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摘要：在铜资源严重缺乏的情况下，电缆行业“以铝代铜”无异于一场材料革命。在欧美等发达地区，性价比更高、电气性能优越的铝合金电缆已被成功应用了40多年，国内的一些新建工程也开始尝试使用铝合金电缆。本文对铝芯电缆、铜电缆和铝合金电缆的性能进行了分析，并具体阐述了铝合金电缆在住宅配电系统中的适应性，指出了选用铝合金电缆需要注意的问题，客观地看待铝合金电缆的使用问题。
关键字：铝合金电缆 性能 标准
中图分类号：TS914.1+3
一.引言
铝导电优良，导电率为铜的61%，机械强度偏低、易氧化、易蠕变，使推广应用受到限制。铝合金导线解决了“以铝代铜”的技术问题。铝相比铜价格较低，目前市场上铜价格是铝价格的几倍。若使用铝合金导线，能节约一半以上的费用，增加铝合金导线的横截面积，能达到铜的导电效果，价格比铜还要低。推广新型节能导线，对当前国家提倡的降低碳排放有着极其重要的意义。
二.铝芯电缆、铜电缆和铝合金电缆性能分析
1.铝芯电缆的不足之处
在经济不发达的上世纪60—80 年代，由于我国铜产量低及进口少，铜主要用于军工领域，而铝导线、铝线变压器等则大量应用在建筑电气行业，但在其长期使用过程中，纯铝导体的不足逐渐显现出来：
第一，铜和铝的连接处（ 如铝线与断路器、电动机等的铜联接桩头） 由于铜和铝两种金属的价电子不同而产生电化学腐蚀效应，使铝线表面生出白色氧化物，导致与桩头间的接触电阻增大，接头处发热，甚至引起连接处导线绝缘碳化失去绝缘作用而起火。
第二，纯铝线机械强度低，容易折断，同时由于纯铝的伸长率小，抗蠕变性差，安装一段时间后，连接处容易松弛而造成接触电阻增大，发热又使连接处更松动，如此循环下去，后果不言而喻。
2.铝合金电缆
传统的铝芯电缆采用的材质为纯铝，而合金电缆加入了合金成分对其进行了改性，使合金的多种性能大幅提高。
铝合金电缆由于在纯铝中加入了铜、铁、镁、锰等元素，大大提高了铝合金导体的机械强度，抗拉强度较纯铝提高了53%，抗蠕变与压紧性能较纯铝提高了300%，屈服强度较纯 铝提高了121%，同时，铝合金电缆回弹力小，无记忆效应，比铜电缆更方便施工。而且铝合金电缆与设备接线桩头连接时采用铜铝过渡接线端子，从根本上杜绝了以前“生白粉”的氧化现象。
3.铝合金電缆与铜芯电缆特性比较
3.1弯曲性能
根据 GB/T12706 中对铜电缆安装时弯曲半径的规定，铜芯电缆的弯曲半径为10—20 倍电缆直径，而铝合金电缆的弯曲半径最小为7倍电缆直径，使用铝合金电缆减小了安装布局的空间，减少了安装成本且更易于敷设。
3.2延展性
铝合金电缆由于退火后的延伸率能达到或超过30%，高于铜芯电缆25%的标准。
3.3反弹性
铝合金电缆的反弹性比铜芯电缆更小，更有利于端子连接接头处的紧密程度，易于压紧，从而提高其稳定性。
3. 4耐腐蚀性
在空气中，铝合金电缆的耐腐蚀性能优于铜，铜芯电缆的使用寿命按30 a设计，而铝合金电缆的使用寿命则可以达到40a，这是以在美国应用的事实为根据的。
3.5重量
相同载流量、相同长度的铝合金电缆是铜芯电缆重量的一半，在大跨度安装中优势明显，可以降低安装成本。
3.6导电性
根据GB/T3956，铝合金导体相比铜导体增加了一个或两个规格，达到相同的载流量，也就是说，铝合金的截面增加1.5 倍就能达到与铜同样的导电效果。虽然截面增大1.5倍，但通过紧压处理，导体外径与铜电缆相比只增加了1—18 mm，增加的很少。当合金电缆的截面扩大一至两级时，与铜芯电缆的载流量相当。
3.7抗拉伸强度和抗疲劳性能
铝合金电缆的抗拉伸强度的性能略逊于铜芯电缆，与铜缆很接近，但不会因此而影响到电缆的使用。
三.铝合金电缆在住宅配电系统中的适应性分析
1.铝合金电缆缺乏国家标准
目前，新型节能导线没有国家标准，这是是限制新型节能导线推广应用的最大障碍。没有国家标准，新型节能导线推广的速度就慢。铝合金电缆在我国大力推广应用还有一定的难度。主要有以下三方面：一是设计部门设计推广铝合金电缆的比例很小，一般都推荐业主单位使用价格较高的铜电缆；二是认为铜电缆的性能比较稳定，属于观念上的偏见；三是标准不完善制约着铝合金电缆产业的推广应用。虽然还没有专门的铝合金电缆标准，各个企业都是自己的企业标准。
2.铝合金电缆应用的相关规范及使用注意事项
在我国， 住宅建筑内居住人员密集，对于建筑电气的安全性、可靠性有其特殊要求。 住户大多不具备专业的电气知识和电气设备维护能力，而铝导体存在抗蠕变性差，铜、铝连接等问题， 使得铝导体在住宅建筑中的选用受到一定限制。但是随着新技术、新材料、新工艺的不断发展，加入镁、铜、铁等化学元素的铝合金电缆的电气性能得到了大幅改善。
在 JGJ 242 - 2011《住宅建筑电气设计规范 》第6. 4. 2 条 明确指出：“敷设在电气竖井内的封闭母线、预制分支电缆、电缆及电源线等供电干线，可选用铜、铝或合金材质的导体。”就是说铝合金电缆是可以应用于住宅场所的，铝合金电缆在住宅电气设计中主要作为干线电缆使用。
住宅建筑中的低压配电线路一般分为馈线电缆（从变压器低压出线配至各建筑的配电柜）；配电干线电缆（从配电柜配至各楼层配电箱及用户表箱）；户内布电线（从用户表箱配至用户室内各用电设备）。馈线电缆及配电干线电缆的设计、施工、维护均由具有相应资质的专业人员完成，并定期维护、检查。而户内布电线多为穿管暗敷，户内布电线截面较小，铜铝过渡端子多，且住户大多没有维护意识及能力，出于安全考虑，户内配电线路应选用铜线，不应选用铝合金导体。所以DB / 11687 - 2009《公共建筑节能设计标准》第6. 3. 4条规定，截面规格较小的末端配电线路应用铜线，配电干线电缆（如电气竖井中）可根据需要选择铜、铝或铝合金为导体的电缆。
四. 选用铝合金电缆需要注意的问题
工程建设中选择铝合金电缆做配电干线时，应注意两个问题：
第一，电缆连接稳定性和电缆安装的便利性。与电缆相配套的连接端子等附件应通过GB/T9327—2008中1 000次热循环试验证明长期运行稳定性。电缆应针对建筑配线提供相应的特性，如利于施工的弯曲半径，满足垂直安装的高强度，连接稳定的抗蠕变性能，降低谐波及不平衡电流的影响等。
第二，在工程建设规范中对铝合金电缆允许使用的同时，应对铝合金的种类和性能进行详细要求并进行监督，以减少劣质产品充斥对工程建设长期使用的隐患；同时，对电线电缆的绝缘和护套进行必要的要求和检测，有利于保证电气系统的远期寿命要求。
结束语
现在的以铝节铜不是如六七十年代时的所有领域、所有线路都以铝代铜，而是在必须用铜的地方用铜，在可用铜也可用铝的场合，经科学论证，能用铝合金的优先用铝合金。工程建设电气设计标准是保证工程质量、人民生命财产安全和节约能源资源，在此基础上引导并规范铝合金导体的合理使用。
参考文献
[1]黄崇祺.论中国电缆工业的以铝节铜[J].电线电缆， 2008（6）： 1-3.
关键字：铝合金电缆 性能 标准
中图分类号：TS914.1+3
一.引言
铝导电优良，导电率为铜的61%，机械强度偏低、易氧化、易蠕变，使推广应用受到限制。铝合金导线解决了“以铝代铜”的技术问题。铝相比铜价格较低，目前市场上铜价格是铝价格的几倍。若使用铝合金导线，能节约一半以上的费用，增加铝合金导线的横截面积，能达到铜的导电效果，价格比铜还要低。推广新型节能导线，对当前国家提倡的降低碳排放有着极其重要的意义。
二.铝芯电缆、铜电缆和铝合金电缆性能分析
1.铝芯电缆的不足之处
在经济不发达的上世纪60—80 年代，由于我国铜产量低及进口少，铜主要用于军工领域，而铝导线、铝线变压器等则大量应用在建筑电气行业，但在其长期使用过程中，纯铝导体的不足逐渐显现出来：
第一，铜和铝的连接处（ 如铝线与断路器、电动机等的铜联接桩头） 由于铜和铝两种金属的价电子不同而产生电化学腐蚀效应，使铝线表面生出白色氧化物，导致与桩头间的接触电阻增大，接头处发热，甚至引起连接处导线绝缘碳化失去绝缘作用而起火。
第二，纯铝线机械强度低，容易折断，同时由于纯铝的伸长率小，抗蠕变性差，安装一段时间后，连接处容易松弛而造成接触电阻增大，发热又使连接处更松动，如此循环下去，后果不言而喻。
2.铝合金电缆
传统的铝芯电缆采用的材质为纯铝，而合金电缆加入了合金成分对其进行了改性，使合金的多种性能大幅提高。
铝合金电缆由于在纯铝中加入了铜、铁、镁、锰等元素，大大提高了铝合金导体的机械强度，抗拉强度较纯铝提高了53%，抗蠕变与压紧性能较纯铝提高了300%，屈服强度较纯 铝提高了121%，同时，铝合金电缆回弹力小，无记忆效应，比铜电缆更方便施工。而且铝合金电缆与设备接线桩头连接时采用铜铝过渡接线端子，从根本上杜绝了以前“生白粉”的氧化现象。
3.铝合金電缆与铜芯电缆特性比较
3.1弯曲性能
根据 GB/T12706 中对铜电缆安装时弯曲半径的规定，铜芯电缆的弯曲半径为10—20 倍电缆直径，而铝合金电缆的弯曲半径最小为7倍电缆直径，使用铝合金电缆减小了安装布局的空间，减少了安装成本且更易于敷设。
3.2延展性
铝合金电缆由于退火后的延伸率能达到或超过30%，高于铜芯电缆25%的标准。
3.3反弹性
铝合金电缆的反弹性比铜芯电缆更小，更有利于端子连接接头处的紧密程度，易于压紧，从而提高其稳定性。
3. 4耐腐蚀性
在空气中，铝合金电缆的耐腐蚀性能优于铜，铜芯电缆的使用寿命按30 a设计，而铝合金电缆的使用寿命则可以达到40a，这是以在美国应用的事实为根据的。
3.5重量
相同载流量、相同长度的铝合金电缆是铜芯电缆重量的一半，在大跨度安装中优势明显，可以降低安装成本。
3.6导电性
根据GB/T3956，铝合金导体相比铜导体增加了一个或两个规格，达到相同的载流量，也就是说，铝合金的截面增加1.5 倍就能达到与铜同样的导电效果。虽然截面增大1.5倍，但通过紧压处理，导体外径与铜电缆相比只增加了1—18 mm，增加的很少。当合金电缆的截面扩大一至两级时，与铜芯电缆的载流量相当。
3.7抗拉伸强度和抗疲劳性能
铝合金电缆的抗拉伸强度的性能略逊于铜芯电缆，与铜缆很接近，但不会因此而影响到电缆的使用。
三.铝合金电缆在住宅配电系统中的适应性分析
1.铝合金电缆缺乏国家标准
目前，新型节能导线没有国家标准，这是是限制新型节能导线推广应用的最大障碍。没有国家标准，新型节能导线推广的速度就慢。铝合金电缆在我国大力推广应用还有一定的难度。主要有以下三方面：一是设计部门设计推广铝合金电缆的比例很小，一般都推荐业主单位使用价格较高的铜电缆；二是认为铜电缆的性能比较稳定，属于观念上的偏见；三是标准不完善制约着铝合金电缆产业的推广应用。虽然还没有专门的铝合金电缆标准，各个企业都是自己的企业标准。
2.铝合金电缆应用的相关规范及使用注意事项
在我国， 住宅建筑内居住人员密集，对于建筑电气的安全性、可靠性有其特殊要求。 住户大多不具备专业的电气知识和电气设备维护能力，而铝导体存在抗蠕变性差，铜、铝连接等问题， 使得铝导体在住宅建筑中的选用受到一定限制。但是随着新技术、新材料、新工艺的不断发展，加入镁、铜、铁等化学元素的铝合金电缆的电气性能得到了大幅改善。
在 JGJ 242 - 2011《住宅建筑电气设计规范 》第6. 4. 2 条 明确指出：“敷设在电气竖井内的封闭母线、预制分支电缆、电缆及电源线等供电干线，可选用铜、铝或合金材质的导体。”就是说铝合金电缆是可以应用于住宅场所的，铝合金电缆在住宅电气设计中主要作为干线电缆使用。
住宅建筑中的低压配电线路一般分为馈线电缆（从变压器低压出线配至各建筑的配电柜）；配电干线电缆（从配电柜配至各楼层配电箱及用户表箱）；户内布电线（从用户表箱配至用户室内各用电设备）。馈线电缆及配电干线电缆的设计、施工、维护均由具有相应资质的专业人员完成，并定期维护、检查。而户内布电线多为穿管暗敷，户内布电线截面较小，铜铝过渡端子多，且住户大多没有维护意识及能力，出于安全考虑，户内配电线路应选用铜线，不应选用铝合金导体。所以DB / 11687 - 2009《公共建筑节能设计标准》第6. 3. 4条规定，截面规格较小的末端配电线路应用铜线，配电干线电缆（如电气竖井中）可根据需要选择铜、铝或铝合金为导体的电缆。
四. 选用铝合金电缆需要注意的问题
工程建设中选择铝合金电缆做配电干线时，应注意两个问题：
第一，电缆连接稳定性和电缆安装的便利性。与电缆相配套的连接端子等附件应通过GB/T9327—2008中1 000次热循环试验证明长期运行稳定性。电缆应针对建筑配线提供相应的特性，如利于施工的弯曲半径，满足垂直安装的高强度，连接稳定的抗蠕变性能，降低谐波及不平衡电流的影响等。
第二，在工程建设规范中对铝合金电缆允许使用的同时，应对铝合金的种类和性能进行详细要求并进行监督，以减少劣质产品充斥对工程建设长期使用的隐患；同时，对电线电缆的绝缘和护套进行必要的要求和检测，有利于保证电气系统的远期寿命要求。
结束语
现在的以铝节铜不是如六七十年代时的所有领域、所有线路都以铝代铜，而是在必须用铜的地方用铜，在可用铜也可用铝的场合，经科学论证，能用铝合金的优先用铝合金。工程建设电气设计标准是保证工程质量、人民生命财产安全和节约能源资源，在此基础上引导并规范铝合金导体的合理使用。
参考文献
[1]黄崇祺.论中国电缆工业的以铝节铜[J].电线电缆， 2008（6）： 1-3.