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電線電纜行業(yè)迎來顛覆性的材料革命

文章出處：責(zé)任編輯：發(fā)布時間：2016-01-20 13:34:00 點(diǎn)擊數(shù)：- 【大 中 小】

電線電纜行業(yè)屬于典型的重料輕工行業(yè)，再加上主要原材料——銅材價格較高，因此同時還是資金密集型產(chǎn)業(yè)。多年來，不管是中國電纜業(yè)還是國外電纜業(yè)，都在積極研發(fā)一種新的材料來代替或者部分代替價格較高的銅材，因此我們才看到銅包鋁電纜、銅包鋼電纜以及鋁包鋼電纜都得到很大程度上的發(fā)展。尤其在國外，由于其技術(shù)生產(chǎn)力較強(qiáng)，接受新事物的能力和勇氣也很大，因此在很多建筑和項(xiàng)目上，已經(jīng)廣泛使用上了一些新的材料和技術(shù)。

卷筒電纜

近年來，我國也積極引進(jìn)了國外的一些先進(jìn)技術(shù)，并且通過中國本土企業(yè)的改良和不斷完善，也一定程度上在市場上應(yīng)用開來，比如銅包鋁作為一種金屬復(fù)合材料，在一根線材上發(fā)揮兩種金屬材料性能，銅包鋁線將銅的優(yōu)良導(dǎo)電性和鋁比重輕的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，形成一種輕型導(dǎo)電材料。按美國ASTMB566-1993(2002年再次確認(rèn))以及我國電子行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通常銅包鋁中銅鋁體積比由10：90或者15：85兩種。
有種觀點(diǎn)認(rèn)為，鋁導(dǎo)體的電阻率比銅導(dǎo)體的電阻率大，則用鋁金屬材料作為電力電纜的導(dǎo)體，在傳輸過程中能量損耗就應(yīng)該會比銅材料大。根據(jù)國家推薦標(biāo)準(zhǔn)，在20℃時，某一銅導(dǎo)體截面的直流電阻值與對應(yīng)大兩個規(guī)格的鋁導(dǎo)體直流電阻值相當(dāng)。也就是說，從傳輸過程中的能量損失考慮，某一銅導(dǎo)體電力電纜完全可以由對應(yīng)大兩個規(guī)格的鋁導(dǎo)體電纜所替代，它們的載流量是相當(dāng)?shù)?。另外，從電纜造價上看，在同等載流量的情況下，鋁導(dǎo)體電纜的金屬導(dǎo)體原材料成本較銅導(dǎo)體電纜低得多，大約為其四分之一左右。
此外，目前已開發(fā)的金屬復(fù)合線除銅包鋁線外還有銅包鋼線、鋁包鋼線以及碳纖維增強(qiáng)鋁線等。銅包鋼線是以鋼線為芯體，在表面上覆一層銅的復(fù)合線材。銅包鋼接觸線在性能上兼?zhèn)淞虽摰母邚?qiáng)度、耐高溫軟化的機(jī)械性能和銅導(dǎo)電率高、接觸電阻小的電性能，因而具有傳導(dǎo)效率高，材料成本低、抗拉斷力大、質(zhì)量輕、耐磨損的特點(diǎn)。它是目前電氣化鐵路用接觸線的理想產(chǎn)品。其他在電纜行業(yè)中可替代銅導(dǎo)體作為分配線或通信業(yè)中的電話用戶線。而鋁包鋼線以高碳鋼線作芯線，外圍均勻包覆一層純鋁。主要用于架空高壓輸變電線網(wǎng)。最后碳纖維增強(qiáng)鋁線的研發(fā)和生產(chǎn)也得到了很高的重視。
當(dāng)前，國際常用的架空高壓電纜一般為鋼芯增強(qiáng)鋁絞合線，由于這種電纜中鋼的比重大、電阻大和磁損耗等問題，已不適應(yīng)超高壓電力電纜發(fā)展的需要。國際上正研究的無機(jī)連續(xù)纖維復(fù)合鋁復(fù)合絲增強(qiáng)鋁高壓電纜與鋼芯增強(qiáng)鋁線相比具有高強(qiáng)度、低比重、低膨脹、導(dǎo)電性能好、無磁性、高溫(200℃)不老化、強(qiáng)度長時間不變等優(yōu)勢。它將是未來替代鋼芯增強(qiáng)鋁絞線作為架空高壓電纜的理想產(chǎn)品。復(fù)合材料主要作為電線電纜用，隨著銅芯導(dǎo)電材料的日益缺乏。電線電纜走向輕質(zhì)、高強(qiáng)、高導(dǎo)、防磁、耐腐蝕是其發(fā)展的必然趨勢，復(fù)合材料也必然是朝著這個方向發(fā)展。
那么，不管是銅包鋁線還是銅包鋼線顯然都能夠一定程度地節(jié)約原材料的生產(chǎn)成本，但是在性能方面是否具有可靠性呢?事實(shí)上，不論是經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)也好，還是從國內(nèi)外的敷設(shè)經(jīng)驗(yàn)也好，銅包鋁線和銅包鋼線等雙金屬導(dǎo)線在性能上具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。一是具有較好的延展性和可加工性。銅包鋁線和銅包鋼線可像純銅線一樣做拉拔和退火處理，還可進(jìn)一步深加工成銅包漆包線及鍍銀、鍍錫銅包鋼線。二是具有獨(dú)特的復(fù)合性能。銅包鋁線同時具備銅的導(dǎo)電性和鋁的密度小的復(fù)合特性，而銅包鋼線則將銅的導(dǎo)電性與鋼的高強(qiáng)度結(jié)合在一起，鍍錫銅包鋼線發(fā)揮了錫的可焊性和抗硫化性，鍍銀銅包鋼線則提高了導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，增強(qiáng)了耐蝕性、抗氧化性。三是具備明顯的經(jīng)濟(jì)效益。銅包鋁線的密度僅為純銅線的36.5%-41.6%，其長度是同等重量、同等直徑的純銅線的1/2.45-1/2.65倍，同等重量、同等直徑的銅包鋼線抗拉強(qiáng)度比純銅線高1.6-2倍以上。因此，利用導(dǎo)線的長度或強(qiáng)度生產(chǎn)電線電纜將大大降低生產(chǎn)成本。四是顯著的社會效益和環(huán)境效益。銅包鋁線和銅包鋼線能夠節(jié)省大量的稀缺銅資源、減輕電纜重量，便于運(yùn)輸和網(wǎng)絡(luò)施工、減輕工人勞動強(qiáng)度，而且包覆焊接法生產(chǎn)工藝也不污染環(huán)境。因此，銅包鋁線和銅包鋼線不僅具有廣闊的市場前景，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。
隨著市場開發(fā)的不斷深入，雙金屬線已經(jīng)逐步被人們所接受，該產(chǎn)品的各種優(yōu)勢也在實(shí)踐中體現(xiàn)出來。通過開發(fā)多種雙金屬線復(fù)合導(dǎo)線，從而把企業(yè)推向了新的發(fā)展階段。多金屬線屬于換代產(chǎn)品，應(yīng)用范圍廣泛，主要應(yīng)用于電力、電子、通訊等高頻信號傳輸領(lǐng)域及航空、航天、水下航行器、電子元器件接插件、電腦、儀器儀表線圈連接線、電機(jī)、變壓器繞組、電視機(jī)消磁線圈和偏轉(zhuǎn)線圈、特種高導(dǎo)電率絞線、射頻屏蔽網(wǎng)等領(lǐng)域。
因此，中國電線電纜行業(yè)正在迎來一場具有顛覆性的材料革命，而顛覆的目的在于重建，根本目的就是科學(xué)而合理地降低生產(chǎn)材料的成本，在保證其性能與品質(zhì)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大電線電纜生產(chǎn)廠家的利潤，同時對于國內(nèi)電線電纜產(chǎn)業(yè)的做大做強(qiáng)也做出巨大貢獻(xiàn)!

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