鋁合金電纜廠考察分析報告

郭飛　施蔣娟　張煒瑋

摘要：2014年8月5日，中機國能電力工程有限公司設計事業部、物資采購部相關人員參觀考察了河北欣意電纜有限公司和美國通用電纜（中國）兩家合金電纜公司，經過實地考察以及相關資料對比，進行了銅芯和鋁合金電纜相應的分析。隨著銅材料供給局限性的逐步擴大，鋁合金材料為電纜事業的發展開辟了全新的方向。

關鍵詞：鋁合金；電纜廠；實地考察；考察報告；銅芯電纜 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM247 文章編號：1009-2374（2016）24-0154-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.077

1 銅芯電纜與鋁合金電纜概況

目前，我國電纜年產值已突破一萬億，成為了電工電器行業中僅次于汽車整車制造業的第二產業，而在其中銅芯電纜是電纜行業的主流產品，其中高達97%的電纜是銅芯電纜，用銅量約占全國用銅量的50%以上。銅作為我國僅次于石油的第二大戰略物資，近年來消費量高速遞增，目前進口依存度高達60%，銅的資源問題將成為銅芯電纜發展的攔路石。銅芯電纜能夠成為主流產品，有其不可忽視的優點，其優點大致為以下兩點：

一是，銅芯電纜載流量大。由于電阻率低，同截面的銅芯電纜要比鋁芯電纜允許的載流量（能夠通過的最大電流）高30%左右。

二是，銅芯電纜電壓損失低。由于銅芯電纜的電阻率低，在同截面流過相同電流的情況下，銅芯電纜的電壓降小。

這些優點便是銅芯電纜成為主流的原因之一，但是眾所周知，中國并非銅資源大國。在中國銅資源匱乏現狀是不可回避的問題，銅價一直居高不下，也因此銅芯電纜不能完全地統領整個電纜市場。新型電纜的推廣和應用將是一項事關我國國防建設、社會經濟協調發展、造福子孫后代的偉大工程。按照對電纜的探索與應用歷史來算，鋁合金電纜便屬于專業人士口中所說的新型電纜，其可發展性和實用性經過了西方國家的實踐，也表現出了可行性。西方國家以鋁合金電纜代替銅芯電纜已有40年的歷史，在西方國家電纜應用中，銅芯電纜的占比為60%～70%，鋁合金電纜占比30%～40%，而在中國鋁合金電纜的占比卻僅僅只占了2%～3%。由此可見，在中國市場中，鋁合金電纜的未來發展是十分可觀的。從世界市場上來看，雖然ALCAN、SOUTHWIRE、NEXANS三家鋁合金電纜國際巨頭長期壟斷著市場和技術，但目前已經出現多家鋁合金電纜生產廠家，都獲得了美國UL、加拿大CUL、澳大利亞SAI GLOBAL、馬來西亞SIRIM認證，這意味著鋁合金電纜產業的發展趨勢將不可阻擋。從運用的廣泛性上來看，鋁合金電力電纜廣泛應用于電力、汽車、交通、礦產、船舶、化工、軍事等領域，相比銅芯電纜，鋁合金電纜在復雜惡劣的工程環境下使用，其優勢將更為明顯。

銅芯電纜是以無氧銅為主材料制成的電纜，而鋁合金電纜是指在鋁中增加鐵、稀土等元素，經過退火處理后形成的合金材料制成的電力電纜。相比起銅芯電纜，制作鋁合金電纜這種技術是更加先進、更加成熟的。以在這種技術制作出來的鋁合金電纜與銅芯電纜相比，無論在資源、環保、安全，還是性能、價格等方面均具有明顯優勢，其優勢可大致分為以下四點：

第一，各項性能指標優越。鋁合金電力電纜通過添加微量稀土元素、鐵元素以及特殊的工藝處理，使產品在導電性、柔韌性、延伸性、抗蠕變性、抗腐蝕性等方面均優于銅電纜。

（1）硅烷交聯聚乙烯電纜絕緣材料具有良好的抗氧化、耐腐蝕性。根據美國材料學會公布的數據，使用壽命高出銅電纜10年以上；（2）鋁合金電纜導體的柔韌性比銅電纜提高了30%，抗蠕變性比銅電纜小40%，延伸性比銅電纜提高了50%；（3）外層采用先進的金屬連鎖鎧裝技術，具有優異的抗壓、抗沖擊、抗彎曲、防蟲鼠咬等特性；（4）相比銅導體，鋁合金導體的導電性、載流量比銅導體弱，鋁合金電纜需采取增大導體截面和線芯緊壓技術，滿足相同載流量、電阻及電壓損失。

第二，高科技專利材料降低了火災風險。鋁合金采用自主研制的阻燃硅烷交聯聚乙烯材料，加上其獨特的自鎖型鎧裝結構，當電纜外火溫度達到近千攝氏度時，可實現不延燃、不滴落，低煙無鹵，從而大大降低了火災風險和人身安全隱患，被稱為“救命技術”。

第三，資源優勢。我國是一個鋁礦資源和稀土資源儲量豐富的國家，其中鋁礦探明儲量為30億噸，占世界總量的12%。

第四，價格優勢。鋁合金電纜的主材是鋁。鋁的價格、比重遠遠低于銅，加上施工時局部地方可免去橋架安裝，用工少，綜合成本比銅電纜可降低20%～30%。

由此可見，鋁合金電纜相比銅芯電纜，具有一定優勢，而在如今的中國市場中，亦有著不少相關的公司與工廠著手于鋁合金電纜的開發與研究，在中國新型電纜的市場將會進一步擴大，而鋁合金電纜便是其中一支強勁的動力。

2 合金電纜廠概況

2.1 河北欣意電纜有限公司

河北欣意電纜有限公司為安徽欣意電纜有限公司的子公司，于2012年3月14日正式成立，位于石家莊高新技術產業開發區，當年9月投產。公司擁有從鋁錠到鋁桿生產線、十三模智能化高速拉絲機、630框式絞絲機、150擠塑機、3150大型成纜機等生產設備，QJ57型電橋拉力機、熱老化試驗箱等檢測設備，目前的年產值約為2億人民幣，電力行業的業績主要是一些地方供電局。

2.2 美國通用電纜（電纜）天津工廠

ALCAN公司為全球知名鋁合金電纜國際巨頭，于2006年引進了世德合金?STABILOY?電力電纜品牌，在天津空港經濟區內投資建廠，占地總面積14萬平方米，天津工廠項目投資9800萬美元。于2009年第二季度投產，當時的公司名稱為加鋁（天津）鋁合金產品有限公司。

2012年加鋁（天津）鋁合金產品有限公司被美國通用電纜（電纜）收購。

世德合金?STABILOY?電力電纜品牌是ALCAN公司專署品牌，在西方擁有40年的歷史。

該公司研發了AA8030鋁合金導體，為專用于民用及工業電力電纜特別開發的鋁合金導體，AA8030是其在美國鋁業協會的注冊牌號。以AA8030鋁合金作為導體材料的電纜在北美擁有近40年的合金生產安裝和無故障運行經驗。

該公司還針對AA8030導體進行了生命周期評價，即從原材料、生產、使用、生命末期處理、循環和最終處置的產品生命周期的環境因素和潛在的環境影響。

該公司的生產廠房、生產流程、生產管理、質量要求等各方面都采用了先進的技術，給人以耳目一新的感覺，該電纜廠目前的年產值約為20億人民幣，在中國也有較多業績，也擁有300MW、600MW發電廠項目的業績。

3 合金電纜與銅/鋁電力電纜性能對比表

以下為銅芯電纜、鋁合金電纜、鋁電纜的性能對比表，參考使用了合金電纜廠家提資的資料，

4 結論和建議

鋁合金電纜具備先進的機械性能，高延伸、強柔韌、易彎曲、低反彈，也具有可靠的安全性能，連接性能穩定、高強度抗蠕變性、阻燃性能優越、抗腐蝕性能好、耐氧化、環保，安裝方便、快捷，節省成本，在工程運用中可以考慮使用。而相比銅芯電纜目前所能表現出來的機械性能，無論從抗腐性能、電纜重量、最大單引力，還是從安裝方便性、經濟性來看，鋁合金電纜都優勝于銅芯電纜。若采用鋁合金電纜，在滿足同樣載流量的情況下，鋁合金電纜截面需要放大，相應的電纜埋管截面也需要放大。電纜橋架的填充度增加，荷載不增加。目前鋁合金電纜產品的最小截面為16m2，而銅芯電纜為4m2，若采用鋁合金電纜時，建議小截面電纜仍采用銅芯電纜，這樣能夠更好的適應某些特殊的環境。對這兩家企業進行調查之后，發現生產技術、生產管理等各方面均較為先進、規范，生產產品流、質量更可靠，有一定的工程業績。

參考文獻

[1] 徐應麟，王春江.金屬材料[M].北京：北京機械工業出版社，2014.

[2] 夏新民.電纜技術規格[M].廣州：廣東化學工業出版社，2008.

[3] 合金電纜廠.合金電纜與銅/鋁電力電纜性能對比表

[S].2015.

作者簡介：郭飛（1982-），男，江蘇南通人，中機國能電力工程有限公司工程師，研究方向：大中型火力發電廠建設；施蔣娟（1988-），女，江蘇南通人，中機國能電力工程有限公司助理工程師，研究方向：大中型火力發電廠建設；張煒瑋（1982-），女，上海人，中機國能電力工程有限公司高級工程師，在讀碩士研究生，研究方向：工程項目管理、大中型火力發電廠建設。

（責任編輯：秦遜玉）