吳振江

摘要：

綜述了國(guó)內(nèi)外鋁合金導(dǎo)體的發(fā)展歷程，從資源和經(jīng)濟(jì)背景、技術(shù)、工藝和裝備、性能優(yōu)勢(shì)、相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支持等方面，綜合分析了我國(guó)導(dǎo)體材料由銅向鋁合金過(guò)渡的原因，闡述了鋁合金導(dǎo)體的研究現(xiàn)狀并提出了建議。

關(guān)鍵詞：

鋁合金; 導(dǎo)體; 發(fā)展歷程; 銅鋁過(guò)渡; 研究現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)： TG 146.2+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Development and Situation of Aluminum Alloy Conductor

WU Zhenjiang

（Chuanye Electronic Technology （Shanghai） Co.， Ltd.， Shanghai 201506， China）

Abstract：

Recently，the aluminum alloy conductor is widely used.This paper summarizes the development of the aluminum alloy conductor at home and abroad.Besides，the reasons for the transition from copper to aluminum alloy in our country are comprehensively analyzed from the aspects of resources and economic background，technology，technology and equipment，performance advantages，corresponding standards and regulations support.This paper also describes current research situation of the aluminum alloy conductor and putsforward relevant suggestions.

Keywords：

aluminum alloy; conductor; development; transition from copper to aluminum alloy; current research situation

金屬導(dǎo)體是電線電纜產(chǎn)品的重要組成部分，銅和鋁作為電線電纜導(dǎo)體基礎(chǔ)材料，一直以來(lái)都廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的電力工業(yè)[1]。導(dǎo)體材料不僅應(yīng)在性能上滿足應(yīng)用要求，還應(yīng)降低產(chǎn)品成本，從而順應(yīng)資源綜合利用、節(jié)能環(huán)保的時(shí)代背景。由于國(guó)情不同、工業(yè)技術(shù)水平和科學(xué)研究進(jìn)程不一，世界各國(guó)“以鋁節(jié)銅”的導(dǎo)體材料應(yīng)用趨勢(shì)有所不同，但總體上是呈漸進(jìn)式向前發(fā)展的[2-3]。本文針對(duì)電線電纜用鋁合金導(dǎo)體的應(yīng)用發(fā)展歷程及現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 導(dǎo)體材料應(yīng)用發(fā)展歷程

1.1 國(guó)外導(dǎo)體材料應(yīng)用發(fā)展歷程

早在19世紀(jì)30年代，美國(guó)和加拿大的民用建筑領(lǐng)域就已開(kāi)始在電力電纜中應(yīng)用純鋁導(dǎo)體，由于純鋁的物理性能、力學(xué)性能和電氣性能存在一定的不足，且當(dāng)時(shí)的安裝敷設(shè)工藝尚不完善，應(yīng)用中經(jīng)常發(fā)生事故。二戰(zhàn)后，美國(guó)線纜企業(yè)、美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室及有關(guān)研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始致力于研發(fā)鋁合金導(dǎo)體。

1968年第一條以8000系鋁合金為導(dǎo)體的電纜研制成功，隨后在美國(guó)、加拿大等國(guó)家開(kāi)始推廣，主要應(yīng)用于軍事基地、住宅、公共建筑和風(fēng)電場(chǎng)等場(chǎng)合，生產(chǎn)已經(jīng)規(guī)范化。

1.2 我國(guó)導(dǎo)體材料應(yīng)用發(fā)展歷程

建國(guó)初期，我國(guó)導(dǎo)體制造技術(shù)落后，制造裝備陳舊。改革開(kāi)放前，銅作為戰(zhàn)略資源被控制使用，民用建筑中所用導(dǎo)體幾乎全部由純鋁制得[4]。鑒于國(guó)際和國(guó)內(nèi)環(huán)境及國(guó)策的要求，我國(guó)自1957年提出了“以鋁代銅”的方針，開(kāi)始對(duì)電線電纜行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和改革。從1957年至1973年，開(kāi)發(fā)了鋁絞線和鋁芯絕緣電線電纜等鋁導(dǎo)體產(chǎn)品，鋁導(dǎo)體的用量占金屬導(dǎo)體總用量的比例超過(guò)60%[5]。19世紀(jì)70年代，我國(guó)成功研發(fā)了第一條鋁連鑄連軋生產(chǎn)線，為之后開(kāi)發(fā)新的導(dǎo)體提供了裝備基礎(chǔ)。此后，電線電纜和冶金行業(yè)的研究者共同開(kāi)發(fā)了稀土優(yōu)化綜合處理生產(chǎn)電工鋁導(dǎo)體技術(shù)，該技術(shù)很好地解決了我國(guó)鋁礦含硅量高不利于后續(xù)應(yīng)用的問(wèn)題，為導(dǎo)體新品種開(kāi)發(fā)所需的基礎(chǔ)桿材的獲得創(chuàng)造了有利的條件[6-8]。

中國(guó)加入WTO后，電解銅進(jìn)口瓶頸逐漸得以解除。而且，受制于材料特性和相對(duì)落后的裝備和生產(chǎn)工藝，純鋁導(dǎo)體在應(yīng)用過(guò)程中暴露出諸多不足。首先，純鋁導(dǎo)體的強(qiáng)度低，在安裝敷設(shè)時(shí)，反復(fù)彎曲易使其折斷損傷，甚至減少導(dǎo)體的有效截面。其次，電線電纜在應(yīng)用中需要完成大量的中間連接和終端連接，銅和鋁的連接處（如鋁導(dǎo)體與終端的銅連接樁頭）在服役運(yùn)行過(guò)程中極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋁線表面生成的白色氧化物，使得連接處接觸電阻增大[9]。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)的銅鋁過(guò)渡接線端子技術(shù)尚不過(guò)關(guān)，線路接續(xù)不夠可靠，容易發(fā)生過(guò)熱，引發(fā)火災(zāi)。

改革開(kāi)放后，電力需求增長(zhǎng)，線路過(guò)載問(wèn)題日趨突出。而且當(dāng)時(shí)絕緣材料的質(zhì)量較差，安裝方法也相對(duì)落后，這些因素都增加了短路等供電故障發(fā)生的概率和電氣火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。由于受當(dāng)時(shí)工藝的限制，電纜導(dǎo)體絞合截面最大只能做到240 mm 為了解決不斷增加的用電負(fù)荷帶來(lái)的線路容量不足問(wèn)題，新建工程回路中只能采用多根并聯(lián)的方式，敷設(shè)安裝和運(yùn)行維護(hù)極其不便。隨著對(duì)安全問(wèn)題的日趨重視，國(guó)家開(kāi)始引導(dǎo)采用銅質(zhì)導(dǎo)體，GB 50096—1999《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》明確規(guī)定“電氣線路應(yīng)采用符合安全和防火要求的敷設(shè)方式配線，導(dǎo)線應(yīng)采用銅線”[10]。在此背景下，工業(yè)與民用配電中又改用銅質(zhì)導(dǎo)體芯線纜。

近年來(lái)，受制于銅資源的儲(chǔ)量和價(jià)格，電線電纜的制造成本居高不下。隨著鋁質(zhì)導(dǎo)體制造工藝的不斷完善，生產(chǎn)裝備的不斷改良，銅鋁過(guò)渡端子質(zhì)量的大幅提高，鋁質(zhì)導(dǎo)體得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)今，電線電纜行業(yè)在導(dǎo)體材料選擇上提倡“以鋁節(jié)銅”，不再是20世紀(jì)60～80年代在線路中進(jìn)行“以鋁代銅”，而是指在必須使用銅質(zhì)導(dǎo)體的場(chǎng)合使用銅質(zhì)導(dǎo)體線纜產(chǎn)品，而在既可以使用銅質(zhì)導(dǎo)體又可以使用鋁質(zhì)導(dǎo)體的場(chǎng)合下，推廣使用鋁合金導(dǎo)體[11]。

2 導(dǎo)體材料由銅向鋁合金過(guò)渡的原因

2.1 鋁合金導(dǎo)體應(yīng)用是資源節(jié)約和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求

我國(guó)每年用于電線電纜行業(yè)的銅高達(dá)500萬(wàn)t，約占國(guó)內(nèi)銅消耗總量的60%[12]。但我國(guó)銅資源匱乏，為滿足應(yīng)用需求，每年要進(jìn)口的銅約占國(guó)內(nèi)總消耗量的70%。銅的價(jià)格是鋁的3倍以上，銅材占電線電纜產(chǎn)品成本的70%以上，直接導(dǎo)致電線電纜制造業(yè)成本的提高。而近年來(lái)，我國(guó)原鋁產(chǎn)量始終維持在精銅產(chǎn)量的3倍以上。銅和鋁都具有良好的物理和力學(xué)性能（表1和表2），鋁的熔點(diǎn)和密度比銅低，使其具有更好的可加工性能;通過(guò)成分設(shè)計(jì)和工藝控制，可使其具有優(yōu)良的綜合性能。在滿足應(yīng)用要求的前提下，利用鋁替代銅，符合資源節(jié)約的時(shí)代背景，具有重要意義。

表1 銅和鋁的主要物理性能[13]

Tab.1 Main physical properties of copper and aluminum[13]

表2 銅和鋁的主要力學(xué)性能[14]

Tab.2 Main mechanical properties of

copper and aluminum[14]

2.2 鋁合金導(dǎo)體成分優(yōu)化

以稀土優(yōu)化綜合處理技術(shù)為基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)導(dǎo)體制造領(lǐng)域消化吸收美國(guó)ASTM B 800—05《電氣用退火及中溫回火8000系鋁合金導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》中鋁合金導(dǎo)體成分配比（表3），對(duì)導(dǎo)體金屬進(jìn)行了成分與組織結(jié)構(gòu)的深入研究，使鋁合金導(dǎo)體的導(dǎo)電率、力學(xué)性能達(dá)到國(guó)際同等水平。

表4為GB/T 30552—2014《電纜導(dǎo)體用鋁合金線》與ASTM B 800-05—2011《電氣用退火及中溫回火8000系鋁合金導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》對(duì)于電纜用鋁合金導(dǎo)體力學(xué)性能與電氣性能的規(guī)范要求。由于不同應(yīng)用場(chǎng)合的實(shí)際應(yīng)用需求不同，國(guó)內(nèi)與國(guó)外關(guān)于鋁合金導(dǎo)體力學(xué)性能的要求略有差異。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了軟態(tài)導(dǎo)體的抗拉強(qiáng)度為98～159 MPa、伸長(zhǎng)率≥10%，該性能指標(biāo)包含了美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)所述軟態(tài)和硬態(tài)導(dǎo)體的性能指標(biāo);還規(guī)定了強(qiáng)度>185 MPa、伸長(zhǎng)率≥1.0%的硬態(tài)導(dǎo)體。

值得注意的是，ASTM B800-05—2011對(duì)于鋁合金導(dǎo)體電阻率的要求低于GB/T 30552—2014《電纜導(dǎo)體用鋁合金線》，在力學(xué)性能相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，其規(guī)定的20 ℃時(shí)最大電阻率為平均值，與國(guó)內(nèi)水平相同，但其單個(gè)試驗(yàn)值要求為2.845 0×10-8 Ω·m（60.6%IACS），低于國(guó)內(nèi)水平。而實(shí)際生產(chǎn)制造中，我國(guó)鋁合金導(dǎo)體的20 ℃電阻率水平普遍已達(dá)到不大于2.758 6×10-8 Ω·m（導(dǎo)電率≥62.5%IACS）的水平。

2.3 鋁合金導(dǎo)體生產(chǎn)工藝和裝備優(yōu)化

為了使鋁合金導(dǎo)體性能更好地滿足應(yīng)用需求，國(guó)內(nèi)電線電纜行業(yè)對(duì)鋁合金導(dǎo)體制造工藝不斷探究，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備不斷改良，并積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，在優(yōu)化導(dǎo)體材料成分的基礎(chǔ)上配合工藝裝備，初步實(shí)現(xiàn)了高性能鋁合金導(dǎo)體的大規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)。

為了改善合金熔體質(zhì)量，國(guó)內(nèi)鋁合金導(dǎo)體生產(chǎn)廠家綜合考慮熔煉工藝特性和設(shè)備性能，嚴(yán)格控制合金成分和雜質(zhì)含量，合理選擇熔煉溫度、熔煉時(shí)間、保溫溫度和保溫時(shí)間，并進(jìn)行在線成分調(diào)整。

熔煉裝備方面，傾動(dòng)式保溫爐逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的保溫精煉爐（圖1）。傾動(dòng)爐的受熱面積大，熱交換效率高，爐料熔化速度快，可以減少鋁錠氧化和氣體融入鋁液中，從而保證鋁合金熔體的純凈，同時(shí)減少鋁合金熔體的燒損，并可以按生產(chǎn)節(jié)奏調(diào)整熔體流量。利用惰性氣體精煉除氣，不僅可以提高精煉效果，且能縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率。

此外，不斷改進(jìn)優(yōu)化的連鑄連軋生產(chǎn)線（圖2）、分電機(jī)傳動(dòng)式高速鋁合金大拉機(jī)（圖3）、輥壓成型單絞機(jī)生產(chǎn)線和框式絞線機(jī)（圖4）等裝備生產(chǎn)線，為高質(zhì)量鋁合金導(dǎo)體的生產(chǎn)制造提供了裝備基礎(chǔ)，為優(yōu)化的工藝實(shí)施創(chuàng)造了有利的條件。

非滑動(dòng)式鋁合金大拉機(jī)主要用于將9.5 mm鋁合金桿拉制成2.2～5.0 mm的鋁合金圓線、各種截面形狀的型線或異形線，其每項(xiàng)拉絲鼓輪配用獨(dú)立電機(jī)和減速器，采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，各道傳動(dòng)比由電氣控制，可調(diào)節(jié)各道拉絲的延伸系數(shù)。表5為非滑動(dòng)式鋁合金拉絲機(jī)主要參數(shù)。表6為電工鋁、鋁合金導(dǎo)體性能對(duì)比。

絞線工序是將拉絲工序得到的鋁合金導(dǎo)體單絲經(jīng)過(guò)絞線裝備制得具有一定截面積的絞合導(dǎo)線，因此絞線裝備需要具備高生產(chǎn)率、短生產(chǎn)周期、低廢線率、低能耗等特點(diǎn)。

2.4 鋁合金導(dǎo)體性能優(yōu)勢(shì)

電工鋁導(dǎo)體的導(dǎo)電率為61%IACS，力學(xué)性能、抗蠕變性能和耐腐蝕性能差，表面易氧化。

表5 非滑動(dòng)式鋁合金拉絲機(jī)主要參數(shù)

Tab.5 Main parameters of the non-slip aluminum alloy

wire drawing machine

表6 電工鋁及鋁合金導(dǎo)體性能對(duì)比[16]

Tab.6 Comparison of performance between electrical

aluminum and aluminum alloy[16]

鋁合金導(dǎo)體與電工鋁導(dǎo)體相比，抗蠕變性強(qiáng)、耐疲勞性好、不易折斷、高溫情況下電阻穩(wěn)定，且退火后具有更高的伸長(zhǎng)率，保證了導(dǎo)體服役的安全性。

由于AA8000鋁合金的導(dǎo)電率是銅的61.8%，當(dāng)將鋁合金導(dǎo)體的截面積增大至銅導(dǎo)體截面積的150%時(shí)，它們的電氣性能一致，可以實(shí)現(xiàn)相同的載流量、電阻和壓損。鋁合金導(dǎo)體的抗拉強(qiáng)度只有銅導(dǎo)體的50%，但其密度只為銅的30.4%，因而即使增大鋁合金導(dǎo)體的截面積至銅導(dǎo)體的150%，其質(zhì)量只是銅導(dǎo)體的45%，優(yōu)勢(shì)明顯。

鋁合金導(dǎo)體自2007年進(jìn)入中國(guó)后，越來(lái)越多的工程項(xiàng)目開(kāi)始使用鋁合金導(dǎo)體電纜。至今已有數(shù)千個(gè)項(xiàng)目使用到鋁合金導(dǎo)體電纜，經(jīng)濟(jì)效益顯著。其中有影響力的項(xiàng)目包括上海世博會(huì)配套項(xiàng)目和深圳大運(yùn)會(huì)配套項(xiàng)目等，使得鋁合金電纜在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)入了起步階段。

2.5 關(guān)于應(yīng)用鋁合金導(dǎo)體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)支持

對(duì)于鋁合金導(dǎo)體的應(yīng)用，國(guó)外，除特殊場(chǎng)所外，IEC標(biāo)準(zhǔn)并未對(duì)銅、鋁導(dǎo)體線纜的應(yīng)用場(chǎng)所作出特別規(guī)定，他們更關(guān)注場(chǎng)所使用者是否具有足夠的電氣知識(shí)和操作能力。比如，在建筑電氣領(lǐng)域中，絕大多數(shù)的居住者不懂電，也不懂電氣的操作，因此在住宅內(nèi)選用銅導(dǎo)體作為配電支線是必要的。而建筑物外的普通配電主干線通常設(shè)置在電氣豎井或橋架內(nèi)，并由專業(yè)電工管理和操作，在這種場(chǎng)合使用鋁合金導(dǎo)體電纜，是更為理想的選擇?！睹绹?guó)國(guó)家電氣規(guī)范》NEC 2011版中310.106規(guī)定：導(dǎo)體材料除非另有規(guī)定，本規(guī)范中的導(dǎo)體應(yīng)為鋁、銅包鋁或者銅。規(guī)格為8，10和12 A WG的實(shí)心鋁導(dǎo)線應(yīng)采用AA-8000系列電工級(jí)鋁合金導(dǎo)線材料制作。標(biāo)記為RHH，RHW，XHHW，THW，THHW，THWN，THHN，進(jìn)戶SE Style U型以及SE Style R型的8AWG至1 000 kcmil絞合鋁導(dǎo)線，應(yīng)采用AA-8000系列電工級(jí)鋁合金導(dǎo)線材料制作[17]。

在國(guó)內(nèi)，無(wú)論是制造規(guī)范還是設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)于鋁合金導(dǎo)體的應(yīng)用都做出了明確的規(guī)定。GB/T 3956—2008 IEC 60228：2004，IDT《電纜的導(dǎo)體》中4.1引言：“導(dǎo)體應(yīng)包含以下類型之一：不鍍金屬或鍍金屬的退火銅線;鋁或鋁合金線。”GB/T 12706—2008《額定電壓1 kV到35 kV擠包絕緣電力電纜及附件》中第5條“導(dǎo)體”規(guī)定：“導(dǎo)體應(yīng)是符合GB/T 3956—2008的第1種或第2種鍍金屬層或不鍍金屬層退火銅導(dǎo)體或是鋁或鋁合金導(dǎo)體。或者第5種裸銅導(dǎo)體或鍍金屬層退火銅導(dǎo)體。”GB/T 31840—2015《額定電壓1 kV（Um=1.2 kV）到35 kV（Um=40.5 kV）鋁合金芯擠包絕緣電力電纜》中5.1“導(dǎo)體”規(guī)定：“導(dǎo)體應(yīng)是符合GB/T 3956—2008的第2種鋁合金導(dǎo)體。”GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》3.1條“電纜導(dǎo)體材質(zhì) ”中3.1.3規(guī)定：除限于產(chǎn)品僅有銅導(dǎo)體和3.1.1和3.1.2確定應(yīng)選用銅導(dǎo)體的情況外，電纜導(dǎo)體材質(zhì)可選用銅或鋁導(dǎo)體。JGJ 242—2011《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》6.4條“導(dǎo)體及線纜選擇”中6.4.2規(guī)定：“敷設(shè)在電氣豎井內(nèi)的封閉母線、預(yù)制分支電纜、電纜及電源線等供電干線，可選用銅、鋁或合金材質(zhì)的導(dǎo)體?！盌B 11/687—2009《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》6.3.4規(guī)定：“一般場(chǎng)所普通用電負(fù)荷固定安裝的大規(guī)格配電母線或電纜，可選用銅、鋁或合金導(dǎo)體?！?/p>

3 鋁合金導(dǎo)體的研究現(xiàn)狀

3.1 鋁合金導(dǎo)體力學(xué)性能和導(dǎo)電性能

作為傳輸電能的載體，鋁合金導(dǎo)體追求的最基本的性能是導(dǎo)電性及一定的強(qiáng)度和柔韌性，因此，目前對(duì)于鋁合金導(dǎo)體的研究大多集中在如何提高其導(dǎo)電性能和力學(xué)性能上，而影響這些性能的主要因素是合金的組織。

研究者和制造商主要通過(guò)優(yōu)化材料的成分配比和加工工藝來(lái)控制合金的組織結(jié)構(gòu)。首先，鋁合金的晶粒不能太細(xì)小;其次，鋁合金組織中，固溶粒子要盡可能少，要有適量的彌散強(qiáng)化相，加工硬化盡可能小。這樣的組織可以保證鋁合金導(dǎo)體在滿足力學(xué)性能要求的同時(shí)，具有較高的導(dǎo)電性。鋁合金導(dǎo)體性能的提高是在合金成分優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上通過(guò)生產(chǎn)工藝控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鋁合金導(dǎo)體生產(chǎn)工藝過(guò)程包括熔煉、連鑄連軋、拉拔和熱處理。熔煉工藝是保證導(dǎo)體成分的關(guān)鍵，鑄軋、拉拔、退火是控制變形和確保合金性能的關(guān)鍵。

通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)合金元素的配比，特別是優(yōu)化微合金化稀土元素的配比，配合工藝控制，可在獲得具有合理的抗拉強(qiáng)度的同時(shí)，將鋁合金導(dǎo)體的導(dǎo)電率提高至63%IACS。

3.2 鋁合金導(dǎo)體的耐腐蝕性能和抗壓入蠕變性能

在實(shí)際服役過(guò)程中，鋁合金導(dǎo)體的抗壓入蠕變性能、耐腐蝕性能是決定其是否能在電纜中安全可靠應(yīng)用的重要因素，具有重要的研究意義。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于金屬材料的抗壓入蠕變性能的研究和檢測(cè)尚處于起步階段。為了規(guī)范和引導(dǎo)行業(yè)健康發(fā)展，上海電纜研究所組織行業(yè)力量，在全國(guó)裸電線標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的組織下，完成了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30552—2014《電纜導(dǎo)體用鋁合金線》的制定。確定以GB/T 30552—2014《電纜導(dǎo)體用鋁合金線》附錄B“抗壓蠕變?cè)囼?yàn)方法”為檢查依據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)方案首先對(duì)送檢的8030鋁合金桿進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)，確認(rèn)其是否符合GB/T 30552—2014《電纜導(dǎo)體用鋁合金線》和ASTM B800-05—2011“8000 Series Aluminum Alloy Wire Electrical Purposes-Annealed and Intermediate Tempers”的標(biāo)準(zhǔn)要求。符合上述標(biāo)準(zhǔn)要求后，再對(duì)8030鋁合金試樣、電工用圓鋁桿A4-1A60試樣、電工用銅線坯T2（R）試樣進(jìn)行抗壓蠕變?cè)囼?yàn)，并結(jié)合蠕變曲線、線性擬合、數(shù)據(jù)分析等手段評(píng)價(jià)其蠕變性能。

關(guān)于鋁質(zhì)導(dǎo)體耐腐蝕性能的研究很多，但大多集中在架空線用鋁質(zhì)導(dǎo)線上，而關(guān)于電力電纜用鋁合金導(dǎo)體腐蝕性能的研究很少。GB/T 30552—2014《電纜導(dǎo)體用鋁合金線》并未對(duì)鋁合金導(dǎo)體的連接性能和耐腐蝕性能給出明確的檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法。王建業(yè)等[18]采用鹽霧對(duì)鋁合金導(dǎo)線接頭進(jìn)行循環(huán)腐蝕試驗(yàn)，研究其導(dǎo)電性的變化。但相關(guān)研究人員對(duì)于該試驗(yàn)看法不一，主要分歧在于試驗(yàn)關(guān)于實(shí)際工況的模擬設(shè)置。在該試驗(yàn)中，是將裸露的鋁導(dǎo)線與連接端子連接后置于腐蝕環(huán)境中，而電力電纜體在實(shí)際應(yīng)用中并非直接裸露于環(huán)境中。應(yīng)以實(shí)際運(yùn)行條件為基礎(chǔ)，深入研究鋁合金導(dǎo)體的關(guān)鍵性能指標(biāo)，確定與實(shí)際運(yùn)行相符、量化、切實(shí)可行的性能檢測(cè)和表征方法，行之有效地規(guī)范鋁合金導(dǎo)體市場(chǎng)。

圖5 銅鋁電力連接循環(huán)腐蝕電流猝擊試驗(yàn)

Fig.5 Corrosion and current burst testing of copper

and aluminum electrical power connectors for use

with copper and aluminum conductor

4 結(jié) 語(yǔ)

鋁合金導(dǎo)體的應(yīng)用符合國(guó)情和時(shí)代背景。優(yōu)化的成分配比、技術(shù)工藝和裝備是制造優(yōu)良鋁合金導(dǎo)體的前提。應(yīng)繼續(xù)深入研究鋁合金導(dǎo)體的關(guān)鍵性能指標(biāo)，并確定檢測(cè)和表征方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] RADBOUME P.Aepospace cable：A look at markets and treads[J].Wire and Cable Technology International，2010（5）：34.

[2] 黃崇祺.中國(guó)金屬導(dǎo)體“以鋁節(jié)銅”前景[J].中國(guó)工程科學(xué)，2012，14（10）：4-9.

[3] RUDDY-THIMON M.New making process for use on aluminum wire[J].Wire and Cable Technology International，2011，39（3）：46-47.

[4] 黃崇祺.論中國(guó)電纜工業(yè)的以鋁節(jié)銅[J].電線電纜，2008（6）：1-3.

[5] 劉斌，王晨生，鄭秋.電纜用鋁合金導(dǎo)體及其性能研究[J].電力系統(tǒng)裝備，2013（9）：61-65.

[6] 黃崇祺，丁關(guān)森，李文浩，等.我國(guó)電工鋁導(dǎo)線的研究和生產(chǎn)[J].電線電纜，2005（4）：3-7.

[7] 陳秀琴，方蓮華，朱燕萍，等.稀土對(duì)提高鋁導(dǎo)體導(dǎo)電率的作用機(jī)理[J].電線電纜，1995（增刊1）：29-32.

[8] 黃崇祺，丁關(guān)森，沈建華，等.用稀土優(yōu)化綜合處理技術(shù)生產(chǎn)的電工鋁導(dǎo)體[J].電線電纜，1992（5）：2-11.

[9] 凌志新，范云鷺.鋁合金導(dǎo)體的推廣應(yīng)用與環(huán)保節(jié)能[J].建筑電氣，2012，31（8）：63-66.

[10] 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.住宅設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50096—1999[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.

[11] 黃崇祺.電工用鋁和鋁合金在電纜工業(yè)中的應(yīng)用與前景[J].電線電纜，2013（2）：4-9.

[12] 李德聰，茍敏，謝楊，等.鋁合金電纜的分析與應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣，2013，4（6）：41-44.

[13] 王祝堂，田榮璋，顧景誠(chéng)，等.鋁合金及其加工手冊(cè)[M].3版.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2005.

[14] 田榮璋，王祝堂.銅合金及其加工手冊(cè)[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2002.

[15] ASTM B800-05（2011），Standard specification for 8000 series aluminum alloy wire for electrical purposes-annealed and intermediate tempers[S].West Conshohocken.PA：ASTM International，2011.

[16] 徐應(yīng)麟，沈建華，袁和生，等.電線電纜手冊(cè)第2冊(cè)[M].2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[17] MCPARTLAND B，HARTWELL F，MCPARTLAND J.National electrical code handbook[M].[S.l.]：McGraw-Hill Professional，2011.

[18] 王建業(yè)，羅恩·弗蘭克.銅纜與鋁合金電纜的連接性能對(duì)比測(cè)評(píng)——論我國(guó)住宅建筑應(yīng)避免使用鋁合金電纜[J].住宅產(chǎn)業(yè)，2011（增刊1）：57-59.