铝合金电缆的优缺点有哪些

说稀土高铁铝合金电缆对比铜缆。

优势：

价格节省近30%。重量是铜缆的一半，机械性能强，安装成本减少20%--50%。抗蠕变性及耐腐蚀性强，使用寿命超铜缆10年以上。相同载流量下，铝合金电缆外径在铜缆外径基础上增加11%以内，就能实现与铜缆相同的电气性能，在现行设计图纸预留150%空间的下，不影响铺设。

劣势：

传统铜电缆还是占据市场大部分，高铁铝合金电缆现在普及太少了。

经济性能：

稀土高铁铝合金的主材成本低于铜芯电缆，优越的弯曲性和抗蠕变性等机械性能强，使得安装简便，施工费用低，绝缘材料使用高性能的低烟无卤阻燃材料。综合成本比铜缆节省25%-30%。

技术性能：

导体材料--新型的铝合金材料在纯铝材料基础上添加了铜、铁、镁、硅和稀土等多种元素，经特殊工艺合成和退火处理，提高了电缆的导电性能、弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能，保证地电缆即使在长时间过载和过热时的连接热稳定性。

铝合金电缆与铝芯电缆的性能有一定差异，纯铝的耐腐蚀性能比铜好，但铝合金的耐腐蚀性能比纯铝更优。下面装一网从耐腐蚀性能、机械性能、导电能力、抗蠕变性能等四个方面进行分析。

一、耐腐蚀性能

纯铝的耐腐蚀性能比铜好，但铝合金的耐腐蚀性能比纯铝更优，因为铝合金中加入的稀土等化学元素可以增加铝合金的耐腐蚀性能，特别是耐电化学腐蚀性能，解决了纯铝长期在接头处出现的电化学腐蚀的问题。

二、机械性能

第一，抗拉强度和延伸率。铝合金导体相比于纯铝导体，由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工艺，极大的提高了抗拉强度，且延伸率提高到30%，使用更加安全可靠。

第二，弯曲性能。铝芯电缆的弯曲性能很差，弯曲很容易发生断裂，铝合金电力电缆的弯曲半径为7倍电缆外径，远远优于GB/T12706的“电缆安装时的最小弯曲半径”中规定的10倍-20倍电缆外径。

第三，柔韧性能。纯铝电缆只要几次一定角度的扭转，导体就会出现开裂或折断，易引发事故，而铝合金电力电缆能够经受几十次的弯折，消除了以往纯铝电缆安装使用过程中出现事故的隐患，极大地提高了安全可靠性能。

三、导电能力

铝合金导体是在纯铝中添加稀土、镁、铜、铁等元素，经过合金工艺形成的新兴导体材料。众所周知，在铝中加入其它多种合金元素后，导电性能会下降，而通过工艺控制，可以使导电率恢复到接近纯铝的水平，使其与纯铝具有相近的载流量。

四、抗蠕变性能

铝合金电缆慢慢步入国内市场起原因在于，铜金属的资源紧缺，铜价的不断上涨。这铝合金材料从韧性，抗拉强度，重量，都比铜处于优势，而且在同等载流量的情况下，铝合金的横切面只比铜大1.1——1.2倍。价格也比铜价格低。

铜芯电缆与铝合金电缆的优缺点比较：

1. 铜芯电缆电阻率低：铝芯电缆的电阻率比铜芯电缆约高1.68倍。

2. 铜芯电缆延展性好：

3. 铜芯电缆强度高：常温下的允许应力，铜可达到20，铝为15.6kgt/mm2。

4. 铜芯电缆抗疲劳：铝材反复折弯易断裂，铜则不易。

5. 铜芯电缆稳定性好，耐腐蚀：铜芯抗氧化，耐腐蚀，而铝芯容易受氧化和腐蚀。

铜芯电缆的优势：

1. 铜芯电缆载流量大：由于电阻率低，同截面的铜芯电缆要比铝芯电缆允许的载流量(能够通过的最大电流)高30%左右

2. 铜芯电缆电压损失低：由于铜芯电缆的电阻率低，在同截面流过相同电流的情况下。铜芯电缆的电压降小。因此，同样的输电距离，能保证较高的电压质量或者说，在允许的电压降条件下，铜芯电缆输电能达到较远的距离，即供电覆盖面积大，有利于网络的规划，减少供电点的设置数量。

3. 铜芯电缆发热温度低：在同样的电流下，同截面的铜芯电缆的发热量比铝芯电缆小得多，使得运行更安全。

4. 铜芯电缆能耗低：由于铜的电阻率低，相比铝电缆而言，铜电缆的电能损耗低，

5. 铜芯电缆抗氧化，耐腐蚀：铜芯电缆的连接头性能稳定，不会由于氧化而发生事故。

铝芯电缆的接头不稳定时常会由于氧化使接触电阻增大，发热而发生事故。因此，事故率比铜芯电缆大得多。 6. 铜芯电缆施工方便：由于铜芯柔性好，允许的弯度半径小，所以拐弯方便，穿管容易由于铜芯抗疲劳、反复折弯不易断裂，所以接线方便又由于铜芯的机械强度高，能承受较大的机械拉力，

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。

生产及相关装备，真正掌握导体生产核心技术的企业据笔者了解仅有几家，上述所列企业（“天津加铝”、“华星合金”、“安徽欣意”、“东营万达”）即是拥有铝合金导体研发生产的合金电缆核心技术企业。其他一些号称生产合金电缆的企业均是从以上企业购进合金杆或是合金丝后做一下简单的绝缘加工而已，根本无合金电缆的研究与开发能力。