隨著(zhù)我國經(jīng)濟步入發(fā)展新常態(tài)，鋁合金電纜在電氣市場(chǎng)中占據了一定份額。相關(guān)媒體和企業(yè)提出了在電力電纜領(lǐng)域全面推廣“以鋁代銅”，并冠之以未來(lái)“發(fā)展方向”，解決銅資源短缺的“戰略舉措”。本文是華東電纜主要對鋁合金電纜和銅電纜進(jìn)行八個(gè)方面橫向對比，并結合實(shí)際應用情況，理性審慎地看待銅鋁替代問(wèn)題。

　　二、銅鋁礦產(chǎn)資源的現實(shí)比較

　　我國銅資源相對短缺是客觀(guān)事實(shí)，但鋁資源其實(shí)并不富裕。所謂“富鋁缺銅”更是不符合國情的誤導宣傳〔1〕。眾所周知，國內鋁加工行業(yè)由于產(chǎn)能?chē)乐剡^(guò)剩，早已列入限制淘汰落后生產(chǎn)序列。國產(chǎn)鋁土礦石的鋁硅比偏低，氧化鋁生產(chǎn)成本偏高。鋁礦的過(guò)度開(kāi)采使國內儲采比僅有6.6年，遠低于石油工業(yè)10年的儲采比〔2〕，顯然儲量不能滿(mǎn)足經(jīng)濟快速增長(cháng)的需要。然而為維持龐大的鋁業(yè)產(chǎn)能，必須從海外大量采購鋁礦資源，預計到“十三五末”鋁礦的海外依存度將達到60%以上。從長(cháng)期來(lái)看，客觀(guān)上存在鋁資源短缺的系統性風(fēng)險。反觀(guān)銅作為可循環(huán)使用的金屬，國內儲采比尚有16年之久，若能利用當前外匯儲備和低價(jià)銅礦的優(yōu)勢，大量收購國外銅礦資源，“藏銅于國內”無(wú)疑更具有突出戰略意義。

　　三、鋁合金電纜與銅電纜的性能比較

　　鋁合金電纜是在普通鋁的基礎上加入微量元素作為導體的電纜形式，雖然是純鋁電纜升級版本，但與銅電纜相比仍有明顯的比較劣勢。

　　(1)鋁合金電纜的導電性較差。

　　鋁合金電纜導電率只有銅電纜的61%。相同電纜截面下，偏大的電阻必然造成線(xiàn)損偏高，降低能源利用效率。相同載流量條件下，鋁合金電纜電阻率總是略大于銅電纜。以負荷電流380A，年利用小時(shí)數4500h，運行壽命30年為例，銅電纜截面若采用150mm2，則鋁合金電纜截面需240mm2，兩者的電阻率分別是0.148/km和0.150/km，年能耗為288495kwh/km和292410kwh/km，全壽命周期內兩者能耗差為117450kwh/km〔3〕。顯然全壽命周期內鋁合金電纜的損耗偏大，背離“節能減排”的發(fā)展方向。

　　(2)鋁合金電纜載流量偏低。

　　城市電網(wǎng)供電可靠性要求達到99.99%，核心區需達到99.999%的更高水平。由于城市電纜網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結構，故障情況下短時(shí)間內保護動(dòng)作，迅速將負荷切轉至對側線(xiàn)路，確保不間斷用戶(hù)供電。但要實(shí)現電網(wǎng)高可靠性，完善的網(wǎng)絡(luò )結構、優(yōu)良的設備和線(xiàn)路都是必不可少的。電網(wǎng)中的供電線(xiàn)路必須具有較高的載流量，除自身負荷外還能承擔臨時(shí)切換負荷。同等截面的銅芯電纜比鋁合金電纜的載流量高出30%以上，顯然更能滿(mǎn)足城市供電可靠性的要求。

　　(3)鋁合金電纜機械抗拉強度低。

　　鋁合金電纜的抗拉強度只有銅電纜的46%，允許牽引力比銅電纜低60%。城市配電網(wǎng)大量采用電纜環(huán)網(wǎng)結構，規劃設計上考慮盡量減少電纜中間接頭的使用。實(shí)際使用中，單根銅電纜敷設長(cháng)度一般在600~800米區間?？紤]在同等載流量條件下，單根普鋁電纜的敷設長(cháng)度僅為500米?？紤]牽引力的影響，單根鋁合金電纜的敷設長(cháng)度只有350米。顯然抗拉強度偏低必然導致單次牽引電纜的長(cháng)度受限，需額外增加大量中間接頭，增加后續運行維護風(fēng)險。

　　(4)鋁合金電纜耐腐蝕性能弱。

　　電纜導體的腐蝕主要是金屬電化學(xué)腐蝕，即在金屬表面發(fā)生原電池或雜散電流干擾引起的電解電池作用。鋁合金電纜在生產(chǎn)工藝中為了改善抗蠕變性能加入了鎂、銅、鋅、硅等元素，并增加熱處理工序。由于電纜運行工況復雜，在含有電解質(zhì)的環(huán)境中，電極電位更低的鋁與其他加入的金屬元素存在電極差，從而形成電流通路，發(fā)生孔蝕和裂隙腐蝕等電化學(xué)現象。鋁合金電纜熱處理工藝還容易造成導體表面物理狀態(tài)不均勻，增加電化學(xué)腐蝕的可能，繼而發(fā)生應力腐蝕裂紋和晶間腐蝕。

　　(5)鋁合金電纜耐高溫性能差。

　　銅的熔融點(diǎn)為1080，而鋁的熔融點(diǎn)僅為660，顯然銅導體是耐火電纜更好的選擇?；馂那闆r下，中心環(huán)境溫度可上升到750以上，電纜必須能夠維持通電的基本功能以構筑生命保障線(xiàn)。顯然當火場(chǎng)溫度高于鋁合金和鋁的熔融點(diǎn)后，無(wú)論采取何種隔熱措施，電纜導體都會(huì )在短時(shí)間內發(fā)生融化，喪失導電功能，從而嚴重影響火場(chǎng)人員安全疏散。 推薦產(chǎn)品：電力電纜

　　(6)鋁合金電纜占用通道資源多。

　　在相近能耗條件下，鋁合金電纜截面需大于銅電纜兩個(gè)規格以上，才能達到相近的載流量。然而增大的導體截面對電纜敷設和電纜通道結構尺寸都帶來(lái)嚴重影響。電纜通道資源是城市電纜網(wǎng)建設的重要組成部分。受城市道路規模和交通組織的影響，大多數電纜采用排管和拉管方式敷設。選用鋁合金電纜進(jìn)行排管內敷設，則排管孔徑必須放大到敷設銅電纜孔徑的1.6倍以上〔4〕，顯然增加了電纜土建工程建設成本。同時(shí)擴大的土建規模增加了占地，在城市地下資源日益緊張的條件下，顯然并不具有可行性。

　　四、結語(yǔ)

　　綜上所述，鋁合金電纜是一種投資風(fēng)險大、市場(chǎng)空間有限、對用戶(hù)安全可靠性保障度低的產(chǎn)品，相對鋁電纜僅是在抗蠕變性能方面有局部改善，卻不能對鋁電纜的其他不足方面提供有效的解決方案。通過(guò)上述對比分析，鋁合金電纜并不適合在中壓系統和城市配電網(wǎng)推廣使用。