为什么铝合金电缆不能取代铜电缆？——长通电缆

    中国工业要做强，就不能用低品质材料替代高品质材料，中国要走节能环保道路，就不能用高耗能材料替代低耗能材料，中国城市要提高安全保障度，对人民生命负责，就不能用低安全度材料替代高安全度材料，中国电网要走向世界，建立世界能源互联网和坚强电网，就必须选用好的导体材料而不是便宜的导体材料，中国工业要实施2025计划，就需要树立全生命周期管理理念而不能只重视价格而忽视质量。从资源战略角度考虑，中国越进口铜则对外界依赖越少，因为铜可以循环使用。因此说，在电力行业以铝代铜或以铝节铜与中国国家利益和大众利益是逆向而行。在配电网中，除了在对线缆的重量因素和机械强度要求高，对可靠性和抗灾能力要求低的一些特殊领域外，不支持以铝合金电缆取代铜电缆。本文从八个方面说明在电力行业推行以铝代铜或以铝节铜与国家强国政策和城市坚强电网的基本导向不符。

1.与节能减排政策要求不符

　　中国的资源禀赋决定了煤炭在能源结构中占据主导地位的格局将会长期不变。煤炭的利用会对环境造成很大的影响，为了应对和减少这种影响，将煤炭转化为电力是好的选择。预计到2020年，电力消费将超过8万亿千瓦时。电网作为电力生产和消费的中介，在节能减排中的角色是必须要考虑的。节能减排是我国的一项基本国策，也是实现我国经济可持续发展的必然选择，作为电力使用大户的电力企业，更应对这个问题加以重视，节能减排就是要采取技术上可行、经济上合理的措施，来提高能源的利用效率，大限度地减少能耗。电缆是否节能环保，要看电缆核心指标即导电率和电阻，如果铜的导电率是100%，铝合金电缆的导电率仅为铜的61.2%。据《电网设备金属材料监督与检测》一书提供的资料，同为标称120mm2截面的导体，在20℃时，铜导体的电阻不大于0.158Ω/km，而铝合金导体为0.249Ω/km。可见，在相同截面下铝合金电缆的线损率要明显高于铜电缆。

　　另外，据英国巴斯大学的G.P.Hammond和C.I.Jones对电网中使用的不同的原材料在生产和使用过程中所包含的能耗进行了深入的比较研究，如表1所示。可以看出，金属铝在生产和使用过程中的能耗约为铜的3倍。

　　铝和铝合金电缆在生产和使用中所消耗的能源比铜电缆高的多，因此从节能减排角度看。作为一个替代材料，铝合金电缆是用高耗能材料替代低耗能材料(铜电缆)，这与国家基本国策是矛盾的。2.与城市安全政策不符，偏离了提高城市安全的紧迫需求中国城市建设过程中曾经对质量、标准、材料要求不严，导致城市重大事故频发。发展不能以牺牲人的生命为代价。这是一条不可逾越的红线。”城市安全与城市居民生命的保护，今后将成为城市建设中的重要政策诉求。铜电缆的防灾、抗灾能力大大优于铝合金电缆。铝合金电缆在耐高温性能方面性能弱，铝的熔融温度为660℃，而铜可达1080℃，在高温环境中使用的耐火电缆要求要在经受750℃～1000℃作用下仍能维持通电的功能。铜电缆这种耐高温的属性，在火灾情况下，构成了大众生命的保障线。电网运行经验表明，电力电缆的故障80%发生在接头部位。在这一点上，铜具有铝及铝合金无可比拟的优越性，即使受到氧化，生成的氧化铜仍是优良导体，能够保证接头和端子的电连接性能;而铝合金电缆即使有良好的施工工艺保障，在接头或端子部位受到氧化后，生成的氧化铝是绝缘体，会导致接头或端子导电性劣化，从而加剧接头或端子发热从而使氧化更加严重。如此恶性循环，从而发生电缆系统故障。因此在选择这种涉及千家万户和城市安全的电缆材料时，决策者是否应有忧患意识?使人民的生命与财产不受到因追求低价格高利润而导致危险系数大幅度增加。习主席说“我为什么经常讲底线思维?就是要求充分准备，要有戒惧之心，要有忧患意识，有的事万一发生了怎么办，然后对万一要有所防范.”3.与电网公司配电网安全政策取向不相吻合对电力系统来说，安全性总要优先于经济性。因为安全性和可靠性不过关，经济性将无从谈起。供电可靠性是衡量供电质量的主要指标。国家电网公司在《“十二五”配电网规划(技术原则)指导意见》中要求直辖市、省会城市、计划单列市的市区部分，供电可靠率要达到99.99%以上，核心区要达到99.999%，即全年停电时间不超过5分钟，地级市也要达到99.93%以上。就是当某一用户的供电线路发生故障时，配电网络必须在很短的时间内立即切换到相邻线路，保证对用户不间断供电。这条相邻线路除承担自身负荷外，还必须承担切换过来的负荷，这就要求网络中的每一条供电线路必须具备较强的供电能力，也就是导线的载流量要足够大。要满足上述要求，除了要有完善的网络结构外，优良的设备和线路必不可少，由于同截面的铜芯电缆要比铝芯电缆允许的载流量(能够通过的电流)高30%左右，为满足城市供电可靠性要求，城市配电网广泛采用铜芯电缆。铝制电缆的安装要求很高，如果安装做不好就更容易出现事故。另外，铝合金电缆故障维修复杂，耗时比同等的铜电缆要长，这无疑会进一步降低电网的供电可靠性。随着经济发展，人们对生活品质和生活体验会更加苛求。试想如果铝合金电缆因低价而进入城市配电系统，故障频发不仅会给城市居民生活带来不便，甚至会安全堪忧。

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绝缘部分

◆电力电缆的载流 量是指在高允许温度下，电缆导体允许通过的大电流。在设计选用电缆时，应使电缆各部分损耗产生的热量不会超过电缆允许高温度，在大多数情况下，电缆 的传输容量是由电缆温度限度所确定，电缆的允许温度，主要取决于所用绝缘材料的热老化性能，因为电缆工作温度过高，绝缘材料老化会加速，电缆寿 命大缩短。如果电缆在最允许温度以上运行，电缆将30年安全工作。

◆XLPE是交联聚乙烯英文名称的缩写，聚乙烯是一种线性分子结构，在高温下极易变形。交联聚乙烯过程使其变成一种网状结构。这种结构即使在高温下也一样具有很强的抗变形能力。

◆交联聚乙烯极佳的抗老化特性及强的耐热变形决定了在正常运行温度(90C)短时故障(130C)及短路(250C)条件下可允许大电流通过。正因为它的运行温度比聚氯乙烯高20C，具有优异的抗热化性能，增加绝缘的抗老化性能，寿命大大增加。

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1、导体部分腐蚀主要有两种：

化学腐蚀与电化学腐蚀

◆化学腐蚀：指金属在大气中与氧、氯、二氧化硫等气体做用下发生腐蚀。

  金属表面与氧发生作用后，生成不同的金属氧化物。

  铝的氧化物能构成致密的有一定硬度的表面保护膜。