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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20082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）2008.7 2008.7 上海上海1 120082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）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。u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。u上世纪七十年代，同样原因提出以铝代铜。u2005年迄今再次提出以铝代铜。由于这次铜价比前二
2、次上涨幅度大，这次以铝 代铜的广泛性要大于前两次。2 220082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）二、国外以铝代铜的动向1、Nexans公司预测u到2010年全球电线电缆行业将会有100万吨 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。uNexans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。u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。3 320082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源
3、）聚焦市场与技术（电力与新能源）二、国外以铝代铜的动向2、一些动向u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。u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。4 420082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）二、国外以铝代铜的动向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
4、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。5 520082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）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 。u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。6 620082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）二、国外以铝
5、代铜的动向u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。7 720082008电线电缆
6、论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）三、国内动向1、国内电力电缆生产现状u目前电力电缆导体用量已超过110万吨， 在铜价上涨形势下，铝导体的增长幅度明 显大于铜导体。u20052006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。 8 820082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）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:u认为铝接头尚未过关，采用铜包铝导体。u采用铝作为电力电缆导体，提倡以铝代铜 。9 92008200
7、8电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）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：u不生产铜包铝电力电缆。u以铜包铝电缆冒充铜芯电力电缆。u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。 101020082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）三、国内动向铜包铝能否可应用于电力电缆还存在下列困惑：u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
8、，目前尚未做过。u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。u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。u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。111120082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）三、国内动向3、铝电力电缆可以大力推广应用u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。u我们访问了上海
9、、天津、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。121220082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）三、国内动向上海供电局老电缆工作者观点:u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
10、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。 131320082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）三、国内动向天津、北京供电局观点:u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
11、不贵。141420082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）三、国内动向广州供电局观点:u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。151520082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）三、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：u线芯表
12、面必须干净；u压接管内表面也应处理；u压接套内径不能过大于电缆线芯直径；u压接管截面应比铜压接管大。161620082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）三、国内动向常州供电局观点:u 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。171720082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）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
13、本上解决，若现在 要推广铝电缆还必须做一些补充试验。铝芯电缆压接 工艺应考虑如下几点：u机械拉力必须符合要求；u过去做500次热循环试验，现应做1000热循环试验 ；u60年代铝芯电缆仅做到240 mm2，最多推广到400 mm2。181820082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）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：u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。u过去最大截面是240 mm2，最多到300 mm2，
14、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。191920082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）三、国内动向上海电缆研究所老专家观点：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。u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 。u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。202020082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术
15、（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）三、国内动向u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。u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。u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，对大截面电缆应再做一些补充试验，以确保 性能。212120082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）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 ：u技术经济分析；u用户使用习惯
16、；u使用环境的选择；u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。222220082008电线电缆论坛电线电缆论坛聚焦市场与技术（电力与新能源）聚焦市场与技术（电力与新能源）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：u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。u其经济效益（价格）比：铜铝价格比为2万元:1.3万元=1.54:1u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。232
