铝合金导线具有抗弯曲、抗压蠕变和耐腐蚀等物理、机械性能,更是由于其能节约成本,比一般电缆经济性更强,因此应用广泛。但铝合金电缆技术含量高,生产装备投资大,需要具有成熟的材料配方、生产工艺和人才。导体铝合金材料生产需要专利配方、需自己熔炼和铸轧,才能保证合金材料品质。电缆生产还需多道韧炼等生产工艺要求,需专门技术,成熟工艺,专门生产、管理人才,专用生产装备等都完备,才可能生产出合格的合金电缆产品。行业门槛高,不专业、不具备实力和成熟生产条件的厂家难以参与。
铝合金电缆好处多,铜包铝电缆也不输给它。对于电缆行业来说,作为其主要原材料的铜,占了电缆产品总成本的70%~80%,近年来,铜电缆的价格随着铜价的上涨而急剧增长,对投资方和施工方在工程造价控制方面带来极大的困难,为此,铜包铝电缆研究和应用迅速增长。
铜包铝线缆是指以铝芯线代替铜成为线缆主体,外面包一定比例的铜层的电线电缆。铜包铝电缆就其用途来分,基本可分为两类:一类是供电用的铜包铝电缆,另一类是信号或通讯用途的铜包铝电缆。就其特性,将铜包铝和纯铜电缆进行以下的比较。
第一,在材质性能方面,纯铜导体强度、伸长率比铜包铝导体大,也就是说纯铜在机械性能方面比铜包铝好。从电缆设计的角度来看,纯铜导体比铜包铝导体机械强度好的优点,在实际应用过程中不一定需要。铜包铝导体比纯铜轻很多,因此铜包铝的电缆在整体重量上比纯铜导体电缆要轻,这样会给电缆的运输和电缆的架设施工带来方便。
第二,在电气性能方面,因为铝的导电性比铜差,使得铜包铝导体的直流电阻比纯铜导体大,这点有无影响主要看电缆是否会被用供电,如给放大器提供电源,如果被用来供电的话,铜包铝导体将会导致额外的电力消耗,电压降低较多。当频率超过5MHz时,此时的交流电阻衰减在这两种不同的导体下没有明显的区别。当然,这主要是因为高频电流的集肤效应,频率越高,电流的流动就越接近导体表面,在铜包铝导体的表面实际上纯铜材料,当频率高到一定时候,整个电流镀在铜材质里面流动了。在5MHz情况下,电流在近表面的约0.025毫米厚度中流动,而铜包铝导体的铜层厚度比此厚度多约一倍。对于同轴电缆,因为传输的信号是在5MHz以上,因此铜包铝导体和纯铜导体传输效果是相同的。在实际测试电缆的衰减可以证明这一点。
第三,从经济性方面,铜包铝导体是按重量出售的,纯铜导体也是按重量出售的,铜包铝导体的价格要比相同重量的纯铜导体贵一些。但是同样重量的铜包铝要比纯铜导体长度长很多,而电缆是按长度计算的。相同重量铜包铝线是铜线长度的2.5倍,价格仅仅是每吨多几百元。综合下来,铜包铝就很有优势。由于铜包铝电缆比较轻,电缆的运输成本、安装架设成本都会有所降低,会给施工带来一定的方便性。
第四,铜包铝电缆相较于纯铜电缆而言,维护更加简易,维护成本更低。使用铜包铝能减少网络故障,避免网络人员在维护时“冬天剪芯,夏天剪皮”(铝带纵包或铝管产品)。由于电缆的铜内导体与铝外导体热膨胀系数相差较大,在炎热的夏季,铝外导体伸张较大,铜内导体相对回缩,不能充分接触到F头座内的弹性触片;在严寒的冬季,铝外导体收缩较大,使屏蔽层脱落。当同轴电缆采用铜包铝内导体时,它与铝外导体的热膨胀系数相差较小,气温变化时,电缆抽芯的故障大为减少,提高了网络的传输质量。
另外,电线电缆行业采用铜包铝线也可以缓解企业采购的压力,铝线外面包一层铜经拉制而成的双金属线,由于具有比重小,传输性能好等优点,特别适用于做射频同轴电缆的内导体,与纯铜线相比,其密度为纯铜40%左右。而传输特性优于纯铜线,是最理想的射频同轴电缆分支线内导体。 随着铜包铝电缆性能上的优势体现,再加上铝合金电缆的发展,无疑将为未来几年电线电缆的发展起到促进作用。