廣東冠纜電纜集團(tuán)有限公司

珠江冠纜選擇銅電纜還是鋁電纜使用好？

本文節(jié)選自《電力電纜工程》（原書第三版）第三章導(dǎo)體，首要介紹了電力電纜工程中電纜規(guī)劃者如安在銅和鋁兩種電纜導(dǎo)體資料之間進(jìn)行挑選，挑選要素首要包含直流電阻、分量、載流量、電壓降、短路、及機(jī)械銜接、曲折半徑等，指出本錢的考慮要加上外覆資料的本錢之后再權(quán)衡。總歸既要高效又要經(jīng)濟(jì)。

擴(kuò)展閱覽部分，羅列了：

GB50217中電力電纜導(dǎo)體原料選用要求，首要是銅導(dǎo)體的運(yùn)用要求；

《配電網(wǎng)技能導(dǎo)則》（Q／GDW  10370-2016）中35kV、10kV配電網(wǎng)設(shè)備中電纜導(dǎo)體原料選用要求。

以下是節(jié)選內(nèi)容：

第三章 導(dǎo)體

3.1導(dǎo)言

   電力電纜工程首要關(guān)懷的是高效、經(jīng)濟(jì)地傳輸電流（電能）。導(dǎo)體資料、尺度和規(guī)劃的挑選有必要考慮以下要素①載流量（承載電流的才能）；②導(dǎo)體外表的電場強(qiáng)度；③電壓改變率；④導(dǎo)體損耗；⑤曲折半徑和柔韌性；⑥全體經(jīng)濟(jì)性；⑦資料考量；⑧機(jī)械功能。

3.2資料挑選

   有幾種低電阻率（或高電導(dǎo)率）的金屬可用作電力電纜的導(dǎo)體資料，如表3-1。

考慮到這些資料的電阻率和本錢，銅和鋁成為合理的挑選。因而，現(xiàn)在它們是電力電纜職業(yè)運(yùn)用的首要金屬資料。

一旦面對銅導(dǎo)體仍是鋁導(dǎo)體的挑選，就需求細(xì)心比較兩種金屬的功能；因?yàn)閮烧叨加幸恍╅L處，在必定條件下，一種或許比另一種的更重要。下面介紹了對電纜規(guī)劃者而言最重要的特性。

3.2.1直流電阻

鋁的電導(dǎo)率是銅電導(dǎo)率的61.2%~62%。因而，想要取得與銅導(dǎo)體持平的直流電阻，鋁導(dǎo)體的截面積應(yīng)為銅導(dǎo)體的1.6倍。這一截面積差異大約等同于美國線規(guī)（AWG）的兩檔尺度。

3.2.2分量

除了經(jīng)濟(jì)性，鋁最重要的長處之一是低密度。單位長度鋁線與相同長度且直流電阻持平的銅線比較，鋁線分量僅為銅線的48%。但是，當(dāng)導(dǎo)體外有絕緣時(shí)，這一分量優(yōu)勢就不是那么顯著，因?yàn)榈刃У匿X線外徑更大，需求的絕緣資料用量也更多。

3.2.3載流量

鋁導(dǎo)體與銅導(dǎo)體載流才能（載流量）的比較能夠在許多資料中找到。詳見第14章。但清楚明了的是，想要承載相同的電流，鋁導(dǎo)體要比銅導(dǎo)體具有更大的截面積，見表3-1。

3.2.4電壓降

關(guān)于溝通回路中的小規(guī)范導(dǎo)體（#2/0AWG及以下），以及一切直流回路，電抗效應(yīng)都能夠忽略不計(jì)。相同的電壓降要求鋁導(dǎo)體截面積大約是銅導(dǎo)體截面積的1.6倍。

關(guān)于溝通回路中更大規(guī)范的導(dǎo)體，集膚效應(yīng)和附近效應(yīng)影響其電阻值（溝通與直流的份額，下文會(huì)以交直流電阻比的方式表明），且電抗效應(yīng)變得顯著。在這些狀況下，轉(zhuǎn)化因數(shù)略有下降，到達(dá)近似值1.4。

3.2.5短路

也要考慮或許的短路狀況，因?yàn)殂~導(dǎo)體在短路狀況下有更高的接受短路電流的才能。但是，一旦進(jìn)行這樣的比較，與導(dǎo)體有觸摸的資料（如屏蔽、絕緣、襯層、護(hù)套等）的熱極限也有必要考慮。

3.2.6其他重要要素

假如與鋁導(dǎo)體相銜接，要有附加辦法。不只因?yàn)殇X導(dǎo)體簡單蠕變，還因?yàn)樗鼤?huì)敏捷氧化。一旦鋁導(dǎo)體暴露在空氣中，外表很快就會(huì)構(gòu)成一層耐腐蝕的、高介電強(qiáng)度的氧化薄層。

假如銅導(dǎo)體與鋁導(dǎo)體相銜接，要有特別技能來制造牢靠的銜接。詳見第13章的評論。

鋁在發(fā)電站、變電站和移動(dòng)式電纜中運(yùn)用并不廣泛，因?yàn)樾∫?guī)范鋁絞線較低的曲折壽數(shù)不能總是滿意電纜的機(jī)械功能要求。在這些場合，占用空間的巨細(xì)也是常常考慮的一個(gè)要素。但是，因?yàn)殇X的電導(dǎo)率與分量的份額很高，使得它在架空導(dǎo)線上有壓倒性優(yōu)勢；一起在對空間沒有顯著約束的地下配電場合，鋁也因其經(jīng)濟(jì)性得到廣泛運(yùn)用。

8000系列鋁合金已經(jīng)在大型商業(yè)場所、公共場所以及一些工業(yè)運(yùn)用上取得充沛認(rèn)可。這類合金冷變形較小，且抗蠕變功能優(yōu)秀。關(guān)于戶內(nèi)銜接一般選用的螺栓式端子，這些特性使其扭矩堅(jiān)持特性更好。美國國家電氣規(guī)范（NEC）中規(guī)則，假如在NEC認(rèn)可的幾類導(dǎo)線上選用金屬鋁、應(yīng)選用鋁合金。

兩種金屬（銅和鋁）的本錢肯定要考慮、但一般要加上外覆資料的本錢之后再權(quán)衡。（以上內(nèi)容節(jié)選自《《電力電纜工程》（原書第三版）》）

擴(kuò)展閱覽：

GB50217   電力工程電纜規(guī)劃規(guī)范

3.1 電力電纜導(dǎo)體原料

3．1．1 用于下列狀況的電力電纜，應(yīng)選用銅導(dǎo)體：

1 電機(jī)勵(lì)磁、重要電源、移動(dòng)式電氣設(shè)備等需堅(jiān)持銜接具有高牢靠性的回路；

2 振蕩場所、有爆破風(fēng)險(xiǎn)或?qū)︿X有腐蝕等工作環(huán)境；

3 耐火電纜；

4 緊靠高溫設(shè)備安置；

5 人員密布場所；

6 核電廠慣例島及與出產(chǎn)有關(guān)的隸屬設(shè)備。

3．1．2 除限于產(chǎn)品僅有銅導(dǎo)體和本規(guī)范第3．1．1條確認(rèn)應(yīng)選用銅導(dǎo)體外，電纜導(dǎo)體原料可選用銅導(dǎo)體、鋁或鋁合金導(dǎo)體。電壓等級1kV以上的電纜不宜選用鋁合金導(dǎo)體。
Q／GDW 10370-2016 配電網(wǎng)技能導(dǎo)則

6 35kV 配電網(wǎng)設(shè)備

6.3 電纜線路首要用于通道狹隘，架空線路難以經(jīng)過或市政規(guī)劃有特別要求的區(qū)域，以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或運(yùn)轉(zhuǎn)安全有特別需求的區(qū)域。電纜宜選用交聯(lián)聚乙烯銅芯電纜，電纜截面應(yīng)滿意負(fù)荷開展的要求，宜按遠(yuǎn)期規(guī)劃考慮，同一區(qū)域電網(wǎng)可選用2~3 種，電纜截面挑選見表6。表6 35kV 電纜截面挑選表   mm²

7 10kV 配電網(wǎng)設(shè)備

7.2 電纜線路

7.2.3 電纜線路截面的挑選：

a) 變電站饋出至中壓開關(guān)站的干線電纜截面不宜小于銅芯300mm²，饋出的雙環(huán)、雙射、單環(huán)網(wǎng)干線電纜截面不宜小于銅芯240 mm²；b) 滿意動(dòng)、熱安穩(wěn)要求下，亦可選用相同載流量的其他原料電纜，并滿意GB 50217 的相關(guān)要求。其它專線電纜截面應(yīng)滿意載流量及動(dòng)、熱安穩(wěn)的要求；c) 中壓開關(guān)站饋出電纜和其它分支電纜的截面應(yīng)滿意載流量及動(dòng)、熱安穩(wěn)的要求。

8 低壓配電網(wǎng)設(shè)備

8.2.1 低壓電纜線路一般選用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，在濕潤、含有化學(xué)腐蝕或易受水浸泡環(huán)境下宜選用聚乙烯類資料的內(nèi)護(hù)層，有白蟻的場所應(yīng)選用金屬鎧裝或防蟻外護(hù)層，有鼠害的場所宜選用金屬鎧裝或硬質(zhì)護(hù)層，電纜進(jìn)入修建或會(huì)集敷設(shè)應(yīng)選用C 級及以上阻燃電纜。

8.2.2 下列狀況可選用電纜線路：

a) 負(fù)荷密度較高的規(guī)劃A+、A 類供電區(qū)域中心區(qū)；

b) 修建面積較大的新建居民樓群、高層住宅區(qū)、科技園區(qū)；

c) 首要干道或重要區(qū)域；

d) 市政規(guī)劃要求選用電纜的區(qū)域。

8.2.3 電纜截面應(yīng)根據(jù)負(fù)荷及裝備系數(shù)、一起率等進(jìn)行挑選，并歸納考慮敷設(shè)環(huán)境溫度、并行敷設(shè)、熱阻系數(shù)及埋設(shè)深度等要素，宜一步到位，防止重復(fù)替換。一般選用交聯(lián)聚乙烯銅芯電纜，干線截面不宜小于240mm²，也可選用相同載流量的鋁芯或鋁合金電纜。

參考文獻(xiàn)：[1] (美)WilliamA.Thue等著;孫建生,徐曉峰等譯. 電力電纜工程（原書第三版）