铜覆铝母线与铜母线、铝母线的性价比分析
天津电气传动设计研究所 高级工程师 杨占元
铜覆铝母线是以铝为芯体,在其上下层包覆一层铜,使其铜、铝界面实现冶金结合的复合材料。它与普通铜排相当,有着相同的导电能力,重量却比纯铜排轻得多。铜覆铝母线集铜和铝两种金属物理、化学、力学、电气性能集中于一身,不仅具有铜的导电性、接触电阻小等特点,而且还具有比重小、重量轻、价廉等特点,是一种综合性能优良的新颖导电材料。以铜覆铝母线代替应用面广、需求量特别大的铜排,在高低压成套开关设备和控制行业(母线槽)领域将有广泛应用前景,预计将会与铜排、铝排一样成为导电的并列材料,因此,提供理想的新产品显著的经济效益,有利于合理利用资源。
上世纪50年代,世界各工业国都致力于复合金属材料的生产和研究工作,这些国家相继成功开发出铜覆铝线材、铜覆铝母线等。在经过复合工艺技术改革后,质量已达到了相当高的水平,在输变电(母线槽)、成套开关设备、低压电器等行业显现出卓越的技术和经济优势。铜覆铝母线在美国、德国、日本、前苏联和意大利(占80%在开关设备行业使用铜覆铝母线)等国家广泛的采用和制定了相关的标准。
近期国内企业和研究单位成功开发了铜覆铝母线,产品经用户使用和试验站验收合格,并制定了相应的标准,建立了批量生产基地,具体成果如下:
1) 在我国首次研制铜覆铝母线新产品,经测试产品的界面结合强度、力学性能和抗弯曲能力和电气性能等到满足要求。
2) 成功采用了复合法技术工艺生产铜覆铝母线,全部材料选用国产材料,性能基本满足要求。
3) 以铝代铜缓和铜资源短缺,降低产品经济成本,安装方便等特点。
铜覆铝母线与铜母线、铝母线性能单价比分析
见表1
性能
名称 弯曲
试验 状态 导电率
P20℃ 力学性能RmA 比重 电流载流量 温升 接触电阻及表面化学稳定性 综 合机 械性 能 安装场地要 求 经济成本(相同长度、规格对比)
铜覆铝母线 GB/T224合格 硬 0. 2615 130Mpa ≈3.2 任选 近似铜线 近似于铜 优于铝母线 重量轻安装方便 比铜母线下降成本40%
铝母线 GB/T224合格 硬 0.295 120Mpa 2.73 任选 一般 较差 一般 重量轻安装方便 比铜覆铝母线成本下降40%
铜母线 GB/T224合格 硬 0.179~
0.182 200Mpa 8.9 任选 良好 良好 良好 重量大安装不便 比铜覆铝母线成本增加40%