1、什么是電纜導體的“以鋁代銅”？

顧名思義是電纜導體原來用銅，現在用鋁代替銅。我國從上一世紀五十年代始，由于朝鮮戰爭開打，因銅是重要的戰略物資而遭資本主義國家的禁運。國人還記得響應號召將家里的銅器捐獻給國家的愛國熱情。以鋁代銅是全方位的，生活中銅的水壺、洗臉盆、痰盂、銅暖鍋等等，全部不再有了，生活的方方面面凡是能用鋁的統統用鋁代替。在電工領域“以鋁代銅”也作為一項技術政策頒布實施。凡是能用鋁的不再用銅。用鋁電線、鋁電纜代替銅電線、銅電纜，用鋁排代替銅排。在一些對安全和可靠性不太嚴格的場所，都用鋁導體了。一來是形勢所迫，二來是矯枉過正，在一些本來應該關注安全的場所，也只能將就。這就是“以鋁代銅”，這個過程一直延續到改革開放，根深蒂固影響了一代人。

2.后“以鋁代銅”時期

改革開放以來，國際銅材料大量進口，人們不再為缺銅發愁。大家都知道銅的導電性能和機械性能都優于鋁，如20℃的直流電阻率，鋁比銅大1.64倍，人們反思--干嘛不用銅導體？于是從一個極端走到另一個極端，東南部經濟較發達地區，重新回到從前，電線、電纜不再使用鋁導體。

3.重提“以鋁節銅”

前幾年銅價飆漲，導致電線、電纜價格節節攀升，一定程度影響到電氣工程的投資。于是根深蒂固的印象重新泛起，但改頭換面提出“以鋁節銅”，其實質是一樣的。主要理由是我國銅資源貧乏而鋁資源豐富。其次，鋁較輕，比重約為銅的三分之一，因此可以放大截面，使鋁電纜電阻小于銅電纜。還有鋁電纜價格低。

那么現在這樣提是否恰當呢？國務院發展研究中心經過全國范圍調研，提出報告認為并不恰當、是誤導，并針對性做了回答。第一，我國銅、鋁礦產資源稀缺，未來10~15年面臨缺銅少鋁，銅礦資源可開采19年而鋁礦只能開采7年。銅和鋁同樣大量進口。所以，口號并不符合國情。

4.銅鋁損耗哪個大？

銅導體20℃的直流電阻1.72×10ˉ6 Ω·cm，鋁或鋁合金 2.82×10ˉ6 Ω·cm，大約是銅的1.64倍。因為使用在交流系統，電纜通電后溫度大約在70℃左右，所以要用70℃交流電阻來作比較。工程上銅、鋁纜不能等截面直接比較，因為銅電纜通電能力（也稱載流量），大約是鋁的1.39倍，對于同樣大小的電流，鋁電纜截面要選擇大一點，也就是實際電阻比要小一點。比較合理的是以銅、鋁電纜相同（或相當）的通電能力為條件作對比。從下表1可見當銅電纜截面95 mm2及以下時，鋁電纜要放大一級截面；當大于95 mm2時要放大兩級截面，這時候再來比較二者的電阻值，見表2.

表1   銅、鋁或鋁合金電纜載流量（A）

注：1.表中數據是交聯聚乙烯電纜，導體允許溫度90 ℃，環境溫度30℃。

2敷設方式為E，即在能夠自由流動的空氣中。

表2   電纜導體電阻值 Ω/km

注：R20  R70 -分別為20℃和 70℃的直流電阻-。      R70j- 70℃的交流電阻。

舉例說明：

例1：負荷電流380A，銅電纜選150mm2，鋁或鋁合金電纜則選240 mm2

根據表2，銅、鋁或鋁合金電纜的R70j分別為0.148和0.150Ω/km。

例2：若負荷電流140A，銅電纜選擇35 mm2，按載流量相當條件，鋁或鋁合金電纜應該選擇50 mm2，此時銅電纜電阻0.6274Ω，鋁電纜0.770Ω。

從表2可見例2是銅、鋁電阻最接近的一對；還可以看出銅、鋁電纜無論怎樣替代，鋁或鋁合金電纜的電阻總是略大于銅電纜，也就是鋁或鋁合金電纜損耗值稍大一些。

5.電阻差異不容小覷

進一步量化以上兩個例子的損耗值。首先要確定例1、例2各自統一的運行方式，見表3，電纜壽命為30年。

表3  案例負荷運行方式

根據導體損耗計算方法，結果如表4.

表4  案例每km電纜損耗計算結果

6.銅包鋁母線和鋁合金電纜的損耗小于銅的說法由來

上面已經分析了銅鋁損耗之比其實是電阻比，那么將鋁母線或鋁電纜截面再放大，比如將鋁電纜截面比銅放大三級，鋁或鋁合金及銅包鋁的電阻和損耗就比銅小了。的確這樣可以使鋁電纜損耗比銅電纜低，但是工程上往往不允許這樣做。首先技術層面，加大截面后占用敷設通道多，城市電網對此特別敏感，浙江電網就有因通道不夠將鋁電纜改為銅電纜的案例。對工業與民用建筑，也會遇到類似問題。其次，經濟上也未必可取，采用鋁或鋁合金電纜主要理由是節約投資。優質鋁合金電纜造價僅比銅省20%~30%,如果再放大截面將無利可圖，何必再犧牲可靠性而采用鋁或鋁合金電纜呢！所以我們以載流量相當作對比，相對比較合理。節能銅包鋁母線也是用加大截面來與銅母線比較。技術人員通常不會這樣做，而往往是商家的過度宣傳。

7.談談可靠性

很多資料都表明，鋁或鋁合金電纜應使用在對可靠性不太強調的場合，的確，由于鋁的脆性使接頭容易斷裂，還由于蠕變特性，使接頭的可靠性降低。所謂蠕變就是在接頭溫度超過70℃和螺栓壓緊的壓力下，隨時間而增長的熱塑變形。它是電線電纜接頭可靠性降低、甚至損壞的主要原因。鋁合金較電工鋁有較大改進，但與銅相比，銅仍然略勝一籌。

8.正確把握銅、鋁和鋁合金電纜應用

事物總存在兩面性，由于鋁導體電線電纜的價格較低、重量輕，可大大減輕了施工勞動強度而受到歡迎，從北美引進了鋁合金導體電纜技術，近年鋁合金電纜在中國大地蓬勃發展也說明這一點。

鋁和鋁合金電纜有它的用武之地，但不是“替代”銅電纜。三者應各司其職，共同發展。

來源：電纜網