『壹』 高导电铝合金电力电缆的特点
上海宝宇电线电缆制造有限公司
1.电能在传输过程中的损耗取决于导体电阻而不是电阻率：电缆导体一般常用的有铜和铝两种材质。由于铝导体的电阻率比铜导体的电阻率大，由此得出用铝作为电缆的导体在电力传输过程中损耗就应该会比铜导体要大大的结论。理论上，电能的损耗与导体的电阻成正比，与截面成反比。绝对地认为铝比铜的损耗大的结论不科学。
2.在载流量相同下，铝合金电缆的截面为铜芯电缆的1.5倍：根据GB/T 3956-2008《电缆的导体》，在20℃时，一个铜导体截面的直流电阻值与对应于另外规格的铝导体直流电阻值相当。从电力输送中的电能损失的角度来看，一个规格的铜导体芯电力电缆完全可以由直流电阻等效的铝导体电缆所替代，此时铝电缆的载流量大于铜缆的载流量。电气性能铝合金与铜相比，在同等截面长度的情况下，电导率是铜的61%，载流量约为铜的78%。根据电缆截面的规格分布，将铝合金电缆的截面增加1.5倍左右，载流量与电压降等电气参数与铜相当。
3.载流量相同下，铝合金导体的直径为铜芯导体1.2倍左右：加大导体直径是否会使导体直径增加太大，从而影响安装?可以采用以下方法解决，首先可以在设计中考虑铝合金电缆直径因素;其次在制造中导体紧压技术，紧压系数达到0.93，使铝合金电缆的外径相比于铜芯电缆只增加10%左右，将直径因素减少至最小。
4.等效截面长度相同时，铝合金导体的重量为铜芯导体50%：由于二者比重相差较大，即使铝合金截面增大，但由于比重较小，可以减轻导体的重量。
5.接头性能良好由于在铝中加入了铁、镁、稀土等多种元素：大大改善了退火后的韧性和高抗蠕变性能。实际中，铜铝连接一直是最为关键的问题。铜和铝(或铝合金)如果直接;连接接触，有金属材质不同，存在电位差，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀。在电力系统中，这种腐蚀会增加接触电阻，使接头处发热，是系统安全运行的隐患。现在采用了新技术制造的铜铝接头从根本上消除了过去铜铝接头存在的致命不足，使的铝合金电缆的接头安全可靠，操作简单方便。
6.机械性能改善：由于在纯铝中添加了合金铁、铜、稀土等合金元素，改善了铝合金的综合性能，延伸率、蠕变性能提高。
7.强度高：合金化提高了铝合金的抗拉强度。
8.延伸率高：延伸率到25%以上，大大改善了弯曲性能。铝合金电缆安装时的最小弯曲半径大于7倍电缆外径即可，远远小于GB12706-2008《额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件》中规定的电缆安装时最小弯曲半径为12倍至20倍电缆外径。
9.回弹力小：铝合金电缆比铜缆回弹力能少40%，便于施工和增加施工安全性。
10.抗蠕变：铝合金导体的特殊合金与热处理工艺大大减少了金属在受热和压力下的"蠕变"倾向，相对于纯铝，抗蠕变性能提高300%。
11.抗腐蚀：铝在空气中很快的生成一层厚度约为2～4μm的致密氧化膜，这层氧化膜非常致密，以至于空气无法进入，从而防止内部的金属被进一步氧化。铜的表面不能生成氧化膜，所以气体会穿过表面的氧化物进入内部，与内部的金属继续发生氧化反应，导致铜的氧化很快。铝合金导体中由于加入了稀土金属，提高纯铝为导体的金属材料的耐腐蚀性能，减少了不同金属之间的电位差。
12.阻燃性高：铝合金带连锁铠装电缆采用铝合金导体、阻燃硅烷交联聚乙烯绝缘、铝合金带连锁铠装结构，能实现阻燃IA级、耐火IA级，且低烟无卤。具有极佳安全性能和经济效益。
13.易安装：与安装铜芯电缆相比，更像是将金属导管和电缆集成了在一起。实际应用时省去了穿管的工作，在电气设计明敷，可以省去桥架，可以降低造价，节省工时、缩短工期，节约材料，减少污染和能源浪费。由于铝合金电缆比铜缆重量轻一半。对于高层建筑来说，垂直敷设的难度和工作量大大降低，给施工人员减轻劳动强度，能够缩短工期，节省人工成本。
14.无涡流损耗：铝合金铠装电缆采用非磁性材料，即使存在三相不平衡电流，电缆内部也不会产生涡流，能减少线路的损耗。
『贰』 请问有谁用过稀土高铁铝合金电力电缆的，各方面情况怎么样
铝合金导体材料解决纯铝的众多不足并拥有由于铜导体的一些特性。下面就这些性能作具体分析。
1、电气性能
铝合金与铜相比，在同等截面等长度的情况下，电导率是铜的61.8%，载流量约为铜的78%。根据电缆截面的规格分布，将铝合金电缆的截面增加1.5倍左右，载流量与电压降等电气参数与铜相当。正如美国国家电气规范NEC330.14规定：“8、10、12AWG截面（相当于国内8.37mm2、5.26mm2、3.332mm2）的实心导体应由AA8000系列电工级铝合金材料制造。绞合型导体从8AWG（相当于国内8.37mm2）到1000kcmil（相当于国内506.7mm2）应由AA8000系列电工级铝合金导体材料制造。
使用大一个或两个规格的铝合金电缆替代铜缆，人们会担心，加大导体是否过多增加导体外径，因而影响安装连接。为了解决因增加截面导致导体外径增大的这一问题，我们可采用先进的紧压技术，紧压系数达到0.93，使替代后的铝合金电缆的外径相比于铜缆只增加10%左右，因而根本不会影响到安装连接。
2、连接性能
铝合金材料由于加入了铁、镁、稀土等多种元素，大大改进了其连接性能。尤其是当导体退火时添加的铁元素产生了高抗蠕变性能，即使在长时间过热时，也能保证连接稳定性。
在过去的经验积累和认知中，铜铝连接一直是最为关键的问题。铜和铝（或铝合金）如果直接；连接接触，有金属材质不同，存在电位差，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀。在电力系统中，这种腐蚀会增加接触电阻，使接头处发热，是系统安全运行的隐患。
电化学腐蚀是以下因素共同作用的结果：
（1）、不同的电极电位（>0.5V）、金属间的不同电阻、金属的极化特性。
（2）、电解液的电导率、阴阳极表面的接触面积（电流密度）。
另外，铜和铝（或合金）的膨胀系数不同，如果采用刚性连接会造成金属疲劳，长时间使用后会造成连接处松弛，也会增加接触电阻。这是人们普遍担心的问题。
铝合金电力电缆对于终端的处理，主要依靠以下几个手段：
第一、镀锡。铜排镀锡或铝端子镀锡都是可行的。用铜排镀锡和铝端子镀锡来解决铜铝过渡问题已经广泛的应用于电力行业，被证明是安全可靠的。
第二、采用特制的过渡垫片，这种垫片介于铜铝之间，有效地防止铜铝接触带来的腐蚀问题。
第三、涂抹抗氧化剂。当用电设备的铜触头没有镀锡，而铝端子也没用镀锡时，可以采用涂抹抗氧化剂的方法。抗氧化剂介于铜铝之间，可以有效地防止电解质的进入，从而避免了电化学腐蚀。
采用以上第一、第三种方法接线时，需要加装碟形垫片来吸收铜/铝膨胀系数不同带来的松弛，用扭力扳手拧紧后，无需对整个连接系统进行任何维修和二次拧紧。
3、力学性能
（1）极佳拉伸性能：铝合金相比于纯铝，由于加入了特殊成分和特殊的加工工艺，极大的提高了抗拉强度，且延伸率提高到30%。
（2）超强的弯曲性：铝合金电缆安装时的最小弯曲半径大于7倍电缆外径即可，远远优于GB12706的“电缆安装时的最小弯曲半径”——12倍至20倍电缆外径。
（3）优异的低反弹性能：铝合金电缆比铜缆反弹性能少40%。
（4）优异的抗蠕变性能：铝合金导体的特殊合金与热处理工艺大大减少了金属在受热和压力下的“蠕变”倾向，相对于纯铝，抗蠕变性能提高300%。
4、抗腐蚀性能
铝在空气中很快的生成一层厚度约为2×10-4mm的致密氧化膜。防止内部的金属被进一步腐蚀。而铜不能生成氧化膜，所以污染物会停留在表面，进一步向里腐蚀，腐蚀一段时间后，雨水冲刷，将氧化物都冲走，新的污染物又积聚，重新腐蚀新的金属，而铜没有氧化膜，导致铜的氧化很快，金属流失很多。
铝合金导体中由于加入了稀土金属，在化学性能方面，进一步提高单纯以铝为导体的金属材料的耐腐蚀性能，减少了不同金属之间的电位差，因为电位差越大，腐蚀会越严重。加入的其他金属元素均是可允许的金属配对，减少由于电位差而引起的接触腐蚀。
二、阻燃性能
现在高层建筑的火灾发生时，浓烟是火灾中致命的杀手，大量的浓烟吸入人体内会造成死亡，吸入少量的浓烟可能会导致昏厥，影响逃生，所以国家相关消防部门、建筑管理部门明文规定使用低烟无卤阻燃电缆。
YJHL8、YJHL8Y型（铝合金带连锁铠装电缆）铠装电缆采用铝合金导体、阻燃硅烷交联聚乙烯绝缘、铝合金带连锁铠装结构（或增加低烟无卤聚烯烃护套），能实现阻燃IA级、耐火IA级，且低烟无卤。具有极佳安全性能和经济效益。
三、安装特性
铝合金带连锁铠装电缆和铜缆相比，更像是将金属导管和电缆集成了在一起。实际应用时省去了穿管的工作，在电气设计明敷，可以省去桥架，这样给业主方降低造价，给总包方节省工时、缩短工期，给国家节约钢材，减少污染和能源浪费。
由于铝的密度约是铜的1/3，所以在同等载流量下，铝合金电缆比铜缆重量轻一半。对于高层建筑来说，垂直敷设的难度和工作量大大降低，给施工人员减轻劳动强度，能够缩短工期，节省人工成本，同时也减少由于电缆过重造成的本体潜在损失。
铝合金铠装使得电缆的弯曲更容易。铠装电缆的弯曲半径可以达到7倍的电缆外径。如此之小的弯曲半径使得建筑内部布线非常方便，转弯灵活，尤其对于一些旧建筑改造等工程，原有空间非常狭窄的情况下，能很容易的将电力输送到更多房间。而对于PVC护套的铠装外线电缆，可以轻易绕开障碍物，较小的弯曲半径施工更容易，节省电缆长度。而铝合金铠装是非磁性材料，即使存在三相不平衡电流，也不会产生涡流，能减少线路的损耗。
四、节能环保性能
节能减排是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路，是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。采用铝合金为导体材料，同样载流量下，电缆的重量只是铜缆的一半，运输、安装过程中的碳排放量减少，YJHL8、YJHL8Y型铠装电缆敷设不用桥架、钢管，节约大量的钢材。
另一方面，铝合金的回收率非常高。再生铝是节能、环保型产业，再生铝的综合能耗只是电解铝的5%，而再生铜的综合能耗则是冶炼铜的18%。
五、材料成本及安装成本的比较
在实现同样性能的前提下，铝合金电缆的直接成本即电缆本身的成本比铜缆节约约35%，由于铝合金电缆的弯曲性能更好和重量更轻，可以免桥架或减少桥架用量，安装成本能节约20%~50%。
通过以上对比可以看出，铝合金电缆弥补了纯铝的不足，在电气性能达到铜的基础上，更轻便、更柔韧、更节能、机械性能、安全性能及经济性能远远超过铜缆。国内铜芯电缆的设计使用寿命是30年，而铝合金电缆的使用寿命为40年，国外应用40年的产品和经验，完全可以复制到我们国家。利用我国丰富的铝资源制造铝合金电缆，以满足工业与民用配电的需求，是符合科学发展的需要，是利国利民的好事。
『叁』 稀土元素用与锌合金有什么好处
在铝合金中加入微量稀土元素，可以显著改善铝合金的金相组织，细化晶粒，去除铝合金中气体和有害杂质，减少铝合金的裂纹源，从而提高铝合金的强度，改善加工性能，还能改善铝合金的耐热性、可塑性及可锻性，提高硬度、增加强度和韧性。稀土元素的加入使得稀土铝合金成为一种性能优良、用途广泛的新型材料，目前稀土铝合金的产量已近全国铝产量的1／4。
稀土元素在铝合金中的作用
稀土元素非常活泼，极易与气体(如氢)、非金属 (如硫)及金属作用，生成相应的稳定化合物。稀土元素的原子半径大于常见的金属如铅、镁等，在这些金属中的固溶度极低，几乎不能形成固溶体。一般认为，稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用；此外，它与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力，能生成熔点高的化合物，故它有一定的除氢、精炼、净化作用；同时，稀土元素化学活性极强，它可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附，阻碍晶粒的生长，结果导致晶粒细化，有变质的作用。以下就这3方面的作用详细介绍。
1.变质作用
变质处理是指在金属及合金中加入少量或微量的变质剂，用以改变合金的结晶条件，使其组织和性能得到改善的过程。变质剂又称晶粒细化剂或孕育剂。稀土元素的原子半径为0.174 ～0.204mm，大于铝原子半径(0.143mm)。稀土元素比较活泼，它熔于铝液中，极易填补合金相的表面缺陷，从而降低新旧两相界面上的表面张力，使得晶核生长的速度增大，同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜，阻止生成的晶粒长大，使合金的组织细化。此外，铝与稀土形成的化合物在金属液结晶时作为外来的结晶晶核，因晶核数的大量增加而使合金的组织细化。研究表明：稀土对铝合金具有良好的变质效果。例如，合金化的7005铝合金铸锭本身就呈十分细小的组织。同时值得一提的是，稀土的变质作用具有长效及重熔稳定性的特点，比用钠(Na)、锶(Sr)等变质剂具有明显优点。稀土的变质作用只受共晶硅变化的影响。�
2.精炼、净化作用
稀土元素的脱氧能力比强脱氧剂Al、Mg、Ti等强，微量稀土就能使〔O〕脱到＜lppm(即<10-4％)。稀土的脱硫能力也相当强，可以生成RES或RE2S3，生成物主要取决于稀土与硫的活度或溶解度。稀土元素在金属液中还可以与氧和硫同时发生反应生成RE2O2S型硫化物。稀土元素还能与P、Sn、As等低熔点金属元素化合，生成REP、RESn、REAs等化合物。这些稀土化合物都具有熔点高、比重轻，当它们的熔点高于金属冶炼温度时，能上浮一部分成渣，它们微小的质点则成为铝结晶过程的异质晶核，而留在固态金属内的部分则能降低其危害性。稀土对氢的的吸附力特别大，能大量吸附和溶解氢，稀土与氢的化合物熔点较高，并且弥散分布于铝液中，以化合物形成的氢不会聚集形成气泡，大大降低铝的含氢量和针孔率。�
3.合金化作用�
稀土在铝合金中的强化作用主要有细晶强化、有限固溶强化和稀土化合物的第二相强化等。当稀土加入量不同时，稀土在铝合金中主要以三种形式存在：固熔在基体α(Al)中；偏聚在相界、晶界和枝晶界；固熔在化合物中或以化合物形式存在。当稀土含量较低时(低于0.1％)，稀土主要以前两种形式分布。第一种形式起到了有限固溶强化的作用，第二种形式增加了变形阻力，促进位错增殖，使强度提高。加入稀土后合金的铸态组织中合金晶粒明显减少，二次枝晶间距有可能细化，稀土与Al、Mg、Si等元素形成的金属间化合物呈球状和短棒状分布在晶界或界内，组织中有大量位错分布。当稀土含量大于0.3％�，后一种存在形式开始占主导地位。这时，稀土与合金中的其他元素开始形成许多含稀土元素的新相，同时使第二相的形状、尺寸发生变化，可能使得第二相从长条状等形状转变成短棒状粒子出现，粒子的尺寸也变得比较细小，且呈弥散分布。大部分含稀土元素的第二相都出现了粒子化、球化和细化的特征，这种变化在一定程度上都强化了铝合金。�
铝合金加入稀土元素后性能的变化
随着稀土元素加入量的增加，铝合金的强度、塑性均有所提高。这主要得益于稀土元素对合金组织的改善以及弥散的稀土化合物强烈的沉淀强化效应等。添加稀土元素可以导致合金断裂过程中裂纹萌生位置与扩展途径发生改变，有利于合金的韧化。同时铝合金中随稀土含量的增加，抗拉强度、硬度提高，而延伸率略有下降。由此可见，伴随稀土的加入，合金的机械性能大有改善。
稀土元素的加入也可以改善铝合金的铸造性能。这是因为铁是铝合金中非常有害的杂质，万分之几的Fe就能形成Al+FeAl3的共晶硅，大多数含铁相的结晶组织都十分粗大，直接影响合金的机械性能，降低合金的流动性，增加组织不均匀性，添加稀土，则可以改变铁相的存在形态，提高铝合金的铸造性能。
在同一温度下，稀土铝合金的电阻率比普通铝合金小得多，说明掺入微量稀土元素后铝合金的导电性能大大提高。这是因为稀土元素作为表面活性元素加到合金中，使合金的铸态组织得以细化，减小了对传导电子的散射，从而使电阻率大幅度下降。
稀土在铝合金中可以形成热硬性高的复杂成分化合物，呈网状分布于晶界或枝晶间，细化了组织，有效地阻碍了基体变形和晶界移动，从而明显提高了合金的高温性能。
稀土铝合金的应用
由于稀土独特的物理、化学性质开发出了众多的含稀土的合金材料，不但大量用于军事工业、农业、轻工业、手工业和交通运输业，也广泛用作建筑材料、家庭生活用具和体育用品等。
我国铝土矿含硅量高(0.1％以上)，比国外的电解铝含硅量(0.08％)高，直接影响了铝的性能，不能用作电工铝。然而铝中加入适量稀土元素后，性能则大有改善。目前我国的稀土铝导线主要有高强度稀土铝合金电缆，成分为Al-Mg-Si-RE，用于高压输电线路；高导电铝电线，成分为Al-RE；还有在较高温度下使用的高导电稀土铝导线，其成分为Al-Zr-RE。 在ZJ104铸造铝合金中加入不同量的稀土元素后合金的抗拉强度、硬度、高温强度均有所提高，因而广泛应用于机械制造业的缸体、曲轴、轴承盖等材料中。已投入批量生产的稀土铝硅过共晶ZL117合金在200～300℃下，抗拉强度超过德国活塞合金KS280和KS282，耐磨性能比常用活塞合金高4～5倍，线膨胀系数小，已用于航空空压机和航模发动机活塞。稀土铝箔是一种生产电子元器件较为理想的材料。
稀土铝合金能大大提高合金的强度、硬度、韧性，还会使表面氧化膜结构发生变化，从而使产品表面光亮、美观，提高产品的耐腐蚀性能。目前我国在民用铝制品工业中已用来制造洗衣机内缸等。
添加适量稀土还可以明显提高铝锰和铝镁合金材料的耐腐蚀性能。稀土元素的加入在铸造、锻造、焊接、热处理及表面涂层技术中都取得了良好的效应。
使用稀土铝合金需注意事项
稀土元素虽然在铝合金中的作用很大，但我们必须防止稀土加入方法不正确和使用不当引起的不良影响。应注意以下几点：
1.注意掌握稀土元素的加入量。稀土的过量加入不但不会使铝合金的性能改善，还会影响铝合金的正常使用，甚至造成材料的报废；
2.稀土不宜做预先脱氧、脱硫剂，当脱氧、脱硫效果良好后再加入稀土，不但有深度脱氧、脱硫作用，还能很好控制氧、硫夹杂物的形态；
3.注意防止生成不均匀分布、大而脆的稀土金属化合物；
4.还要注意防止稀土元素与某些合金元素发生冲突，影响合金的性能等。
结语
稀土元素具有独特的4f电子结构、大的原子磁距、很强的自旋轨道耦合等特性，形成稀土配合物时，配位数在3～12之间变化，并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。稀土元素独特的物理、化学性质，决定了其广阔的潜在用途。