鋁合金導(dǎo)體技術(shù)特性已與銅相當(dāng)甚至優(yōu)于銅

雖然美國(guó)從1972年代開始使用AA-8000系列鋁合金導(dǎo)體建筑電纜，但公眾一直對(duì)1960's年代鋁芯建筑電纜事故念念不忘，總是對(duì)新型鋁合金建筑電纜不放心。實(shí)際情況是，AA-8000系列鋁合金是專門為建筑電纜而設(shè)計(jì)制造的一種新型導(dǎo)體材料，與以往用的鋁有本質(zhì)不同。AA -8000系列鋁合金的含鐵量提高到0.5-0.9%wt%。1960's年代末至1970's年代初，AA-1350（亦稱EC-1350）大量用于架空輸電線路，但用于建筑電纜時(shí)，其機(jī)械特性等并不合適。世界最權(quán)威的數(shù)據(jù)庫(kù) "有色網(wǎng)金屬數(shù)據(jù)庫(kù)"（Key to Metals），對(duì)建筑電纜導(dǎo)體用的鐵-鋁（A l-Fe）合金做了詳細(xì)介紹 [3]。

AA-1350硬鋁導(dǎo)體建筑電纜頻繁發(fā)生端子連接處松弛和局部過(guò)熱而導(dǎo)致安全事故。AA-1350硬鋁導(dǎo)體，即使按照規(guī)定的力矩用螺絲接在端子上以后，仍然會(huì)逐漸松弛。只要稍微發(fā)生過(guò)負(fù)荷，連接處就會(huì)發(fā)熱。而鋁導(dǎo)體的膨脹比銅金具嚴(yán)重得多，進(jìn)而發(fā)生蠕變，使應(yīng)力增大，在連續(xù)大電流狀態(tài)下會(huì)發(fā)生過(guò)熱，使鋁導(dǎo)體發(fā)生塑性變形和連接點(diǎn)松弛，降低了連接點(diǎn)的安全性。雖然AA-1350鋁線退火后改善了彎曲性，但在200° C時(shí)仍然會(huì)發(fā)生微觀結(jié)構(gòu)軟化，長(zhǎng)此以往則被徹底損壞。AA-8000系列鋁合金提高了含鐵量，徹底解決了這些問(wèn)題，既能克服局部過(guò)熱、又不影響導(dǎo)電性能，因此大量代替EC-1350純鋁。

AA-8000系列鋁合金提高了含鐵量，明顯改善了微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗蠕變性，不會(huì)引起連接點(diǎn)損壞。實(shí)驗(yàn)證明，在180℃下、500小時(shí)后，AA-8000系列退火鋁合金的強(qiáng)度由125 MPa降低到116 MPa，2000小時(shí)后降低到100 MPa，而AA-1350鋁的強(qiáng)度則分別降低到104 MPa和82 MPa。把這兩種鋁都退火到相同的延展性或可彎曲性時(shí)，高鐵鋁合金的強(qiáng)度仍然為普通純鋁的2倍左右。自從1968年AA-8000系列鋁合金投入使用以來(lái)，在美國(guó)、歐洲和南非進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)都證明了這一點(diǎn)。

美國(guó)科學(xué)家卡爾松曾對(duì)軟硬銅鋁導(dǎo)體的屈服應(yīng)力做過(guò)計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)[4]，結(jié)果顯示：

1) 截面積相等時(shí)，硬銅線是硬鋁線的200%，軟銅線的是軟鋁線的300%

2）重量相等時(shí)，硬銅線是硬鋁線的61%，軟銅線是軟鋁線的80%

3）電阻相等時(shí)，硬銅線是硬鋁線的105%，軟銅線是軟鋁線的200%

電工鋁和電解銅的屈服應(yīng)力比較

麻省理工學(xué)院教授彼特o格里諾由此得出最重要結(jié)論是：當(dāng)銅鋁兩種導(dǎo)體的屈服應(yīng)力相等時(shí)，其重量大體上相等，但鋁導(dǎo)體的電阻較小、成本較低[5]。

多年期間進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn)證明，AA-8000 系列鋁合金克服了純鋁導(dǎo)體的缺點(diǎn)，提高了電纜的導(dǎo)電性能、彎曲性能、脆性、抗蠕變性能和耐腐蝕性能等，能夠保證電纜在長(zhǎng)期過(guò)載和過(guò)熱狀態(tài)下保持性能穩(wěn)定。

銅和鋁的特性比較：