[發明專利]銅包鋁導體或銅包鋼導體的電線電纜

無效

• 申請號: 200610050502.0
• 申請日: 2006-04-20
• 公開（公告）號: CN101060024A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 虞一杰;鄒志波;張志立
• 申請（專利權）人: 興樂集團有限公司
• 主分類號: H01B7/00
• 分類號: H01B7/00;H01B7/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

???????????????????????一、所屬技術領域

本發明涉及一種電線電纜，尤其是指銅包鋁導體或銅包鋼導體的電線電纜。

??????????????????????????二、背景技術

導體是電線電纜產品進行電流或電磁波信息傳輸功能的最基本的必不可少的主要構件。銅、鋁等金屬材料導電性能優良，因此，目前電線電纜均采用銅、鋁作為導體材料。電線電纜制造行業是一個材料精加工和組裝的行業。一是材料用量巨大，線纜產品中的材料費用要占制造總成本的70-90％；二是所用材料的類別、品種非常多，性能要求特別高，如導體用銅，要求銅的純度要在99.95％以上，有的產品要采用無氧高純銅；而導體材料又占了整個電纜材料成本的70～80％。近年來世界銅價持續上漲，目前已經達到53220元/噸，致使銅導體材料占總材料成本的比例上升到80～95％。電纜制造成本居高不下，采用新型材料替代純銅勢在必行。

???????????????????????????三、發明內容

本發明的目的在于提供一種銅包鋁導體或銅包鋼導體的電線電纜，導體的直流電阻能完全符合產品標準對導體直流電阻的要求，并使電纜的載流量滿足使用要求。

為達到上述目的，本發明采取的解決方案是：

方案一：對電力電纜產品，采用銅包鋁或銅包鋁材料進行導體的生產，對于70mm²以上截面規格導體，內芯采用銅包鋁或銅包鋼材料，鄰外層和外層采用純銅材料，根據導體的集膚效應和臨近效應理論，通過計算，確定代用材料的結構尺寸，在導體中，部分采用銅包鋁材料替代純銅，適當增加銅包鋁或銅包鋁線的體積，同時通過絕緣材料的選用來提高導體的工作溫度，使制造出的電纜在相同的使用條件和環境下，電纜的載流量能滿足使用要求。

方案二：對于布電線產品，全部用銅包鋁或銅包鋼導體線代替純銅線，根據實際檢測數據，47*0.24結構的銅包鋁線導體的直流電阻為13.3Ω/km，與純銅絲組成的1.5mm²的導體的直流電阻相同，完全可以替代純銅絲1.5mm²導體，剔除由于銅包鋁線導體造成的外徑增大造成的絕緣材料增加因素，可比原來的生產成本降低20％，而使用性能與純銅線導體電線相同。

方案三：對于50mm²以下截面規格導體，全部用銅包鋁或銅包鋼導體線代替純銅線。

方案四：用于頻率高于50Hz的電線電纜，還可以采用空心或使用非金屬材料填充。

方案五：對于150mm²以上截面規格導體，采用多個非金屬隔離結構，例如一變二芯，以降低集膚效應的影響。

本發明的優點是：

1、直流電阻率：銅包鋁線的電阻率比純銅線大，約為純銅線的1.5倍，在阻值相同時，銅包鋁線重量約為純銅線的1/2。根據集膚效應計算，在5MHz以上高頻時，電阻率與純銅線相同。

2、良好的焊接性：銅包鋁線由于其表面同心的包覆了一層純銅，因此具有跟純銅線一樣的可焊性。

3、重量輕：銅包鋁線的比重僅為純銅線的37％-40％，在線徑、重量相等的情況下，其長度是純銅線的2.5倍，由此大大降低了生產成本，購買1噸銅包鋁線相當于購買了2.5噸純銅線；使用1000kg銅包鋁線和使用2500kg純銅裸線相比，可節約成本約70000元(53.2元/kg×1000kg×2.5倍-63元/kg×1000kg＝70000元)。所以，使用銅包鋁線替代純銅線，能夠大幅度節約原材料成本。是替代純銅導線的理想產品。

4、降低交流電阻：

(1)交流電阻是電纜載流量的主要依據，根據集膚效應的原理，單根導線的表面，其單位面積通過的電流比導線的圓心單位面積通過的電流要大，也就是說，大截面導體的圓心，在相同導體組成的圓面積內，圓心比圓周通過的電流要小，所以把圓心導體與圓周導體用不同的金屬組成是最合理、最經濟的。

(2)影響交流電阻指標除直流電阻、集膚效應外，還有鄰近效應，與相同直流電阻的銅導體相比，采用銅包鋁材料后，會使導體總截面增加一部分，因此也改善了電纜的散熱條件，增加了散熱面積，而鋁的導熱系數與銅相近，在同等的材料成本條件下，交流電阻的指標要經濟得多。

5、具有良好的耐腐蝕性，鋁比銅易腐蝕，但由于銅包鋁材料已經完全冶金化，鋁完全被銅所包覆，不會被水、空氣接觸，完全達到與銅一樣的性能。

6、銅和鋁都是非磁性材料，不需要隔磁，也不會產生渦流。