讓以鋁節(jié)銅穩(wěn)步前行

1、1中國(guó)工程院院士黃崇祺 實(shí)事求是讓實(shí)事求是讓“以鋁節(jié)銅以鋁節(jié)銅”健康穩(wěn)步前行健康穩(wěn)步前行2013年12月2上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute21、“以鋁節(jié)銅以鋁節(jié)銅”的含義的含義導(dǎo)體“以鋁節(jié)銅”的含義是該用銅的線纜產(chǎn)品就用銅，對(duì)可用銅或鋁作導(dǎo)體的產(chǎn)品，需經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)際試用成功的產(chǎn)品，才得以推廣應(yīng)用，反對(duì)盲目推行，致使產(chǎn)品質(zhì)量下降，生產(chǎn)大起大落?，F(xiàn)在有些領(lǐng)域經(jīng)實(shí)際證明已取得了良好的效果。導(dǎo)體“以鋁節(jié)銅”是國(guó)際性的總趨勢(shì)，但按各國(guó)的國(guó)情、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步有所不同，走走停停甚至出現(xiàn)反復(fù)，但總的趨向是漸進(jìn)式的向前發(fā)展的，因此以鋁節(jié)銅的前景

2、大體上是明朗的。但到底是用銅的或鋁的電纜應(yīng)由終端用戶的設(shè)計(jì)和使用者根據(jù)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果和運(yùn)行安全可靠性來決定。導(dǎo)體“以鋁節(jié)銅”不僅是指電工用鋁合金導(dǎo)體電纜的應(yīng)用和前景，也應(yīng)包括電工用鋁導(dǎo)體電纜的應(yīng)用和前景。3上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute32、中國(guó)電纜工業(yè)概況、中國(guó)電纜工業(yè)概況表1 2011、2012年行業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表2 2011、2012年行業(yè)銅、鋁導(dǎo)體用量 31%740656335、資產(chǎn)總計(jì)（億元） 14%759.46664、利稅總額（億元）3%895.18643、其中，出口交貨值（億元）8%12239112792、工業(yè)

3、銷售產(chǎn)值（現(xiàn)價(jià)，億元）128393138031、企業(yè)數(shù)（獨(dú)立核算單位，個(gè)）增值2012年2011年 年 份項(xiàng) 目220220鋁導(dǎo)體540510銅導(dǎo)體2012年2011年 年 份 用 量（萬噸）4上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute4鋁導(dǎo)體用量2011年和2012年基本持平，其中架空導(dǎo)線用鋁量降低了，而鋁電纜和鋁電磁線用量增加了。 2011年和2012年架空絕緣電纜用鋁量約10萬噸（基本未變），鋁芯電纜用鋁量翻了一番，約達(dá)20萬噸，電磁線用鋁約15萬噸，其他鋁電線電纜用鋁約5萬噸，共計(jì)約50萬噸，占總的鋁導(dǎo)體用量的22% 。在鋁芯電纜

4、約20萬噸鋁導(dǎo)體中，鋁合金約2萬噸，鋁約18萬噸，分別約占20萬噸的10%和90% 。 由上可以看出，電纜行業(yè)是銅和鋁的大用戶，尤其是銅。電纜行業(yè)處于上游的有色金屬行業(yè)和電纜行業(yè)下游的產(chǎn)品終端用戶行業(yè)之間，因此電纜行業(yè)理應(yīng)在以鋁節(jié)銅工作中協(xié)調(diào)有色金屬行業(yè)，為下游的產(chǎn)品終端用戶行業(yè)做好服務(wù)工作。5上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute53、電工用鋁合金電纜應(yīng)用的進(jìn)展、電工用鋁合金電纜應(yīng)用的進(jìn)展3.1“電纜導(dǎo)體用鋁合金線標(biāo)準(zhǔn)電纜導(dǎo)體用鋁合金線標(biāo)準(zhǔn)”（GB 標(biāo)準(zhǔn)），已經(jīng)報(bào)批，有待正式頒布。標(biāo)準(zhǔn)），已經(jīng)報(bào)批，有待正式頒布。表表3 3 電纜導(dǎo)體

5、用鋁合金線的化學(xué)成分電纜導(dǎo)體用鋁合金線的化學(xué)成分成分代號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%SiFeCuMgZnB其他Al單個(gè)合計(jì)10.100.550.80.100.200.010.050.050.040.03a0.10余量20.100.300.80.150.300.050.050.0010.040.030.10余量30.100.60.90.040.080.220.050.040.030.10余量40.15 b0.401.0 b0.050.15-0.10-0.030.10余量50.030.150.401.0-0.10-0.05 c0.15余量60.100.250.450.040.040.120.050.04

6、0.030.10余量注1：表中規(guī)定的化學(xué)成分除給定范圍外，僅顯示單個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，表示該單個(gè)數(shù)據(jù)為最大允許值。注2：對(duì)于腳注中的特定元素，僅在有需要時(shí)測(cè)量。a 該成分的鋁合金中Li元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不大于0.003%。b 該成分的鋁合金應(yīng)同時(shí)滿足（Si+Fe）元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不大于1.0%。c 該成分的鋁合金中Ga元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不大于.003%。6上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute6表表4 電纜導(dǎo)體用鋁合金線的機(jī)械性能電纜導(dǎo)體用鋁合金線的機(jī)械性能狀態(tài)抗拉強(qiáng)度MPa伸長(zhǎng)率%R98159 10Y185 1.0表表5 電纜導(dǎo)體用鋁合金線的電阻

7、率電纜導(dǎo)體用鋁合金線的電阻率狀態(tài)20時(shí)直流電阻率20R 0.028264（ 61.0%IACS）Y 0.028976（ 59.5%IACS）7上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute73.2 額定電壓額定電壓0.6/1 KV 鋁合金導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜標(biāo)準(zhǔn)（鋁合金導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜標(biāo)準(zhǔn)（NB 標(biāo)準(zhǔn)），標(biāo)準(zhǔn)）， 已經(jīng)報(bào)批，有待正式頒布。已經(jīng)報(bào)批，有待正式頒布。聯(lián)鎖鎧裝的鋁合金電纜的特性為：由于導(dǎo)體和鎧裝采用了輕質(zhì)材料，電纜的重量減少，易于運(yùn)輸和施工。與普鋁電纜相比，連接性能有提高?？刂仆嘶饘?dǎo)體的強(qiáng)度，結(jié)合導(dǎo)體成分改善蠕變性能，允許垂

8、直敷設(shè)的場(chǎng)合使用。圓弧形聯(lián)鎖鎧裝，能夠承受一定的拉力和壓力，適合于垂直敷設(shè)，節(jié)省電纜橋架。電性能方面，通過退火，鋁合金導(dǎo)體的直流電阻與硬態(tài)的普鋁相當(dāng)。電纜的纜芯外，省略了內(nèi)襯層，允許較小的施工彎曲半徑。 從上述特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，在一些有垂直敷設(shè)的場(chǎng)合如建筑物、構(gòu)筑物等或者要求輕量化設(shè)計(jì)（重量輕、施工空間小等）的場(chǎng)合，應(yīng)用聯(lián)鎖鎧裝鋁合金電纜的優(yōu)勢(shì)更加明顯。8上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute8 聯(lián)鎖鎧裝鋁合金電纜，根據(jù)制訂的標(biāo)準(zhǔn)，除電力電纜的常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目外，還增加了對(duì)特殊結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)合的驗(yàn)證試驗(yàn)，主要包括：導(dǎo)體性能驗(yàn)證（成分、抗拉強(qiáng)度、

9、斷裂伸長(zhǎng)率、蠕變曲線）鎧裝性能驗(yàn)證（制造質(zhì)量、抗沖擊、拉力和伸長(zhǎng)、抗擠壓等）電纜性能（彎曲性能、連接性能、載流能力） 該標(biāo)準(zhǔn)除鋁合金纜芯外對(duì)絕緣厚度、電纜填充物材料、絕緣的機(jī)械性能和特殊性能要求、鎧裝鋁合金帶的厚度、外護(hù)套材料及護(hù)套的機(jī)械性能和特殊性能試驗(yàn)要求進(jìn)行了明確的規(guī)定。9上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute9電纜的纜芯和填充用于電纜填充物的材料應(yīng)適合電纜的運(yùn)行溫度并和電纜絕緣材料相容。無鹵電纜的填充應(yīng)符合表7的規(guī)定。表6 絕緣標(biāo)稱厚度表7 無鹵混合料要求10上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Res

10、earch Institute10表8 電纜絕緣的機(jī)械性能和特殊性能要求11上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute11纜芯外可以繞包、擠包或縱包一層合適的材料。鎧裝鎧裝 鎧裝的形式為聯(lián)鎖鎧裝。材料為鋁合金帶。鋁合金帶的標(biāo)稱厚度見表9 。鋁合金帶應(yīng)符合附錄C的規(guī)定。 鎧裝應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的內(nèi)表面質(zhì)量要求。如果需要對(duì)鋁合金帶進(jìn)行焊接，則不應(yīng)明顯地增加帶的厚度，也不應(yīng)減少其機(jī)械強(qiáng)度。表9 鎧裝鋁合金帶標(biāo)稱厚度12上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute12外護(hù)套外護(hù)套 概述 外護(hù)套（

11、若有）通常為黑色，但也可以按照制造方和購買方協(xié)議采用黑色以外的其它顏色，以適應(yīng)電纜使用的特定環(huán)境。 當(dāng)電纜纜芯外包覆金屬層時(shí)，外護(hù)套應(yīng)經(jīng)受GB/T 3048.10-2007規(guī)定的火花試驗(yàn)，試驗(yàn)值符合GB/T 3048.10-2007規(guī)定。 材料 外護(hù)套（若有）應(yīng)采用聚氯乙烯或無鹵聚烯烴材料。 如果要求在火災(zāi)時(shí)電纜能阻止火焰的燃燒、發(fā)煙少以及沒有鹵素氣體釋放，應(yīng)采用無鹵護(hù)套材料。 外護(hù)套材料應(yīng)與規(guī)定的電纜運(yùn)行溫度相適應(yīng)，其物理機(jī)械性能和特殊性能應(yīng)符合表10的規(guī)定。 無鹵電纜的外護(hù)套還應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 在特殊條件下（例如為了防白蟻）使用的外護(hù)套，可能有必要使用化學(xué)添加劑，但這些添加劑不應(yīng)包括對(duì)人

12、類及環(huán)境有害的材料。 注：例如不希望采用的材料包括： 氯甲橋萘（艾氏劑）：1、2、3、4、10、10-六氯代-1、4、4a、5、8、8a-六氫化-1、4、5、8 -=甲橋萘 氧橋氯甲橋萘（狄氏劑）：1、2、3、4、10、10-六氯代-6、7-環(huán)氧-1、4、4a、5、6、7、8、8a-八氫-1、4、5、8 -=甲橋萘 六氯化苯（高丙體六六六）：1、2、3、4、5、6-六氯代一環(huán)乙烷7異構(gòu)體。1 來源：工業(yè)材料中的危險(xiǎn)品N.I.Sax, 第五版， Van Nostrand Reinhold,ISBN 0-442-27373-8。13上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Re

13、search Institute13表10 電纜護(hù)套的機(jī)械性能和特殊性能試驗(yàn)要求14上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute14表10 （續(xù)）15上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute153.3電工用銅包鋁母線標(biāo)準(zhǔn)（電工用銅包鋁母線標(biāo)準(zhǔn)（NB/T-42002-2012），已經(jīng)批準(zhǔn)執(zhí)行。），已經(jīng)批準(zhǔn)執(zhí)行。 國(guó)外在幾十年前對(duì)銅包鋁母線早已開發(fā)，但至今一直沒有獲得突破性應(yīng)用。應(yīng)用目標(biāo)在開關(guān)，絕緣母線槽。國(guó)外有用鋁母線的絕緣母線槽，但中國(guó)一直未開發(fā)。 國(guó)內(nèi)目前主要有三種生產(chǎn)方法： （1

14、）銅管鑄鋁成錠熱軋成型法；（2）銅、鋁冷配合成錠熱軋成型法；（3）銅鋁冷配合冷壓拉制法。這三種方法2011的產(chǎn)量約0.3萬噸。 電工用銅包鋁母線的標(biāo)準(zhǔn) 銅包鋁排質(zhì)量的優(yōu)劣和產(chǎn)品成品率、成本和利潤(rùn)，其關(guān)鍵和銅包鋁線一樣取決于銅、鋁的冶金結(jié)合。因此該種產(chǎn)品的生產(chǎn)在工藝、裝備的完善，生產(chǎn)效率、成材率和利潤(rùn)率上尚有提升的空間。為了規(guī)范市場(chǎng)，有關(guān)電工用銅包鋁母線的能源局標(biāo)準(zhǔn)NB/T 42002-2012已經(jīng)批準(zhǔn)執(zhí)行。 對(duì)銅包鋁排和銅包鋁線的回收一直是一個(gè)問題。 回收技術(shù)既要成本低，又要不造成污染，有相當(dāng)難度。16上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Instit

15、ute16表表11 銅包鋁母線主要技術(shù)要求銅包鋁母線主要技術(shù)要求材料銅Cu-CATH-2標(biāo)準(zhǔn)陰極銅鋁Al99.7E重熔用鋁錠銅層體積比18%銅層厚度(1)窄邊最薄處的銅層厚度應(yīng)不小于寬邊平均銅層厚度；(2)寬邊最薄處的銅層厚度不應(yīng)小于寬邊平均銅層厚度的70 %?？估瓘?qiáng)度90MPa伸長(zhǎng)率8%彎曲寬邊彎曲90后，銅層不開裂，銅層鋁芯不分離電性能20時(shí)的直流電阻率應(yīng)不大于0.02534 mm2/m，即導(dǎo)電率相當(dāng)于68%IACS界面結(jié)合強(qiáng)度 30MPa交貨長(zhǎng)度6米，或經(jīng)協(xié)商后以任何長(zhǎng)度交貨。17上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute173.4

16、 有爭(zhēng)議的電工用稀土高鐵鋁合金桿標(biāo)準(zhǔn)（有爭(zhēng)議的電工用稀土高鐵鋁合金桿標(biāo)準(zhǔn)（GB標(biāo)準(zhǔn)）已經(jīng)報(bào)批，標(biāo)準(zhǔn)）已經(jīng)報(bào)批，有待正式頒布。有待正式頒布。爭(zhēng)議點(diǎn)主要在于： （1）稀土在電工鋁和鋁合金中的應(yīng)用不是新技術(shù)，全國(guó)早已用了稀土在電工鋁和鋁合金中的應(yīng)用不是新技術(shù)，全國(guó)早已用了三十多年，目前也在用。當(dāng)時(shí)由于我國(guó)沒有專利制度，故上海電纜三十多年，目前也在用。當(dāng)時(shí)由于我國(guó)沒有專利制度，故上海電纜研究所和我未申請(qǐng)專利，但獲得了國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和上海市研究所和我未申請(qǐng)專利，但獲得了國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和上海市科技博覽會(huì)金獎(jiǎng)?？萍疾┯[會(huì)金獎(jiǎng)。 （2）稀土在電工鋁和鋁合金中的應(yīng)用，只是像加鐵、加硼一樣，稀土在電工

17、鋁和鋁合金中的應(yīng)用，只是像加鐵、加硼一樣，只是一種工藝處理的辦法，不是去搞什么專用的合金。只是一種工藝處理的辦法，不是去搞什么專用的合金。由此來夸大宣傳，以取得企業(yè)的利益，然而恰恰搞亂了電纜行業(yè)的市場(chǎng)。 （3）稀土高鐵鋁導(dǎo)體專利，在電纜行業(yè)中是不認(rèn)可的專利，而且稀土高鐵鋁導(dǎo)體專利，在電纜行業(yè)中是不認(rèn)可的專利，而且還要把所謂的還要把所謂的“專利專利”列入標(biāo)準(zhǔn)，以獲取專利費(fèi)列入標(biāo)準(zhǔn)，以獲取專利費(fèi)，這是全世界沒有的。 （4）有的企業(yè)，搞稀土導(dǎo)體電纜的專利已有幾十個(gè)，沒有新穎性有的企業(yè)，搞稀土導(dǎo)體電纜的專利已有幾十個(gè)，沒有新穎性、實(shí)用性，沒有經(jīng)濟(jì)性，只會(huì)搞亂電纜行業(yè)的市場(chǎng)。、實(shí)用性，沒有經(jīng)濟(jì)性，只會(huì)搞

18、亂電纜行業(yè)的市場(chǎng)。18上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute18 （5）在電工導(dǎo)體中加一點(diǎn)鐵，在電纜行業(yè)中是普遍的事情。在電工導(dǎo)體中加一點(diǎn)鐵，在電纜行業(yè)中是普遍的事情。對(duì)架空線用鋁合金線比電纜線芯用鋁合金線要求不僅強(qiáng)度高，導(dǎo)電率要求也高，而且是硬態(tài)線，加少量鐵可在少增加電阻的情況下，大幅增加強(qiáng)度。過去國(guó)產(chǎn)鋁原料含硅高，不適宜用作電工用導(dǎo)體，因此通過加入少量稀土進(jìn)行優(yōu)化處理，可以說是一帖特效藥；現(xiàn)在對(duì)電纜線芯用鋁合金線要求的技術(shù)門檻比較低，而且要求的狀態(tài)又是退火的軟態(tài)線，對(duì)導(dǎo)電率的要求相對(duì)又不算高。但為了解決電纜的連接問題，對(duì)蠕變性能的

19、要求又特別高。由此北美加鋁和南方線材公司，分別在鋁中加入較高的含鐵量， 對(duì)提高蠕變性能具有明顯的效果。為此他們六十年代就申請(qǐng)了專利，八十年代又形成了8000的系列標(biāo)準(zhǔn)，一直沿用至今效果較好?，F(xiàn)今國(guó)內(nèi)有的企業(yè)把幾十年前國(guó)內(nèi)稀土優(yōu)化處理的自主創(chuàng)新成果和國(guó)外的加高鐵成果，變成了企業(yè)的專利。為了炒作市場(chǎng)，謀取利益，這是找錯(cuò)了“切入點(diǎn)”，是不合適的；從歷史上看，歷史的教訓(xùn)值得注意：幾十年前，當(dāng)稀土優(yōu)化綜合處理在電工用鋁導(dǎo)體（也可用于鋁合金導(dǎo)體）生產(chǎn)中的技術(shù)在全國(guó)廣泛推廣應(yīng)用之際，原電力部管理架空輸電線路的某領(lǐng)導(dǎo)也提出要制訂稀土鋁導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)，目的在于控制壟斷這方面的業(yè)務(wù)，以獲取私利，后經(jīng)電纜行業(yè)溝通為何不認(rèn)

20、可的原因，終于作罷。在市場(chǎng)中后來有的生產(chǎn)企業(yè)根本不加稀土，可是以稀土鋁導(dǎo)線高價(jià)出賣?？傊?，事實(shí)上要不要制訂標(biāo)準(zhǔn)，不能靠長(zhǎng)官意志，要靠的是科學(xué)技術(shù)的道理和市場(chǎng)的配置法則。19上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute19 事實(shí)證明，在制訂電纜導(dǎo)體用鋁合金線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，有關(guān)參與制標(biāo)的單位都送了樣品（也包括加了稀土的企業(yè)），在統(tǒng)一試驗(yàn)條件下進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證試驗(yàn)表明：在鋁材料具有低硅的條件下，加了少量稀土的鋁合金線與不加稀土的相比不占性能上的優(yōu)勢(shì)（這樣反而浪費(fèi)了國(guó)家稀土資源，增加了企業(yè)的成本，不得且失），和其他送樣企業(yè)一樣性能均可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此在該

21、標(biāo)準(zhǔn)中不列入加稀土的成分要求。3.5 中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院已發(fā)布了中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院已發(fā)布了鋁合金電纜敷設(shè)與安裝鋁合金電纜敷設(shè)與安裝國(guó)國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)參考圖家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)參考圖 建筑部門發(fā)布有關(guān)的規(guī)范，有助于規(guī)范鋁合金電纜的敷設(shè)和安裝操作，有助于鋁和鋁合金電纜的推廣應(yīng)用。 3.6 中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)、電線電纜專業(yè)委員會(huì)于中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)、電線電纜專業(yè)委員會(huì)于2013年在長(zhǎng)沙召開了年在長(zhǎng)沙召開了鋁合金導(dǎo)體及其線纜技術(shù)與應(yīng)用鋁合金導(dǎo)體及其線纜技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)年會(huì)，有助于推進(jìn)我國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)，有助于推進(jìn)我國(guó)“以鋁節(jié)以鋁節(jié)銅銅”的發(fā)展。的發(fā)展。 該會(huì)來自電纜和導(dǎo)體研究、制造，電力和建筑方面的代表，大家各

22、抒己見，提出了很多建議，也聽到了不同的聲音，有助于推動(dòng)我國(guó)以鋁節(jié)銅的進(jìn)程。20上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute20 3.7 上海電纜研究所信息會(huì)展中心已編譯了上海電纜研究所信息會(huì)展中心已編譯了8000系列鋁合金線系列鋁合金線纜標(biāo)準(zhǔn)匯編纜標(biāo)準(zhǔn)匯編，本匯編的目的，為向國(guó)外出口，本匯編的目的，為向國(guó)外出口8000系鋁合金電纜和系鋁合金電纜和國(guó)內(nèi)鋁合金導(dǎo)體及電纜生產(chǎn)企業(yè)作參考，它涉及的內(nèi)容包括：國(guó)內(nèi)鋁合金導(dǎo)體及電纜生產(chǎn)企業(yè)作參考，它涉及的內(nèi)容包括： 美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)范（NEC）第310.14號(hào)文件：鋁導(dǎo)體材料 南方線材公司進(jìn)戶電纜（導(dǎo)體：

23、AA-8176） 通用電纜公司金屬護(hù)層電纜（緊壓絞合導(dǎo)體：AA-8030） 加拿大鋁業(yè)STABILOY聯(lián)鎖鋁鎧裝、MC型電纜、AA-8000鋁合 金導(dǎo)體連接器。 8000系列鋁合金導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)系列鋁合金導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn) ASTMB800：8000系列電工用退火態(tài)和中間態(tài)鋁合金導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn) ASTMB801：后續(xù)包覆或絕緣的8000系列鋁合金同心層絞合導(dǎo) 線標(biāo)準(zhǔn) ASTMB836：?jiǎn)我?guī)格進(jìn)線結(jié)構(gòu)緊壓圓形絞合導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn) ASTMB901：?jiǎn)我?guī)格進(jìn)線結(jié)構(gòu)壓縮圓形絞合鋁導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn) 美國(guó)專利3711339：（8030）鋁合金導(dǎo)體21上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Instit

24、ute21 8000系列鋁合金導(dǎo)體電纜標(biāo)準(zhǔn)系列鋁合金導(dǎo)體電纜標(biāo)準(zhǔn) UL44：2010（暨CSA C22.2 No.38：2010, Ed9）熱固性絕緣電線和電纜。 CSA C22.2 No.51：2009 鎧裝電纜 ANSI/UL 1569：2012金屬護(hù)套電纜 8000系列鋁合金導(dǎo)體連接標(biāo)準(zhǔn)系列鋁合金導(dǎo)體連接標(biāo)準(zhǔn) UL 486A-486B：2013 Ed.2.（暨CSA C22.2 No.65：2013,Ed5） 導(dǎo)線連接器22上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute224、存在的問題、存在的問題4.1 宣傳失實(shí)，擾亂了正常、有序推進(jìn)

25、鋁及鋁合金電纜的應(yīng)用宣傳失實(shí)，擾亂了正常、有序推進(jìn)鋁及鋁合金電纜的應(yīng)用 誤導(dǎo)之一：鋁和鋁合金電纜是節(jié)能電纜，比銅電纜節(jié)能。誤導(dǎo)之一：鋁和鋁合金電纜是節(jié)能電纜，比銅電纜節(jié)能。 據(jù)ICA調(diào)研報(bào)告（2013年2月），從原生金屬材料生產(chǎn)和應(yīng)用的能耗比較： 從生產(chǎn)每噸原生金屬的單位能耗計(jì)算分析從生產(chǎn)每噸原生金屬的單位能耗計(jì)算分析 （1）計(jì)算依據(jù)：2010年，從采礦到冶煉，每噸陰極銅的單位能耗為1.6噸標(biāo)準(zhǔn)煤；從鋁土礦到電解鋁，每噸原生鋁的單位能耗的為3.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤； （2）結(jié)論：原生鋁單位能耗是陰極銅單位能耗的約結(jié)論：原生鋁單位能耗是陰極銅單位能耗的約2.2倍。倍。從綜合載流量等因素分析從綜合載流量等因

26、素分析 （1）計(jì)算依據(jù)：按銅電纜的2噸用銅量等效于鋁電纜的1噸用鋁量； （2）結(jié)論：結(jié)論：1噸原鋁的能耗仍然比噸原鋁的能耗仍然比2噸陰極銅的能耗高出約噸陰極銅的能耗高出約10% ； 從行業(yè)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃計(jì)算分析從行業(yè)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃計(jì)算分析 （1）計(jì)算依據(jù)：到2015年，從采礦到冶煉，每噸陰極銅單位能耗將下降到1.2噸標(biāo)準(zhǔn)煤；從鋁土礦到電解鋁，每噸原生鋁的單位能耗將下降到3.33噸標(biāo)準(zhǔn)煤； （2）結(jié)論：原鋁單位能耗是陰極銅單位能耗的約結(jié)論：原鋁單位能耗是陰極銅單位能耗的約2.8倍；倍；1噸原生鋁的能耗噸原生鋁的能耗比比2噸陰極銅的能耗高出約噸陰極銅的能耗高出約39% 。23上海電纜研究所Sh

27、anghai Electric Cable Research Institute23 總結(jié)論：至少在原生金屬材料階段，在等效可比的能耗方面，銅電纜要優(yōu)于鋁電總結(jié)論：至少在原生金屬材料階段，在等效可比的能耗方面，銅電纜要優(yōu)于鋁電纜；在相同條件下，銅的導(dǎo)電率明顯優(yōu)于鋁的，更優(yōu)于鋁合金的。因此，在應(yīng)用階段纜；在相同條件下，銅的導(dǎo)電率明顯優(yōu)于鋁的，更優(yōu)于鋁合金的。因此，在應(yīng)用階段，產(chǎn)品的終端用戶，應(yīng)按綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果和安全運(yùn)行要求擇優(yōu)選用。，產(chǎn)品的終端用戶，應(yīng)按綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果和安全運(yùn)行要求擇優(yōu)選用。24上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institu

28、te24 誤導(dǎo)之二：在不同條件下，失實(shí)對(duì)比宣傳銅、鋁和鋁合金導(dǎo)體的性能，招致設(shè)誤導(dǎo)之二：在不同條件下，失實(shí)對(duì)比宣傳銅、鋁和鋁合金導(dǎo)體的性能，招致設(shè)計(jì)質(zhì)疑、影響合理、合適擇優(yōu)選用電纜。計(jì)質(zhì)疑、影響合理、合適擇優(yōu)選用電纜。在相同條件下，通常導(dǎo)電率（軟狀態(tài)）銅（在相同條件下，通常導(dǎo)電率（軟狀態(tài)）銅（100-102% IACS）鋁（）鋁（63-64% IACS）鋁合金（）鋁合金（61.0% IACS）在相同條件下，通常軟狀態(tài)的柔軟性（彎曲性）在相同條件下，通常軟狀態(tài)的柔軟性（彎曲性）特別在細(xì)線的情況下：銅鋁鋁銅鋁鋁合金合金。導(dǎo)體制成電纜以后，它的柔軟性（彎曲性）還與電纜的結(jié)構(gòu)（絕緣、鎧裝等導(dǎo)體制成電纜

29、以后，它的柔軟性（彎曲性）還與電纜的結(jié)構(gòu)（絕緣、鎧裝等）有關(guān)）有關(guān)，如果以聯(lián)鎖鎧裝鋁合金電纜和鋼帶鎧裝鋁合金電纜相比，那前者當(dāng)然為好。25上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute25金屬導(dǎo)體材料耐蝕性的優(yōu)劣，與在使用條件下接觸的介質(zhì)或材料密切相關(guān)。架空裸導(dǎo)線與電纜線芯用線的使用條件不同，不能混為一談。一般而言，純鋁的耐蝕性比鋁合金好，人們企圖加入某種元素，開發(fā)耐蝕鋁合金，但到目前還未見進(jìn)入工業(yè)性的應(yīng)用。在含鐵和硅比較低的電工用鋁中，如加入適量稀土，在鹽霧中（相當(dāng)于在沿海地區(qū)架設(shè)的鋼芯鋁絞線線路）試驗(yàn)證明，可改善其耐蝕性，但如果含鐵、硅較

30、高的鋁，則其結(jié)果是相反的。作為電纜線芯用的銅、鋁、鋁合金，一般而言，它們的耐蝕性應(yīng)為銅鋁鋁合金，但必須指出做電纜線芯用的銅線，如果在絕緣材料中有硫，則銅表面就會(huì)產(chǎn)生“發(fā)粘發(fā)黑”的腐蝕產(chǎn)物。在這種情況下為何電纜銅線表面要鍍一層錫，其原因就是要使錫起到隔離的作用。銅包鋁線耐蝕性，一旦銅表面出現(xiàn)“針孔”（露鋁），將產(chǎn)生加速的電化腐蝕，從而招致脆斷。26上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute26 4.2 誤導(dǎo)投資，使電纜行業(yè)中、低檔產(chǎn)品早已過剩的現(xiàn)實(shí)，進(jìn)一步擴(kuò)大過剩，由此或許誤導(dǎo)投資，使電纜行業(yè)中、低檔產(chǎn)品早已過剩的現(xiàn)實(shí)，進(jìn)一步擴(kuò)大過剩，由此

31、或許有助于化解電解鋁過剩（上游），但又使電纜產(chǎn)品的過剩（下游）產(chǎn)生了麻煩。有助于化解電解鋁過剩（上游），但又使電纜產(chǎn)品的過剩（下游）產(chǎn)生了麻煩。 誤導(dǎo)之三：媒體不斷轉(zhuǎn)載的報(bào)導(dǎo)說：國(guó)外鋁合金電纜的應(yīng)用已達(dá)到了誤導(dǎo)之三：媒體不斷轉(zhuǎn)載的報(bào)導(dǎo)說：國(guó)外鋁合金電纜的應(yīng)用已達(dá)到了80-90% ，因此，因此這個(gè)市場(chǎng)潛力巨大。這個(gè)市場(chǎng)潛力巨大。 據(jù)ICA國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)（2013年10月）的調(diào)研報(bào)告，他們對(duì)北美、歐洲等主要的世界電力電纜市場(chǎng)的調(diào)研，其基本的結(jié)論是在世界范圍內(nèi)每年生產(chǎn)的用于傳輸電能的電線電纜，包括裝備用電纜，工業(yè)用電纜，建筑用電纜，電力系統(tǒng)用電纜和裸導(dǎo)線（BOHC，架空導(dǎo)線），所用的導(dǎo)體量是23.12

32、百萬噸銅當(dāng)量（2012），銅的份額是42.6%；而電力電纜，只包括工業(yè)用和電力系統(tǒng)用，所用的導(dǎo)體量為7.01百萬噸銅當(dāng)量（2012），銅份額為50.6% 。報(bào)告所采用的數(shù)值是以銅當(dāng)量來計(jì)算的，即1噸鋁的銅當(dāng)量是2噸；報(bào)告所采用的分類方法和國(guó)內(nèi)不同，但應(yīng)可供參考。 歐洲是用鋁（其中包括架空導(dǎo)線用鋁合金）比較多的地區(qū)，使用于電纜和架空線的鋁歐洲是用鋁（其中包括架空導(dǎo)線用鋁合金）比較多的地區(qū)，使用于電纜和架空線的鋁約為約為51.5% ，其中架空導(dǎo)線用鋁（包括鋁合金）為，其中架空導(dǎo)線用鋁（包括鋁合金）為74%，電纜用鋁為，電纜用鋁為26% ，為便于記憶，為便于記憶，使用鋁、銅導(dǎo)體重量之比約三七開。在歐

33、洲電力電纜用導(dǎo)體只用鋁，不用鋁合金?，F(xiàn)在，使用鋁、銅導(dǎo)體重量之比約三七開。在歐洲電力電纜用導(dǎo)體只用鋁，不用鋁合金?，F(xiàn)在8000合金的主要用地在北美和中國(guó)，合金的主要用地在北美和中國(guó)，8000鋁合金在北美也只是用于建筑用低壓電纜。鋁合金在北美也只是用于建筑用低壓電纜。27上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute27 據(jù)CRU英國(guó)商品研究所2013年9月報(bào)告：（1）2012年鋁芯絕緣電力電纜消費(fèi)增速為6.4% ，在金屬絕緣線纜中表現(xiàn)最強(qiáng)勁，但凈增長(zhǎng)量不大；（2）鋁芯電纜在印度應(yīng)用最普遍，在日本應(yīng)用最少。按導(dǎo)體重量計(jì)算，全球36.8%的電力電

34、纜使用了鋁導(dǎo)體，其中日本使用鋁芯電力電纜的市場(chǎng)份額最少只有4.3%，而印度使用鋁芯電力電纜占了整個(gè)市場(chǎng)份額的85% 。鋁芯電纜主要應(yīng)用在電力傳輸領(lǐng)域，而在工業(yè)用電力電纜還主要用銅芯電纜。（3）盡管銅價(jià)很高，但鋁的替代進(jìn)程還不是很迅速，鋁芯電力電纜的比例，從2004年的28%到2011年的37%，在7年間只增長(zhǎng)了9% 。（4）架空絕緣電纜在電力傳輸領(lǐng)域中的應(yīng)用已越來越大了（這種電纜的結(jié)構(gòu)主要是鋁導(dǎo)體或鋼芯鋁絞線加絕緣），就中國(guó)2012年的用鋁量已達(dá)17萬噸。28上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute28 誤導(dǎo)之四：據(jù)報(bào)導(dǎo)說：某企業(yè)已在幾

35、個(gè)地區(qū)投資幾個(gè)制造鋁合金電纜的工廠，總計(jì)誤導(dǎo)之四：據(jù)報(bào)導(dǎo)說：某企業(yè)已在幾個(gè)地區(qū)投資幾個(gè)制造鋁合金電纜的工廠，總計(jì)投入幾十個(gè)億，幾年后每個(gè)新建企業(yè)產(chǎn)值可達(dá)投入幾十個(gè)億，幾年后每個(gè)新建企業(yè)產(chǎn)值可達(dá)100億；甚至還有報(bào)導(dǎo)說億；甚至還有報(bào)導(dǎo)說“預(yù)計(jì)未來預(yù)計(jì)未來5年內(nèi)年內(nèi)我國(guó)鋁合金電纜市場(chǎng)將高速發(fā)展，形成我國(guó)鋁合金電纜市場(chǎng)將高速發(fā)展，形成2000億元以上的市場(chǎng)規(guī)模億元以上的市場(chǎng)規(guī)模”?，F(xiàn)在電纜行業(yè)內(nèi)外已掀起瘋狂的投資鋁合金企業(yè)風(fēng)，有的說有100家，也有說200家，眾說紛紜，由此政府與企業(yè)互動(dòng)，政府要GDP，企業(yè)要政府批地，要銀行貸款?，F(xiàn)在電纜行業(yè)最擔(dān)心的是過剩再過剩以及鋁合金電纜產(chǎn)品質(zhì)量如何保證，不要再

36、把這個(gè)新興的市場(chǎng)搞濫了。現(xiàn)在已有鋁電纜當(dāng)鋁合金電纜出售，以獲取高額利潤(rùn)。值得警惕!29上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute294.3 推進(jìn)推進(jìn)“以鋁節(jié)銅以鋁節(jié)銅”在利潤(rùn)刺激下似乎制造方熱，應(yīng)用方溫，實(shí)際上雙方都還在利潤(rùn)刺激下似乎制造方熱，應(yīng)用方溫，實(shí)際上雙方都還缺乏充分準(zhǔn)備。缺乏充分準(zhǔn)備?！耙凿X節(jié)銅以鋁節(jié)銅”是國(guó)際性的趨向，但不是催（吹）生出來的是國(guó)際性的趨向，但不是催（吹）生出來的“高歌猛進(jìn)高歌猛進(jìn)”，而是，而是“漸進(jìn)式漸進(jìn)式”的，要有的，要有“技術(shù)準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備”和和“市場(chǎng)準(zhǔn)備市場(chǎng)準(zhǔn)備”。就電工用鋁和鋁合金而言就電工用鋁和鋁合金而

37、言，電工用鋁，目前基礎(chǔ)較好，但從開發(fā)到穩(wěn)定應(yīng)用也花了約10多年的時(shí)間；電工用鋁合金特別是架空導(dǎo)線用鋁合金（它的技術(shù)門檻要比電纜用鋁合金高）。到目前為止，國(guó)內(nèi)企業(yè)能真正實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)的也只是到目前為止，國(guó)內(nèi)企業(yè)能真正實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)的也只是屈指可數(shù)的若干家。這里的問題涉及裝備現(xiàn)代化的步伐和工藝的穩(wěn)定性。屈指可數(shù)的若干家。這里的問題涉及裝備現(xiàn)代化的步伐和工藝的穩(wěn)定性。從應(yīng)用方而言，最關(guān)注的是在不同電壓等級(jí)下應(yīng)用的鋁和鋁合金電纜的連接和從應(yīng)用方而言，最關(guān)注的是在不同電壓等級(jí)下應(yīng)用的鋁和鋁合金電纜的連接和安全可靠運(yùn)行問題。安全可靠運(yùn)行問題。因?yàn)檫@里是有技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)責(zé)任的。因此就涉及對(duì)這種產(chǎn)品應(yīng)用的可信度問

38、題。為了擴(kuò)大應(yīng)用，應(yīng)用方必須解決連接的技術(shù)及其備品應(yīng)用方必須解決連接的技術(shù)及其備品備件（鋁備件（鋁-鋁，銅鋁，銅-鋁連接備件），以及施工和人員培訓(xùn)的問題。當(dāng)然有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)鋁連接備件），以及施工和人員培訓(xùn)的問題。當(dāng)然有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也必然是在充分論證的基礎(chǔ)上，通過實(shí)踐、總結(jié)、逐步出臺(tái)的。和規(guī)范也必然是在充分論證的基礎(chǔ)上，通過實(shí)踐、總結(jié)、逐步出臺(tái)的。30上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute305、發(fā)展前景：、發(fā)展前景： 不容置疑，不容置疑，“以鋁節(jié)銅以鋁節(jié)銅”在中國(guó)的發(fā)展前景是明朗的，在國(guó)際上也是不斷漸行的在中國(guó)的發(fā)展前景是明朗的，在國(guó)際

39、上也是不斷漸行的。5.1 架空輸配電線路用導(dǎo)線架空輸配電線路用導(dǎo)線 目前和將來都是鋁和鋁合金的最大用戶。5.2 在中國(guó)鋁和鋁合金電纜的發(fā)展在適用的范圍內(nèi)尚有發(fā)展空間，在中國(guó)鋁和鋁合金電纜的發(fā)展在適用的范圍內(nèi)尚有發(fā)展空間，但看來難于按高歌猛進(jìn)方式前進(jìn)。用鋁電纜還是用鋁合金電纜或是用銅電纜主要的決定者在電纜的終端設(shè)計(jì)者和用戶，不決定于電纜工業(yè)的制造方。 鋁芯電纜和鋁合金芯電纜是同類的產(chǎn)品，是一對(duì)競(jìng)爭(zhēng)者鋁芯電纜和鋁合金芯電纜是同類的產(chǎn)品，是一對(duì)競(jìng)爭(zhēng)者，國(guó)內(nèi)外都一樣，在價(jià)格上前者更占優(yōu)勢(shì)。31上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute315.3

40、電工用鋁導(dǎo)體在繞組線上的應(yīng)用電工用鋁導(dǎo)體在繞組線上的應(yīng)用主要用途：電磁線圈、變壓器和電機(jī)等領(lǐng)域。兩個(gè)不用鋁線：一般電機(jī)設(shè)計(jì)壽命為20年，不考慮用鋁線；特別10KVA以上的變壓器一般不用鋁線。近些年來，繞組線用鋁線有所增長(zhǎng)，2012年鋁電磁線用量約10萬噸，主要用于微波爐變壓器、洗衣機(jī)電機(jī)、電扇電機(jī)、冰箱壓縮機(jī)，特別是電子變壓器有著廣泛的適用領(lǐng)域等。近年來，由膜包矩形絞和組合膜包矩形絞鋁繞組線制造的干式平波電抗器在超高壓和特高壓直流輸電線路上應(yīng)用已進(jìn)入實(shí)際試用階段，這是在該領(lǐng)域的一個(gè)亮點(diǎn)。 例如：80萬伏直流特高輸電線路上用的干式空芯平波電抗器，它的特點(diǎn)是不維修，1個(gè)鋁線圈高4米多，重達(dá)40多噸

41、（加絕緣后達(dá)80-90噸），置于20多米的高空。 現(xiàn)已正在開始實(shí)施的溪洛渡和糯扎渡兩條輸電線路為例，需44臺(tái)這種干式平波電抗器，總計(jì)用鋁1760-2000噸。32上海電纜研究所Shanghai Electric Cable Research Institute325.4 電工用鋁導(dǎo)體在通訊電纜上的應(yīng)用電工用鋁導(dǎo)體在通訊電纜上的應(yīng)用“光進(jìn)銅退”和“以鋁節(jié)銅”趨勢(shì)凸顯?！肮膺M(jìn)銅退”意味著光纖逐步向用戶端延伸，最終實(shí)現(xiàn)光纖到戶和光纖到桌面；銅線纜逐步向用戶端退縮，最終退網(wǎng)，或者基于已有的銅線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行寬帶再提速，以滿足寬帶提速的整體訴求，甚至可以實(shí)現(xiàn)100M的寬帶接入速率，有效確保銅線改進(jìn)方案的大規(guī)模普及應(yīng)用。移動(dòng)網(wǎng)用的射頻銅電纜，用鋁電纜代替已成現(xiàn)實(shí)。它不僅成本低，而且安裝、重量等方面也有顯著優(yōu)勢(shì)。5.5 城市軌道交通用鋁鋼復(fù)合導(dǎo)電軌已國(guó)產(chǎn)化城市軌道交通用鋁鋼復(fù)合導(dǎo)電軌已國(guó)產(chǎn)化，隨著我國(guó)軌道交通的發(fā)展，已國(guó)產(chǎn)化的可除冰的、抗震的、鋼側(cè)邊帶燕尾槽的和波紋管膨脹接頭的鋼鋁復(fù)合導(dǎo)軌將在城市軌道交通中擴(kuò)大應(yīng)用。5.6 國(guó)外鋁線纜的應(yīng)用概況國(guó)外鋁線纜的應(yīng)用概況電工用鋁的市場(chǎng)份額已和銅份額平分秋色（按電工用鋁的市場(chǎng)份額已和銅份額平分秋色（按1噸鋁的銅當(dāng)量是噸鋁的銅當(dāng)量是2噸計(jì)算）；用戶選用銅噸計(jì)算）；用戶選用銅電纜還是鋁電纜，主要的驅(qū)動(dòng)力是價(jià)格，當(dāng)銅價(jià)