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銅包鋁電纜的特點(diǎn)有哪些?

【簡(jiǎn)介】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 ...

當前欄目:電纜知識 瀏覽量:次 時(shí)間:2013-10-30 21:38:11

  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:銅包鋁電纜

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