對于機電安裝行業(yè)，電線(xiàn)電纜在機電安裝工程中占據了重要的地位，作為其主要原材料的銅，占了電纜產(chǎn)品總成本的70%~80%，銅電纜的價(jià)格隨著(zhù)銅價(jià)的上漲而急劇增長(cháng)，對投資方和施工方在工程造價(jià)控制方面帶來(lái)極大的困難，為此，銅包鋁電纜研究和應用迅速增長(cháng)。

　　銅包鋁線(xiàn)纜是指以鋁芯線(xiàn)代替銅成為線(xiàn)纜主體，外面包一定比例的銅層的電線(xiàn)電纜。銅包鋁電纜就其用途來(lái)分，基本可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是信號或通訊用途的銅包鋁電纜，另一類(lèi)是供電用的銅包鋁電纜。就其特性，將銅包鋁和純銅電纜進(jìn)行以下的比較。

　　一、銅包鋁通訊電纜

　　機械特性。純銅導體強度、伸長(cháng)率比銅包鋁導體大，也就是說(shuō)純銅在機械性能方面比銅包鋁好。從電纜設計的角度來(lái)看，純銅導體比銅包鋁導體機械強度好的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應用過(guò)程中不一定需要。銅包鋁導體比純銅輕很多，因此銅包鋁的電纜在整體重量上比純銅導體電纜要輕，這樣會(huì )給電纜的運輸和電纜的架設施工帶來(lái)方便。另外銅包鋁比純銅軟一點(diǎn)，用銅包鋁導體生產(chǎn)的電纜在柔軟性方面比純銅的電纜好一點(diǎn)。

　　電氣性能。因為鋁的導電性比銅差，使得銅包鋁導體的直流電阻比純銅導體大，這點(diǎn)有無(wú)影響主要看電纜是否會(huì )被用來(lái)供電，如給放大器提供電源，如果被用來(lái)供電的話(huà)，銅包鋁導體將會(huì )導致額外的電力消耗，電壓降低較多。當頻率超過(guò)5MHz時(shí)，此時(shí)的交流電阻衰減在這兩種不同的導體下沒(méi)有明顯的區別。當然，這主要是因為高頻電流的集膚效應，頻率越高，電流的流動(dòng)就越接近導體表面，在銅包鋁導體的表面實(shí)際上純銅材料，當頻率高到一定時(shí)候，整個(gè)電流鍍在銅材質(zhì)里面流動(dòng)了。在5MHz情況下，電流在近表面的約0.025毫米厚度中流動(dòng)，而銅包鋁導體的銅層厚度比此厚度多約一倍。對于同軸電纜，因為傳輸的信號是在5MHz以上，因此銅包鋁導體和純銅導體傳輸效果是相同的。在實(shí)際測試電纜的衰減可以證明這一點(diǎn)。銅包鋁較純銅導體軟，在生產(chǎn)過(guò)程中容易進(jìn)行矯直處理，因此在一定程度上可以說(shuō)用銅包鋁的電纜要比用純銅導體的電纜回波損耗指標好。

　　經(jīng)濟性。銅包鋁導體是按重量出售的，純銅導體也是按重量出售的，銅包鋁導體的價(jià)格要比相同重量的純銅導體貴一些。但是同樣重量的銅包鋁要比純銅導體長(cháng)度長(cháng)很多，而電纜是按長(cháng)度計算的。相同重量,銅包鋁線(xiàn)是銅線(xiàn)長(cháng)度的2.5倍,價(jià)格僅僅是每噸多幾百元。綜合下來(lái)，銅包鋁就很有優(yōu)勢。由于銅包鋁電纜比較輕，電纜的運輸成本、安裝架設成本都會(huì )有所降低，會(huì )給施工帶來(lái)一定的方便性。

　　二、銅包鋁電力電纜

　　直流電阻率。銅包鋁線(xiàn)的電阻率比純銅線(xiàn)大，約為純銅線(xiàn)的1.5倍，在陰值相同時(shí)，銅包鋁線(xiàn)重量約為純銅線(xiàn)的1/2。根據集膚效應計算，在5MHz以上高頻時(shí)，與相同截面的銅導體相比，其電阻率相等。在50Hz頻率的電力電纜的使用中，其銅導體的集膚效應和鄰近效應在150mm2以上就逐漸顯得突出，同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生高次諧波電流和能源會(huì )注入到供電系統中，在系統的阻抗上產(chǎn)生出相應頻率的高次諧波電壓，致使電壓的波形發(fā)生畸變，增加供電系統的損耗，使導體發(fā)熱增加；此外，電纜使諧波放大，在接頭處產(chǎn)生過(guò)電壓而損壞電纜頭。采用銅包鋁導體會(huì )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(chǎng)合，通過(guò)采取提高銅包鋁單絲中銅的體積和相應的工藝措施，使銅包鋁/銅復合導體在現有同規格導體的外徑尺寸上限內，滿(mǎn)足導體直流電阻要求。

　　接駁方式。采用銅包鋁導體可滿(mǎn)足目前待續多年的電線(xiàn)電纜在產(chǎn)品選型、設計、使用、安裝等方面的習慣，還對電纜的接線(xiàn)端子緊壓、錫焊接有利。

　　降低交流電阻。交流電阻是電流載流量的主要依據，根據集膚效應的原理，單根導線(xiàn)的表面，其單位面積通過(guò)的電流比導線(xiàn)的圓心單位面積通過(guò)的電流要大，也就是說(shuō)，大截面導體的圓心在相同導體相成的圓面積內，圓心比圓周通過(guò)的電流要小，所以把圓心導體與圓周導體用不同的金屬組成是最合理、最經(jīng)濟的。影響交流電阻指標除直流電阻、集膚效應外，還有鄰近效應，與相同直流電阻的銅導體相比，采用銅復合導體后，單根導體內，鋁在園心，銅在外緣；在絞合導體內，內層是銅包鋁，外層是純銅，而鋁對集膚效應和鄰近效應都沒(méi)有銅敏感，同時(shí)銅復合導體會(huì )使導體總截面增加一部份，因此也增加了導體的表面積，改善了電纜的散熱條件，增加了散熱面積，而鋁的導熱系數與銅相近，在同等的材料成本條件下，交流電阻的指標要經(jīng)濟得多。

　　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，鋁完全被銅所覆，不會(huì )被水、空氣接觸，完全達到與銅一樣的性能。銅包鋁/銅復合導體還更用利于避免電纜在長(cháng)期使用過(guò)程中由于腐蝕、碰傷或因緊壓、錫焊接不好使導體與接線(xiàn)端子接觸不良、發(fā)熱引起銅層脫落和銅鋁兩種金屬之間形成電勢差，加速電化腐蝕，造成電纜端部燒毀的隱患。對于鋁導體，特別是在沿海地區，大氣中鹽霧所含有的氯離子會(huì )凝聚在鋁的表面，易在表面的雜質(zhì)和缺陷周?chē)鹁植扛g，形成孔洞、裂紋和微電池，加劇鋁導體的腐蝕。

　　成本低重量輕。與相同技術(shù)指標的銅芯電纜相比，銅包鋁導體電纜可節約成本40%以上，銅包鋁/銅復合導體電纜可節約成本20%以上。銅包鋁線(xiàn)的比重僅為純銅線(xiàn)的37%-40%。在線(xiàn)徑、重量相等的情況下，其長(cháng)度是純銅線(xiàn)的2.5倍。

　　良好的焊接性。銅包鋁線(xiàn)由于其表面同心包覆了一層純銅，因此具有跟純銅線(xiàn)一樣的可焊性，方便生產(chǎn)。

　　雖然銅包鋁電纜已經(jīng)誕生，并正逐步得到應用，但尚有不小阻力，主要表現為銅包鋁電纜尚比較難找到國家、行業(yè)的應用依據，難以得到設計單位的認可。銅包鋁電纜尚有相當多的產(chǎn)品還沒(méi)有3C認證，行業(yè)尚停留在產(chǎn)品鑒定，制定企業(yè)標準的階段，不同品牌之間的產(chǎn)品規格、特性、使用標準差異較大，工程設計者應用時(shí)難以把握，投資方暫時(shí)也不樂(lè )意接受。

　　但是，隨著(zhù)國家的標準和法規的逐步完善和認可，銅包鋁電纜必將走向規范化，無(wú)疑將成為了未來(lái)幾年電線(xiàn)電纜的亮點(diǎn)，帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

文章標簽：銅包鋁   純銅電纜