铜包铝导体电线电缆在起重机械行业的应用.pdf

铜包铝导体电线电缆在起重机槭行业的应用
高崇仁柏艳红李秋来王志强冯永鹏
1太原科技大学太原030024
2河南省龙祥电力电缆有限公司长垣453400
摘要:介绍了铜包铝扁平软电缆的结构、主要性能和应用前景,铜包铝电缆在起重机行业替代原有的纯
铜圆电缆,应用于包括起重机械行业等工程中的拖动电路及电力传导线路等,具有抗掠、耐磨、耐高温、耐高
压和质优价廉等优点,同时填补了国内空白。
关键词:铜包铝导体电线电缆;结构与性能;应用前景
中图分类号:'TM246.9文献标识码:A文章编号:1001-0785(2014)01-0045-03
Abstract The paper introduces the structure, major performance, and application prospect of the copper clad alumi-
num cable. The copper clad aluminum cable replaces the former pure copper round cable in the crane industry, is applied
to the dragging circuit and power transmission line in the crane mechanical industry, with the advantages of tension resist-
ance, wear-resistance, high-temperature resistance, high-voltage resistance, and high-quality and low price, etc., filling
up the domestic void
Keywords copper clad alminum cable; structure and performance; application prospect
0引言
代铜工程是发展的必然趋势。在市场方面有着广
泛的应用,如工程用电缆,高频音频、祝频等通
铜包铝导体在高真空状态下以铝为基体,用信用线,电气、电力等各个方面,整体来看铜包
铜带包覆焊接得到。其不仅具有铜的高导电、导铝电缆有6大优势。
热性,低接触电阻性,还具有铝的轻质、经济的
1)成本低,节约投资。该铜包铝材料成木为
特点。在我国铜资源紧缺的条件下,发展铜包铝铜的70%左右,降低生产成本;2)品质优良,性
导体作为纯铜的替代品是一种趋势,不仅节约铜能可靠。铜包铝电缆新产品是把铜、铝的性能优
资源,降低能耗,也能降低生产成本。早在20世点合二为一,具有铜和铝的双重优点;3)耐腐
纪60年代,欧美国家就开始研究和应用铜包铝材蚀,接触电阻小。由于铝完全被铜所包覆,改善
料,并最早制定了导体标准,而今美国、英国、了铝导体易氧化、接触电阻大等弱点;4)具有良
日本等国家已把铜包铝作为继铜、铝之后的第
好的焊接性。铜包铝电缆因其表面覆盖了一层纯
代导体。我国近十年来铜包铝导体得到了广泛的铜,因此,具有与纯铜线相同的可焊性,避免
应用,主要用于大容量信号传输线,信息产业部了铝芯电缆在长期因腐蚀、碰伤或紧压不良、
并于2000年制定了SJ/T11223-2000铜包铝导体无锡焊接引起导体与接线端子接触不良、发热
行业标准。近年来,国内生产技术日趋成熟,且导致电缆端部烧毁的隐患;5)质量轻,使用方
形成批量,铜包铝导体在电力电缆中的应用得到便。铜包铝电缆的密度为纯铜线的37%
尝试性的成功,在浙江乐清、武汉、上海、青岛、40%,易于运输、安装、加工;6)无环境污
江苏、河南、河北、湖南等省市的电力电缆企业染,不影响环保。
都建立了铜包铝电缆相关参数标准,为铜包铝电
由此可见,铜包铝导体电缆将电线电缆市
缆普及及使用起了重要的作用
场向前推进了一大步,有着广阔的发展前景,
随着社会的进步,新科技、新技术、新工艺符合我国节约资源型、环境友好型社会的发展
的出现,铜包铝电缆也有了长远的发展。铜包铝趋势。
《起重运输机械》2014(1
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铜包铝电线电缆设计关键技术
此,也增加了导体的表面积,增加了散热面积,
改善了电缆的散热条件;同时降低了交流电阻,
结构设计
增加了载流量。
为了满足起重机械行业对强度、韧性、导电
3)增大抗拉强度由于铜包铝导体强度差
性能等要求较高场合的需要,铜包铝电缆在结构对于强度要求高的场合,比如起重机小车悬挂电
上主要分为2种:一种是扁平形的称之为扁电缆,缆经常发生弯折和拖拽拉伸,导体容易发生断裂
主要应用于起重机械移动装置的电力、信号传输;磨损严重,铜包铝电缆强度明显不能满足。所以
种是圆形的称之为圆电缆,值得强调的是由于在不改变截面条件下,将原来的19根铜包铝丝增
材料本身强度的原因圆形电缆不能满足移动场合加到49根,细化了钢丝,减小钢丝的僵性,増大
的需要。所以,圆形电缆主要应用在起重机械固了支撑力和柔韧度,安装方便,不损伤电缆。同
定设备装置的电力信号传输。在扁电缆结构设计时护套体外侧对称地增加2根平行钢丝(多股钢
方面是否满足起重机械的需要显得尤为重要。所丝效果更好),使支撑受力合理,抗拉强度、耐磨
以,对电缆的护套、绝缘材料、支撑体、导体芯性能大大提高。
等都做了具体的设计。重点是将多根绝绿线芯组
平行排列成扁平多芯电缆,线芯组之间有一段距
铜包铝扁平软电缆的主要性能
离,加大护套断面尺寸,増加强度;每根电线的
铜包铝扁平电缆的关键技术性能在于电阻率、
股与股之间都有绝缘层;采用强度和柔性优于普载流量、抗拉强度和使用寿命等方面,使其达到
通塑料的丁腈复合物护套,绝缘、包带材料;每缩小与纯铜电缆和纯铝电缆的差距是解决关键技
根线芯组与护套之间有很薄的塑料层来防止粘连;术的主要目的时。
细化的铜包铝导体芯来节约铜材,降低成本;增
1)电阻率铜包铝线的直流电阻率约是纯铜
设单股或多股钢丝来増加支撑力,具体结构见线的1.5倍,在阻值相同时,前者质量约为纯铜线
图
的1/2。根据集肤效应,在5MHz以上高频时,与
相同截面的铜导体相比,其电阻率相等。采用铜
包铝会起到降低高次谐波产生的交流阻抗的作用。
O.(》(の
可采取提高单丝中铜的体积和相应的工艺,使铜
包铝复合导体在现有同规格导体的外径尺寸上限
铜包铝单根线芯铜包铝丝
内,满足导体直流电阻要求。
1.屏蔽层2.包带层3.绝缘层4.铜包铝单根线芯
2)载流量交流电阻是载流量的主要依据,
5.钢丝支撑6.包覆层7.铜包铝丝8.铜层
根据集肤效应,单根导线的表面与圆心相比,表
铝芯10.护套
面单位面积通过的电流要大,也就是说,大截面
图」铜包铝扁平软电缆截面结构示意图
导体的圆心在相同导体组成的圆面积内,圆心比
圆周通过的电流要小。所以,圆心与圆周用不同
1.2关键技术
的金属是很经济、合理的。实验证明,在导体直
铜包铝导体虽然降低了成本,减轻∫质量,流电阻与纯铜导体直流电阻相同的条件下,它的
但也有缺点,如电阻率大,强度较低等。设计铜交流电阻比铜小,载流量比铜导体大2%~5%
包铝电缆需解决以下关键
截面积越大效果越明显。
1)减小直流电阻率铜包铝导体虽然价格较
3)抗拉强度通