銅包鋁合金/銅復(fù)合導(dǎo)體電纜的應(yīng)用探討

張方 王位權(quán) 于笑辰 葛雷 王偉陽 劉鳳月

摘?要：本文對銅包鋁合金/銅復(fù)合電纜的載流量、機(jī)械性能、連接性能、經(jīng)濟(jì)性和可再生性等多方面與銅導(dǎo)體電纜進(jìn)行對比分析，探討其在工程中應(yīng)用的可行性。通過研究表明該產(chǎn)品不但各方面性能可靠穩(wěn)定，使用壽命長，而且性價比高。結(jié)合國家政策對該產(chǎn)品的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：銅包鋁合金;有限元分析;載流量;機(jī)械性能;可再生性

中圖分類號：TM244.1??文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

目前，國內(nèi)電力輸送的主要載體是銅導(dǎo)體和鋁導(dǎo)體。銅導(dǎo)體性能優(yōu)異但是造價高，鋁導(dǎo)體易氧化形成致密氧化膜，大大增加導(dǎo)體電阻，損耗較大。國內(nèi)一直在積極探索合適的電纜導(dǎo)體，繼而出現(xiàn)將銅層均勻而同心地包覆在鋁芯線上，并使兩者界面上的銅和鋁原子實現(xiàn)冶金結(jié)合的一種層狀復(fù)合材料-銅包鋁導(dǎo)線（以下簡稱CCA），而鋁芯機(jī)械性能較差，適用性有局限[1～3]。目前，鋁合金電纜[4，5]在歐美市場占有率高，若采用銅包鋁合金（以下簡稱CCAA）可以綜合銅和鋁合金的優(yōu)點(diǎn)，CCAA導(dǎo)體克服了鋁導(dǎo)體強(qiáng)度低、易蠕變和銅芯導(dǎo)體密度大、成本高等缺點(diǎn)，具有可焊性強(qiáng)、易加工、密度小、彎曲半徑小和經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。

電纜的載流能力取決于導(dǎo)體的交流電阻、電壓等級和環(huán)境溫度。銅導(dǎo)體在50Hz交流頻率下的集膚深度約為9mm，大部分的電流都分布在集膚深度范圍內(nèi)。因此，如果在集膚深度內(nèi)的外層導(dǎo)體采用銅導(dǎo)體，在集膚深度以外的內(nèi)層導(dǎo)體采用CCAA形成的新型導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，可以在滿足載流量的前提下，節(jié)約銅材損壞，這樣的組合也是最為經(jīng)濟(jì)合理的。……