選型、設(shè)計、使用、安裝等方面的習(xí)慣，還對電纜的接線端子緊壓、錫焊接有利。
3.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，其單位面積通過的電流比導(dǎo)線的圓心單位面積通過的電流要大。也就是說，大截面導(dǎo)體的圓心在相同導(dǎo)體組成的圓面積內(nèi)，圓心比圓周通過的電流要小，所以把圓心導(dǎo)體與圓周導(dǎo)體用不同的金屬組成是最合理、最經(jīng)濟的。
此外，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，應(yīng)采用截面放大的銅包鋁導(dǎo)體，在單根導(dǎo)體內(nèi)，鋁在圓心，銅在外圓;放大后的銅包鋁導(dǎo)體由于導(dǎo)體總截面增加一部分，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)濟得多。
4.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，鋁完全被銅所包覆，不會被水、空氣接觸，完全達(dá)到和銅一樣的性能。對于鋁導(dǎo)體，特別是沿海地區(qū)，大氣中鹽霧所含有的氯離子會凝聚在鋁的表面，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。
5.成本低，重量輕：與相同技術(shù)指標(biāo)的銅芯電線相比，銅包鋁導(dǎo)體電纜可節(jié)約成本40%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，其長度是純銅線的2.5倍。
6.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
