稀土高铁铝合金电缆比我们用的大多铜芯电缆有哪些优劣

稀土高铁铝合金电缆没有禁止使用。西北之光电缆有限公司以生产稀土高铁铝合金电缆为主，响应国家以铝代铜、以铝节铜战略，推行能替代铜缆的铝合金电缆，根据查询相关公开信息，截止2022年12月28日在全国依旧在使用。稀土高铁铝合金电缆是在研究国际先进技术，成功开发出的具有自主知识产权，以新型稀土高铁铝合金材料为导体，以阻燃硅烷交联聚乙烯为绝缘，及独特的自锁型铠装结构的电缆产品。

目前国内绝大多数动车组（CRH2、CRH3、CRH5、CRH6、CRH380A/B/C/D）车体都采用铝合金材料，只有CRH1型动车组（1A、1B、1E）比较特殊采用了不锈钢材料，而且最新出厂的新一代CRH1A也已经改换成铝合金车体。

（有说不锈钢车体较铝合金车体坚固，且造价较为低廉，但车体自重过大，这一点对于高速列车来说很不利，也使得目前CRH1全部被限速200运行。CRH1在部分老线路行走时车体会与铁轨发生共振据说也与不锈钢材料有关）

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。 在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。

物质特性

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg系，一般含有少量的Mn，可热处理强化．其特点是硬度大，但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。

1、电气性能

铝合金与铜相比，在同等截面等长度的情况下，电导率是铜的61.8%，载流量约为铜的78%。根据电缆截面的规格分布，将铝合金电缆的截面增加1.5倍左右，载流量与电压降等电气参数与铜相当。正如美国国家电气规范NEC330.14规定：“8、10、12AWG截面（相当于国内8.37mm2、5.26mm2、3.332mm2）的实心导体应由AA8000系列电工级铝合金材料制造。绞合型导体从8AWG（相当于国内8.37mm2）到1000kcmil（相当于国内506.7mm2）应由AA8000系列电工级铝合金导体材料制造。

使用大一个或两个规格的铝合金电缆替代铜缆，人们会担心，加大导体是否过多增加导体外径，因而影响安装连接。为了解决因增加截面导致导体外径增大的这一问题，我们可采用先进的紧压技术，紧压系数达到0.93，使替代后的铝合金电缆的外径相比于铜缆只增加10%左右，因而根本不会影响到安装连接。

2、连接性能

铝合金材料由于加入了铁、镁、稀土等多种元素，大大改进了其连接性能。尤其是当导体退火时添加的铁元素产生了高抗蠕变性能，即使在长时间过热时，也能保证连接稳定性。

在过去的经验积累和认知中，铜铝连接一直是最为关键的问题。铜和铝（或铝合金）如果直接；连接接触，有金属材质不同，存在电位差，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀。在电力系统中，这种腐蚀会增加接触电阻，使接头处发热，是系统安全运行的隐患。

电化学腐蚀是以下因素共同作用的结果：

（1）、不同的电极电位（>0.5V）、金属间的不同电阻、金属的极化特性。

（2）、电解液的电导率、阴阳极表面的接触面积（电流密度）。

另外，铜和铝（或合金）的膨胀系数不同，如果采用刚性连接会造成金属疲劳，长时间使用后会造成连接处松弛，也会增加接触电阻。这是人们普遍担心的问题。

铝合金电力电缆对于终端的处理，主要依靠以下几个手段：

第一、镀锡。铜排镀锡或铝端子镀锡都是可行的。用铜排镀锡和铝端子镀锡来解决铜铝过渡问题已经广泛的应用于电力行业，被证明是安全可靠的。

第二、采用特制的过渡垫片，这种垫片介于铜铝之间，有效地防止铜铝接触带来的腐蚀问题。

第三、涂抹抗氧化剂。当用电设备的铜触头没有镀锡，而铝端子也没用镀锡时，可以采用涂抹抗氧化剂的方法。抗氧化剂介于铜铝之间，可以有效地防止电解质的进入，从而避免了电化学腐蚀。

采用以上第一、第三种方法接线时，需要加装碟形垫片来吸收铜/铝膨胀系数不同带来的松弛，用扭力扳手拧紧后，无需对整个连接系统进行任何维修和二次拧紧。

3、力学性能

（1）极佳拉伸性能：铝合金相比于纯铝，由于加入了特殊成分和特殊的加工工艺，极大的提高了抗拉强度，且延伸率提高到30%。

（2）超强的弯曲性：铝合金电缆安装时的最小弯曲半径大于7倍电缆外径即可，远远优于GB12706的“电缆安装时的最小弯曲半径”——12倍至20倍电缆外径。

（3）优异的低反弹性能：铝合金电缆比铜缆反弹性能少40%。

（4）优异的抗蠕变性能：铝合金导体的特殊合金与热处理工艺大大减少了金属在受热和压力下的“蠕变”倾向，相对于纯铝，抗蠕变性能提高300%。

4、抗腐蚀性能

铝在空气中很快的生成一层厚度约为2×10-4mm的致密氧化膜。防止内部的金属被进一步腐蚀。而铜不能生成氧化膜，所以污染物会停留在表面，进一步向里腐蚀，腐蚀一段时间后，雨水冲刷，将氧化物都冲走，新的污染物又积聚，重新腐蚀新的金属，而铜没有氧化膜，导致铜的氧化很快，金属流失很多。

铝合金导体中由于加入了稀土金属，在化学性能方面，进一步提高单纯以铝为导体的金属材料的耐腐蚀性能，减少了不同金属之间的电位差，因为电位差越大，腐蚀会越严重。加入的其他金属元素均是可允许的金属配对，减少由于电位差而引起的接触腐蚀。

二、阻燃性能

现在高层建筑的火灾发生时，浓烟是火灾中致命的杀手，大量的浓烟吸入人体内会造成死亡，吸入少量的浓烟可能会导致昏厥，影响逃生，所以国家相关消防部门、建筑管理部门明文规定使用低烟无卤阻燃电缆。

YJHL8、YJHL8Y型（铝合金带连锁铠装电缆）铠装电缆采用铝合金导体、阻燃硅烷交联聚乙烯绝缘、铝合金带连锁铠装结构（或增加低烟无卤聚烯烃护套），能实现阻燃IA级、耐火IA级，且低烟无卤。具有极佳安全性能和经济效益。

三、安装特性

铝合金带连锁铠装电缆和铜缆相比，更像是将金属导管和电缆集成了在一起。实际应用时省去了穿管的工作，在电气设计明敷，可以省去桥架，这样给业主方降低造价，给总包方节省工时、缩短工期，给国家节约钢材，减少污染和能源浪费。

由于铝的密度约是铜的1/3，所以在同等载流量下，铝合金电缆比铜缆重量轻一半。对于高层建筑来说，垂直敷设的难度和工作量大大降低，给施工人员减轻劳动强度，能够缩短工期，节省人工成本，同时也减少由于电缆过重造成的本体潜在损失。

铝合金铠装使得电缆的弯曲更容易。铠装电缆的弯曲半径可以达到7倍的电缆外径。如此之小的弯曲半径使得建筑内部布线非常方便，转弯灵活，尤其对于一些旧建筑改造等工程，原有空间非常狭窄的情况下，能很容易的将电力输送到更多房间。而对于PVC护套的铠装外线电缆，可以轻易绕开障碍物，较小的弯曲半径施工更容易，节省电缆长度。而铝合金铠装是非磁性材料，即使存在三相不平衡电流，也不会产生涡流，能减少线路的损耗。

四、节能环保性能

节能减排是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路，是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。采用铝合金为导体材料，同样载流量下，电缆的重量只是铜缆的一半，运输、安装过程中的碳排放量减少，YJHL8、YJHL8Y型铠装电缆敷设不用桥架、钢管，节约大量的钢材。

另一方面，铝合金的回收率非常高。再生铝是节能、环保型产业，再生铝的综合能耗只是电解铝的5%，而再生铜的综合能耗则是冶炼铜的18%。

五、材料成本及安装成本的比较

在实现同样性能的前提下，铝合金电缆的直接成本即电缆本身的成本比铜缆节约约35%，由于铝合金电缆的弯曲性能更好和重量更轻，可以免桥架或减少桥架用量，安装成本能节约20%~50%。

通过以上对比可以看出，铝合金电缆弥补了纯铝的不足，在电气性能达到铜的基础上，更轻便、更柔韧、更节能、机械性能、安全性能及经济性能远远超过铜缆。国内铜芯电缆的设计使用寿命是30年，而铝合金电缆的使用寿命为40年，国外应用40年的产品和经验，完全可以复制到我们国家。利用我国丰富的铝资源制造铝合金电缆，以满足工业与民用配电的需求，是符合科学发展的需要，是利国利民的好事。

中国目前已经成功拥有世界先进的高铁集成技术、施工技术、装备制造技术和运营管理技术，具有组团出海的实力，可以挑战任何竞争对手。

这不仅需要高铁牵引技术的创新研发，更需要基础制造业的支撑，保证了装备和零件的稳定性和品质性。通过先进的金属表面处理技术使铁轨或列车的设备、零件的性能得到提升，例如，防腐蚀、防锈、防磨损，甚至提高其导电性、润滑性、耐热性、耐候性及装饰性等。其中高铁为了保证通讯信号的畅通，电子连接器的质量至关重要。高铁连接器的外壳通常采用铝合金。此精密连接器要在高温、高湿条件下稳定使用，且能提供一定的电磁屏蔽功能，需要通过电镀军绿锌工艺来满足其性能要求。

用于中国高铁的材料有哪些呢？

对于高速铁路和车体用材料的主要要求是轻质高强、隔振减振

高铁车体

高铁轻量化材料：车体采用不锈钢和铝合金，与普通钢相比，不锈钢减重40%。不锈钢车体不易解决车体气密性问题，只用于制造时速200公里级的车体。由于铝合金强度高，特别是大型空心薄壁铝材轧制技术的完善，成为高速列车车体最理想的材料。

复合材料：由于车辆轻量化的要求越来越高，于是人们就把目光注视到复合材料上来。复合材料的车体比铝制或钢制车体的强度大，用碳纤维复合材料可比铝材质量减轻25%，复合材料具有减振、透声、绝热的性能、利于提高车体的舒适性。

泡沫铝：泡沫铝在车体中的应用，与传统蜂窝铝相比，隔音、隔热、隔振性能提高数倍，并可以降低成本。

转向架

优质碳素钢、低合金低碳高强度钢、耐候钢、高分子复合材料等：转向架的构架是特别重要的高强度部件，关系到整个车辆安全性。转向架必须满足安全、运行舒适、耐磨损、易检修等要求。多采用优质碳素钢、低合金低碳高强度钢、耐候钢、高分子复合材料、铝合金等材料。

车箱内装及设备

车辆内装及设备主要有装饰板、厕所、盥洗室、座椅、座椅、水箱等，主要以铝合金和高分子材料为主。

车轮

车轮材料：当列车时速达300公里时，车轮的杂志含量必须严格控制。在钢铁冶炼时，必须要求车轮钢杂志含量极低且分布均匀，以保证行驶安全。

钢轨

钢轨材料：合金钢除了有较高的循环软化抗力外，还要有较好的抵抗短波磨损的能力。此外钢轨钢的强韧性和纯净性的有待进一步提高，发展热处理钢轨、稀土钢轨、降噪降振新钢轨、贝氏体钢轨以提高耐磨性和抗疲劳性。

除此之外，还有用在接触线上的滑块摩擦副材料、用在受电弓滑板上的材料等。

一直以来，高铁以创新科技为驱动，以不断创新为动力，开创了中国制造业的一个又一个新的里程碑。