电线电缆行业应重提以铝代铜

铝芯电缆和铜芯电缆的对比和选用原则一、导体选择原则用作电线电缆的导电材料，通常有铜和铝两种。

铜材的导电率高，20℃时的电阻率ρ为1.72×10^6Ω·cm，铝线芯20℃时的电阻率2.82×10-6Ω·cm约为铜的1.64倍(例一根200（500）米4*120MM2电缆，供100KW的设备，满负荷运行1年铝芯电缆线损大概比铜芯多耗电5000（13000）度)；载流量相同时，铝线芯截面约为铜的1.5倍。

采用铜线芯损耗比较低，铜材的机械性能优于铝材，延展性好，便于加工和安装。

抗疲劳强度约为铝材的1.7倍。

但铝材比重小，在电阻值相同时，铝线芯的质量仅为铜的一半，铝线缆明显较轻。

（1）导体材料应根据负荷性质、环境条件、市场货源等实际情况选择铜芯或铝芯。

（2）下列场合不应采用铝芯线缆：1）需要确保长期运行中连接可靠的回路，如重要电源、重要的操作回路及二次回路、电机的励磁回路等；2）移动设备的线路及振动场所的线路；3）对铝有腐蚀的环境；4）高温环境、潮湿环境、爆炸及火灾危险环境；5）应急系统及消防设施的线路。

(3)下列场合不宜采用铝芯线缆：1）非熟练人员容易接触的线路，如公共建筑与居住建筑。

2）线芯截面10mm2及以下的电缆。

（4）下列场合应采用铝导体：1）对铜有腐蚀而对铝腐蚀相对较轻的环境；2）氨压缩机房。

（5）下列场合宜采用铝导体：1）架空输电线路；2）较大截电的中频线路。

（6）民用建筑电气设计规范中要求的下列场所应选用铜芯导体：1)火灾时需要维持正常工作的场所；2)移动式用电设备或有剧烈振动的场所；3)对铝有腐蚀的场所；4)易燃、易爆场所；5)有特殊规定的其他场所。

二、铜芯电缆比铝芯电缆的优势：1．电阻率低：铝芯电缆的电阻率比铜芯电缆约高1.68倍。

2．延展性好：铜合金的延展率为20-40%,电工用铜的延展率在30%以上，而铝合金仅为18%。

3．强度高：常温下的允许应力，铜比铝分别高出7-28%。

同洲铝业“以铝代铜”大力发展稀土高导高铁铝合金杆
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日前，由河北省工信厅主办，省发改委、省国资委、省科技厅联合主办，河北欣意电缆有限公司、河北省电线电缆行业协会承办的“中国·石家庄稀土高铁铝合金电缆导体新技术应用研讨会”在石家庄隆重举行。

我国每年生产的电缆总产值已高达1.2万亿，其中铜电缆的比重占到市场的97%，铝及其合金电缆只占市场的3%。

每年我国60%的铜资源依靠进口，而电缆行业消耗就了50%以上的铜资源。

我国的铝资源探明储量约有30亿吨，远多于铜。

同
时据中国有色金属工业协会的消息，截至目前，中国电解铝年产能已超过2500万吨，预计还将有新产能产生。

我国的电解铝产能已经严重过剩，这都为稀土高铁铝合金的大力推广使用准备了条件。

我公司是一家以高技术、高质量生产稀土高导高铁铝合金杆的企业，该产品是我公司引进美国同类产品技术和配方工艺基础，突破了国内多年没有突破的“以铝代铜”的技术难题，本产品具有经济、低碳环保、节约能源等优势，具有较高的推广价值及市场发展空间，另外我公司也是宁晋县唯一一家生产电工圆铝杆的企业，填补了电线电缆之乡生产电工圆铝杆的一大空白，方便了宁晋电缆基地的原材料采购。

我公司主营的产品为电缆行业的发展增加了新的动力。

浅谈稀土高铁铝合金电缆作者：张卫华由于我国铜资源相对短缺，自产矿供应量较少，所以上世纪60-80年代，在电线电缆行业就已经推行“以铝代铜”的国策，但是由于铝芯电缆物理性能较铜芯电缆差距较大，所以铝芯电缆仅能在敷设较为简单的环境中应用，而无法应用于敷设较为复杂的环境，电线电缆产业仍以铜芯为主。

这一既成事实，逐渐被业内人士及用户所接受。

步入本世纪以来，随着我国经济高速增长，有关部门顺应发展需要加快了城市建设及工业发展的步伐，民房建设、高速建设、企业建设、能源建设等比比皆是。

电缆需求量也因此而大幅增长，国内匮乏的铜资源已无法维持市场用量，每年均需依靠进口大量铜材来保证发展需要。

2003年国内企业，凭借敏锐的市场洞察力及多年的从业经验，对电缆行业前景作出了精准判断，认为必须以一种新型材料来替代铜芯电缆，来保证市场的正常供应，否则在未来数十年后，国家将面临铜资源缺乏，铜价高涨，从而“望铜兴叹”的窘境，无法实现上世纪中下叶提出的“以铝代铜”国策。

后获悉美国南方线缆公司研发的铝合金电缆早在1968年就已经在美国本土各个领域大量应用，市场使用率达到80%以上，已基本上替代了传统的铜芯电缆。

并且美国ANSI、UL、ASTM等机构针对这种高性能铝合金电缆制订了相关性能标准。

为避免国家稀缺资源进一步减少，紧急抽调高级工程师远赴大洋彼岸与当地华侨牵头联系展开产品调研。

2009年稀土铝合金电缆在国内项目中率先成功应用，为国内电线电缆行业注入了新鲜血液，为国家民族富强振兴作出了巨大贡献。

而中国铝合金电缆市场潜在规模也引起了国外电缆知名企业的关注，加拿大力拓公司看准这一时机入户天津，成立力拓加铝（中国），并于2010年通过中国两个国家级检测中心的检测。

（中国电力科学研究院电力工业电气设备质量检验测试中心、国家电线缆质检中心）。

铝合金电缆发源于美国，美国国家标准学会(ANSI)公布的AA8000系列6种铝合金牌号。

物理性能远远优于纯铝，稀土铝合金是在8000系列的基础上添加稀土，利用中国得天独厚的稀土优势，使产品升级，利用技术，利用资源，把中国制造改成中国创造，是中国人的梦想，也是中国的骄傲。

招专业人才上一览英才铝材替代知多少随着材料工业的技术进步,在矿产资源、国家政策、市场、价格等环境因素的相互作用下,性能相近材料在应用领域的“替代”与“被替代”在时刻发生着。

正是由于材料的“替代”与“被替代”交互式发展,才促使了材料的升级换代,优化了材料工业的产品结构,推动了国民经济各产业的持续、协调、快速发展。

铜价快速上涨的根本决定性因素,是资源的短缺与需求的增加。

从资源的角度讲,铜、镍价格上涨是今后全球范围内的大势所趋,这种现象将会长久延续下去。

铜价上涨以及铝和铜性能上的相似性,为铝材“替代”创造了机遇。

自2005年10月以来,铜价在全球范围实现了前所未有的大幅上升。

持续的高铜价,使下游产业用户制造成本迅速上升,市场销路受阻,利润被挤压,用户不得不在原材料上另寻“替代品”,据CRU统计,2005年被替代的铜量达22.5万吨,是2004年的3倍,2006年铜被替代量将达到35万吨以上,预计2007年铜被替代量将达35~40万吨。

而且铜被替代的市场可能形成永久性的退出。

再看镍,全球每年镍供应短缺7万吨以上,镍价将持续上涨到3.5万美元/吨,我国的不锈钢年产量增速约22%,目前每年生产不锈钢消耗镍20万吨,2010年前将达40万吨。

镍资源的短缺与价格的高涨,促进在下游一些应用不锈钢的领域,改为使用铝材。

空调行业的铝材替代在空调制造业除压缩机外,空调铜管用量较大,所占成本较高。

对于空调铜管的替代,一直是空调制造业比较关注的课题。

据调查,对于在空调换热器上用铝管替代铜管的研究一直都在进行着。

替代应用实验证明:空调采用铝管替代铜管对空调的性能和使用年限没有任何影响。

在国外,美国正在全力推进全铝热交换器的应用。

在国内,著名空调制造商青岛海信电器股份有限公司在2005年就部分使用了铜铝结合型连接管,材质的变化并没有影响空调的使用和质量。

中国家电检测所专家也指出,无论是铜管或是铝管,对于空调的制冷性能及使用年限都不会造成影响。

铝合金导体和铜、铝导体的对比摘要：随着科技的发展，社会的需要，铝合金导体具有的良好的导电性能和优异的机械性能，在低压电力电缆中的应用中广泛代替铜导体。

关键词：铝合金导体，铜导体，铝导体，低压电力电缆，铜、铝资源1 引言人类对铜的使用历史这可以追溯到10，000年以前。

在伊拉克的北部曾经出土一件8700年前的文物——铜耳杯，中国在4000多年前的夏禹时代就有了青铜器。

铜作为导体的应用在18世纪末随着电的发现和应用已经走过了200多年的历史。

铝做为一种年轻的金属，在19世纪中期，它被称作“银色的金子”，比黄金还珍贵，直到1886年由美国科学家霍尔独立研究出电解铝法，才开始能够后工业化生产。

铝用作导体从1896年开始，英国人科利在博尔顿架设了世界上第一根架空铝绞线。

1910年美国铝业协会胡普斯发明了钢芯铝绞线，架设于尼亚加拉大瀑布上空。

此后，架空高压输电线逐步被钢芯铝绞线取代。

另外，欧美工业发达国家於1910年开始使用铝导体替代铜导体作为配电线。

现在，全世界生产的铝约14%用作电工材料，世界上在电线中，使用铝比例最高的是美国，达到35%左右。

我国电工部门的用铝量约占全国铝消耗总量的三分之一，主要用于高压输电，而配电使用铝导体的比例低于5%。

使用铜或者是铝做为导体受历史、国情、资源状况等等因素的影响。

上世纪五十年代，铜价高速攀升，世界电线电缆行业提出以铝代铜，要达到同样的电气性能，铝导体的截面积需要比铜导体大两个等级或者增大50%。

上世纪六、七十年代，同样原因提出以铝代铜。

2005年迄今再次提出以铝代铜，随着科技的进步，这次的以铝代铜主要是以铝合金代铜。

以铝代铜的前景如何呢？我们需要对铝合金、铜和铝的性能有更多的了解。

2 铜铝的对比2.1 铝与铜的性能比较（20℃）注：数据来源于《铝合金及其加工手册》第二版2.2 铜铝导体在电力电缆中的应用从电缆生产标准来说，所有电力电缆制造遵从GB12706.1-2008«额定电压lkV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件:第1部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)电缆»，其中电缆的导体按照GB/T3956-2008生产。

铝合金电缆型号与名称众所周知，任何一个新科技、新技术、新事物产生的初始阶段，都会面临大量的否认和非议，但随着历史不断向前的脚步，陈旧观念必然会被淘汰，新事物也会逐渐为人所认可和接受，继而广泛地出现在社会生活的每个角落，铝合金电缆就是一个很好的例子。

很长一段时间以来，人们都认为，铜作为导体在运用在电缆中，其电气性能和稳定性较之其他材料有很大优势，所以，铜一直是电线、电缆原材料的不二选择。

但基于我国铜少铝多的实际情况，加之在倡导节能、崇尚可持续发展的国家战略远景下，更加经济、更加环保的铝材必将成为电缆原材料的首选。

所以，以德昊电缆在内的一批有远见，有实力的企业，早早就开始了铝合金电缆项目的开发和研究，并取得了不俗的成绩。

过去，很多非专业人士片面认为铝作为连接材料，性能稳定性不足，故一直排斥铝制电缆。

但究其原因，并非是出在铝本身的金属属性上，更多地是在生产工艺、安装工艺上。

现在，由于合金技术长足进步和广泛应用，铝合金导体性能已大大优于以往的纯铝导体。

铝制电缆在纯铝中合理添加铁、镁等金属元素，保持铝材优异的电气性能同时，更在柔韧性、屈服强度、耐腐蚀性上实现了对铜电缆的全面超越。

早在多年之前，铝合金电线、电缆的性能就已经通过了国家标准GB/T9327的严格考验。

现在，由于良好的经济性和电气性能表现，越来越多的国家建设单位、工程设计师、私人业主开始看重铝合金电缆，而在国家方面，也为企业进一步发展铝合金电缆制定了众多利好政策。

未来，符合中国国情，也能满足工程建设需要的铝合金电缆，必将有着广阔的市场前景和强劲的生命力。

众所周知，任何一个新科技、新技术、新事物产生的初始阶段，都会面临大量的否认和非议，但随着历史不断向前的脚步，陈旧观念必然会被淘汰，新事物也会逐渐为人所认可和接受，继而广泛地出现在社会生活的每个角落，铝合金电缆就是一个很好的例子。

很长一段时间以来，人们都认为，铜作为导体在运用在电缆中，其电气性能和稳定性较之其他材料有很大优势，所以，铜一直是电线、电缆原材料的不二选择。

铝合金电缆在工程中的应用摘要通过对电工级铝合金电缆的性能介绍及与铜电缆的性能对比，提出以“铝”代铜，推广铝合金电缆在工程中的应用。

关键词电缆电工级铝合金电导率连接性能低烟无卤阻燃A1级1、引言自上世纪70年代开始，铝合金电缆在国外工业与民用建筑中已开始大量使用，而目前我国作为铝资源丰富和铜资源匮乏的大国，在很多建筑场所却限制了铝制电缆的使用。

欣意铝合金工厂的投产，为铝合金电缆的推广应用，为我国铝资源有效利用提供了有利条件。

我国在上世纪50-70年代，铜作为稀缺战略资源，工业与民用电气应用方面的国策就是“以铝代铜”，铜质线缆不可能在民用建筑中使用；到80年代中期，铝制线缆在使用中的问题暴露出来，尤其是铝导线接头氧化引发多起火灾（据美国消费品安全委员会CPSC统计的火灾事故率，铜导体电线电缆只占铝的1/55），加之当时铜、铝价格差别不大，铜导体在电气、机械、耐久等性能方面的诸多优越性，在应用上就逐渐变成了以铜为主；到了90年代以后，多项国家标准、规范也要求在民用建筑中采用铜线缆，铝导体基本就没有采用了。

但实际上国家标准《电力工程电缆设计规范》（GB 50127-2007）3.1条“电缆导体材质”中并没有排除铝导体的使用。

随着科学技术的发展，高质量、高科技含量的铝材被开发出来，加之全球贫铜富铝的资源现状，铜件目前已是铝价的3倍以上（铜约6万元/吨，铝约1.7万元/吨），以“铝”代铜又成为自然的选择，当然此“铝”已非彼铝。

国外在铝制导体的研究和应用方面，早在40年前就率先开发出了AA8000系列电工级铝合金作为导体材料。

美国《国家电气规范》NEC2008版310.14规定：8AWG、10AWG、12AWG截面（相当于国内8.37mm2、5.26mm2、3.332mm2）的实心导体应有AA8000系列电工级铝合金材料制造；绞合型导体从8AWG到1000Kcmil(相当于国内506.7mm2)也应由AA8000系列电工级铝合金导体材料制造。

铜包铝电缆的特点及其应用1.铜包铝的物理性能铜包铝是一种金属复合材料，在一根线材上发挥两种金属材料性能，铜包铝线将铜的优良导电性和铝比重轻的优点结合在一起，形成一种轻型导电材料。

另外,从电缆造价上看,在同等载流量的情况下,在铜价如此高的情况下,无论是电缆使用者还是设计单位,在保证载流量相同的情况下,选择铜包铝电缆是完全可行的,这样不仅使电缆生产企业能够回避风险,有利于行业的健康发展,同时对抑制铜价的上涨也会起到一定的作用. 业内人士认为,电线电缆行业采用铜包铝电缆也是一种缓解目前企业压力的好办法 ,假设我国电线电缆行业实现了以铜包铝代替铜,可节约大量有限的铜资源. 2.铜包铝电缆的应用场合欧美的美国、英国等国家早在20世纪60年代就开始研究和应用铜包铝材料，日本等国家也一直开发相关材料，并进入了实用阶段，使铜包铝成为继铜、铝后的第三种导体。

由于铝表面极容易氧化，产生氧化膜又极难除去造成接触电阻大和不能焊锡焊接，严重影响了铝代铜的普及率，而铜包铝的开发成功，开创了铝代铜的转机。

由于铜包铝导体材料生产的产业化，目前国内已可以实现大批量的产能，加之铜包铝具有重量轻、成本低、价格稳定等优点，克服了铜成本高、价格大起大落等弊端，其应用范围越来越广，而且深受广大建筑房产商和制造商的欢迎，例如：（1）铜包铝可用于电力与电器工业。

（4）工程用电线电缆导线。

（5）电力电缆用导体等，在西方发达国家，铜包铝的开发应用已有30多年，，我国线缆行业本来就是微利企业，面对铜价的巨幅波动，面对国际铜价上涨这个不可抗拒的外因，自主创新寻找原料替代品降低成本似乎就成为了企业自救的唯一可行的方法。

欧美一些国家早就开始广泛应用于建筑、电话、电视、电力等行业。

上世纪80年代人们采用以铝代铜，铝作为导体材料，有其固有的缺点：容易氧化，接触电阻大，不能用焊锡焊接，比铜易腐蚀，从而影响使用，不能占据主力市场。

铜包铝导体与铜导体直流电阻相同的条件下，根据集肤效应原理，铜包铝电缆有以下优点：（1）其导体间和与接线端子的热循环指标要比铜好；（2）其交流电阻、电流载流量要比铜好，从而线损也要比铜低；（3）其与锡可焊性与铜相同；（4）其接触电阻与铜相同；（5）其电阻率可通过导体截面和铜含量以及复合导体来解决。

绪论双金属铜包铝线（Copper clad aluminum wire）简写为CCA,采用先进的包覆焊接制造技术，将高品质铜带同心的包覆在铝杆等芯线的外表面，并使铜层和芯线之间形成牢固的原子间的冶金结合。

这就使得在一根导线上发挥了两种金属材料的特点，使铜的优良导电性和铝的重量轻的特点结合在一起，克服了铝导线的缺点，形成具有导电性好、密度小、柔软、耐腐蚀、易焊接、价格低廉等特点的铜包铝线。

从而发展成为一种新的金属导电材料。

信息产业的迅速发展为射频同轴电缆的大量应用与发展带来了重要机遇。

铜的导电性能好，具有较强的耐腐蚀性能，在铜中加入少量的锡或银后，其耐磨和耐热性能可得到进一步提高。

因此同或铜合金一直被视为同轴电缆内导体的首选材料。

但铜的密度高，铜资源比较少，且纯铜导体的价格较高。

随着复合技术的不断发展与进步，在保证导电性能的前提下采用复合技术，用廉价的金属部分代替铜以降低生产成本，已经成为国内外研究开发人员努力的LI标。

其中铜包铝复合材料是一种比较理想的替代品。

如今我国现有的绝缘电线电缆常用的内导体主要有铜（Cu）、铝（A1）两种单金属，而且采用铜做内导体的居多，铝芯线缆用户主要集中在东北、中部、西北部地区。

我国铝资源非常丰富，铜资源相对匮乏，20世纪30年代到70年代中期我国广泛推广使用铝芯线缆，铝排铝漆包线等产品，当时铝导体的用量占导体总用量的比例达60%以上，80年代到90年代，山于铜铝价差的缩小，铜固有的导电性能大大优于铝的性能，再加上国际铜业组织一味鼓噪推崇铜导体，使铝芯电缆的推广使用受到阻碍，也使铜价一路飙升，给电缆制造行业带来前所未有的压力, 造成流动资本增加，利润空间缩小，相当一部分企业纷纷改行、停产。

在这铜价高起的市场背景下，寻找新的导体材料已刻不容缓。

根据国家推荐标准，在20°C时，某一铜导体截面的直流电阻值与对应大的两个规格的铜包铝导体直流电阻值相当，也就是说，从传输过程中的能量损失考虑, 某一铜导体电力电缆完全可以山对应大的两个规格的铜包铝导体电缆所替代，它们的载流量是相当的。