电线电缆行业应重提以铝代铜.ppt

1、电线电缆行业应重提以铝代铜,上海电缆研究所信息中心 印永福 吴士敏 蒋强,2008电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源） 2008.7 上海,2,一、背景材料,自2005年以来，铜价飚升，不论用户与电缆制造商均以“望铜兴叹”，寻求替代品，世界电线电缆三次提出以铝代铜均是铜价离奇高涨下产生的。 上世纪五十年代，铜价高速攀升，世界电线电缆行业提出以铝代铜。 上世纪七十年代，同样原因提出以铝代铜。 2005年迄今再次提出以铝代铜。 由于这次铜价比前二次上涨幅度大，这次以铝代铜的广泛性要大于前两次。,3,二、国外以铝代铜的动向,1、Nexans公司预测 到2010年全球电线电缆行业将会有100万吨

2、铜电缆将被铝电缆取代，大约全球电线电缆6%由铜芯变成铝芯。 Nexans公司2006年电缆用铜量与2004年持平，而铝电缆用量比2004年增加一倍。 意大利铝连铸连轧continuus Properzi 公司20062007年2年订货量是20022005年订货量2倍。,4,二、国外以铝代铜的动向,2、一些动向 近12年内铜价将持续处于高位，2008年铜价最预计升到12000美元。 电线电缆终极用户，例如汽车行业出资金支持电线电缆行业从事以铝代铜研究工作。这在过去从未发生过的事，说明铜价上涨影响已非常大。法国汽车工业已开始使用铝芯线芯，德国汽车工业也正在研究汽车线芯使用铝导体。,5,二、国外以铝

3、代铜的动向,3、以铝代铜趋势 （1）在高、中压电力电缆中，将有10%铜 导体被铝导体取代。 （2）在建筑领域，建筑用线将有5%铜线被 铝线取代。 （3）在工业用电缆中2%铜导体被铝导体取代。 （4）通信电缆中15%铜电缆被光纤取代。,6,二、国外以铝代铜的动向,4、国外电线电缆行业很少使用铜包铝电力电缆，铜包铝仅用于通信电缆与射频电缆。 在一些美国UL标准中，电力电缆及电气装备用线导体标准尽管规定可以使用铜包铝，但实际使用很少，这些UL标准还指出，加拿大、墨西哥不允许铜包铝作电力电缆与电气装备线导体。,7,二、国外以铝代铜的动向,在美国UL标准中要求“铜包层与铝芯在冶金学上结合”，并在包装标志

4、上还应出现下到说明： a) “铜包铝只能用于标作与铝导体连接用的设备。铜包铝与标作与铜和铝导体连用的压线连接器接线”。 b) 对于3.315.26mm2（1210AWG）实心铜包铝导体，“可用于允许与铜导体连接用接线螺丝、压接板和插入式弹簧型连接机构”。 c) 如果电线连接器中发生任何组合铜包铝、铜和铝导体的物理性接触，该连接器应标作这类混合用途的类型，且该接头只限用于干燥场所。 我们理解，从标志来看，美国UL 83标准中，把铜包铝归属到铝导体一类中，它仅改善了铝导体的连接性能。,8,三、国内动向,1、国内电力电缆生产现状 目前电力电缆导体用量已超过110万吨，在铜价上涨形势下，铝导体的增长幅

5、度明显大于铜导体。 20052006年铝导体平均增长率达到25%，铜导体平均增长15%，铜芯地下电力电缆在电力电缆总比重有所下降。,9,三、国内动向,为了铜价过高造成电缆制造成本大幅度提高，国内有二种做法: 认为铝接头尚未过关，采用铜包铝导体。 采用铝作为电力电缆导体，提倡以铝代铜。,10,三、国内动向,2、铜包铝导体 制造商对铜包铝作为电力电缆导体应用有三种态度： 不生产铜包铝电力电缆。 以铜包铝电缆冒充铜芯电力电缆。 积极推广铜包铝电力电缆。 采用铜包铝电力电缆，在相同传输容量下，其成本比铜电缆下降30%左右。2006年铜包铝应用于电力电缆估计达到3000吨左右。,11,三、国内动向,铜包

6、铝能否可应用于电力电缆还存在下列困惑： 作为电力电缆导体连接，铜包铝绞线接头必须通过1000次热循环试验，目前尚未做过。 铜包铝股线内，铜铝交界面存在12um脆化层，当股线间用冷焊机焊接后，外表铜层脱落，必会发生脆化而断线。 如果大量使用铜包铝，废线比纯铜或纯铝废线难以回收，回收时会消耗大量能源。 铜包铝自美国Texans Instruments公司开发至今，仅用于通信领域，为什么不能大量推广应用至电力电缆，不知其原因，中国电线电缆行业有疑虑。,12,三、国内动向,3、铝电力电缆可以大力推广应用 早在上世纪六大年代，铝电缆接头早已已经解决，从目前观点来看，可以认为基本解决。 我们访问了上海、天

7、津、北京、广州、南京供电公司以及武高所老电缆工作者，同时也访问电缆研究所退休的电力电缆铝电缆接头的研究人员，均认为铝电缆连接不能成为阻碍铝电缆应用的理由。,13,三、国内动向,上海供电局老电缆工作者观点: 上世纪六十年代，由于铜资源缺乏，提出“以铝代铜”的口号，上海供电局使用铝电缆接头从未发生过问题。上海供电局认为后来不使用铝电缆原因是：当时电缆制造行业三芯电缆最大只能做到240 mm2，而上海每回路容量已经超过240 mm2铝芯电缆允许载流量，往往一回路要用二根电缆并联解决容量问题，给安装与运行带来极大不便，随着改革开放，铜资源不缺，因而更希望用铜电缆。,14,三、国内动向,天津、北京供电局

8、观点: 电力部1962年由电科院牵头组织推广应用铝电缆，使用规定的压模与接管，从未出现过连接不良、过度发热头问题，天津在当时1035kV使用200300km铝电缆，未出现过接头事故，北京也是如此。天津存在的问题与上海相同，一回路传输容量需要2根240 mm2电缆并联应用，安装与使用不方便，若能用一根铜电缆解决传输容量受到用户欢迎，最终抛弃铝电缆。而且进口铜价也不贵。,15,三、国内动向,广州供电局观点: 广州铝电缆接头事故较多，前后长达67年，之后逐步解决。天津供电局电力电缆负责人认为，广州供电局接头事故在于压接套不规范，工艺也不规范而导致。如果按原电科院规定工艺与材质可解决此问题。,16,三

9、、国内动向,南京供电局观点: 在上世纪八十年代前，南京用地下电缆不多，但使用均是铝芯电力电缆，接头未出现过问题，他们认为在处理过程中应注意下列几点： 线芯表面必须干净； 压接管内表面也应处理； 压接套内径不能过大于电缆线芯直径； 压接管截面应比铜压接管大。,17,三、国内动向,常州供电局观点: 常州大量使用铝芯电缆在2006年，江苏省电力公司在常州重点推广铝电缆应用。全年使用5060km 1035kV电缆，一年运行良好，未出现任何问题。,18,三、国内动向,武高所王琨明教授观点： 从上世纪六十年代使用电力电缆接头未发生意外事故，从现在观点来看，只能说基本上解决，若现在要推广铝电缆还必须做一些补

10、充试验。铝芯电缆压接工艺应考虑如下几点： 机械拉力必须符合要求； 过去做500次热循环试验，现应做1000热循环试验； 60年代铝芯电缆仅做到240 mm2，最多推广到400 mm2。,19,三、国内动向,如果现在使用铝芯电力电缆应注意到现在与60年代推广铝芯电缆的差异： 过去是粘性浸渍与不滴流电缆，工作温度是5065以及7580，现在使用交联电缆，工作温度是90，热循环温度与过去有差异。 过去最大截面是240 mm2，最多到300 mm2，目前中压电缆大多采用300400 mm2铜芯，若用铝芯电缆，相应截面需要600700 mm2，过去的压接工艺要验证。,20,三、国内动向,上海电缆研究所老

11、专家观点： 上世纪六十年代与七十年代，上海电缆研究所 对铝接头进行大量试验工作，通过这些试验，制订 了铝接头国家标准。 当时试验最大截面积做到240mm2，对主干线进行了1000次试验，对次干线接头进行500次试验。 接头主要是针对油纸电缆，因此主要从事扇形导体压接，接孔内径偏大。,21,三、国内动向,压接采用点压与环压。95mm2及以下小截面采用环压较好，点压容易产生拉断接头，大截面可以采用点压或环压，环压容易拉脱接头。 对交联电缆，因采用紧压圆形导体，接头内孔直径可以比油纸电缆接头内孔小。 按规定工艺制作铝电缆接头性能良好，不会产生事故。6070年代铝电缆运行性能可靠证明这一点，对大截面电

12、缆应再做一些补充试验，以确保性能。,22,四、技术经济分析,采用哪种材料作为电力电缆导体，主要取决于： 技术经济分析； 用户使用习惯； 使用环境的选择； 可靠性。 正如前述，铜作为导体，它的可靠性最好，但目前价格太高，铝及铜包铝也均可选择，主要从技术经济分析角度考虑。,23,四、技术经济分析,1、在铜价为2万元，铝价为1.3万元时，技术经济效益分析如下： 铜比重为8.89，铝比重为2.7； 铜铝比重比为：3.29:1； 铜铝导电率比： 1:0.629 在相同导电率下，铜铝性能比为2:1，即1吨铝相当于2吨铜。 其经济效益（价格）比： 铜铝价格比为2万元:1.3万元=1.54:1 铜与铝的技术经济比为： （1.542）:(11)=3.08:1 在铝比铜技术经济效益好约为3倍时，终极用户宁可选择铜，而不选择铝。,24,四、技术经济分析,2.当铜价达到7万元，铝价为2万元，铜包铝价格为5.3万元时技术经济效益分析如下: 铜与铜包铝比重比为2.45:1 铜与铜包铝导电率比为0.65:1 在相同导电率下铜与铜包铝性能比为1.59:1 铜与铜包铝经济效益比为1.32:1 铜与铜包铝技术经济分析比为2.1:1 从上分析，铜包铝作为导体