铜包铝线标准及其应用在电力电缆中的性能 傅氏国际（大连）双金属线缆有限公司

纲 要 1 标准体系 2 铜包铝线性能 3 铜包铝线在电力电缆的应用 铜包铝电力电缆相关标准 4

第一部分 标准体系

铜包铝线标准发展历程 国家 年代 标准 美国 1972 ASTM B 566-72《铜包铝线标准规范 》 2004 ASTM B 566-04a《铜包铝线标准规范》 英国 1973 BS4990-73《绝缘电缆用铜包铝导体 》 日本 1992 JCS 340A-1992《铜包铝线》 中国 20世纪90年代 行业标准SJ/T 11223-2000《铜包铝线》

傅氏国际制定的企业标准 Q/FS 002-2007 铜包钢线 Q/FS 003-2007 铜包铝镁合金线

傅氏国际美国copperweld公司 IEC双金属委员会成员 2008年正式成为ASTM成员 傅氏国际(大连)双金属有限公司 与中国电子科技集团公司第二十三研究所等企业共同制定铜包铝线国家标准

第二部分 铜包铝线性能

标称直径为2.50mm、铜层体积比为15%的软态铜包铝线表示为： 1.铜包铝线的型号及表示方法 10A/H 类别代号 15A/H 20A/H CCA型号 标称直径 CCA 类别代号 标称直径 标称直径为2.50mm、铜层体积比为15%的软态铜包铝线表示为： CCA-15A-2.50

表1 铜包铝线标称直径及其对应的偏差范围(mm) 2.铜包铝线的尺寸要求 表1 铜包铝线标称直径及其对应的偏差范围(mm) ASTM B566 新国标 傅氏公司实际生产线经范围 标称直径 偏差 8.25～0.254 ±1%×标称直径 8.25～0.501 12.5～0.08 0.50～0.345 ±0.004 ＜0.254 ±0.003 0.344～0.08 表2 铜包铝线的最薄铜层厚度和体积范围 标称体积比(%) 铜层体积比范围 最薄铜层厚度(mm) 10 8%～12% 3.5%×半径 15 13%～17% 5.0%×半径 20* 18%～22%* 7.0%×半径*

3.铜包铝线的导电性能 表3 铜包铝线的导电性能 性能 铜包铝线 纯铜线 纯铝线 10A/10H 15A/15H 20A/20H 电阻率(Ω·mm2/m) 0.02743 0.02676 0.02594 0.01724 0.028 导电率(IACS,%) 62.85 64.42 66.46 100 61.57

式中：ρt—在t温度下的电阻率； ρ0—20℃的电阻率； α—电阻温度系数； β—线膨胀系数； t—温度。 表4 不同材料20℃时α及β值 铜 0.00393 0.000017 铝 0.00407 0.000023 10%铜包铝 0.004056 0.0000224 15%铜包铝 0.004049 0.0000221 20%铜包铝 0.004042 0.0000218

图1 电阻率随温度变化曲线

4.铜包铝线的物理性能 表5 铜包铝线的密度和质量比 性能 铜包铝线 纯铜线 10A/10H 15A/15H 20A/20H 表5 铜包铝线的密度和质量比 性能 铜包铝线 纯铜线 10A/10H 15A/15H 20A/20H 标称密度(g/cm3) 3.32 3.63 3.96 8.89 密度偏差 ±3% — 铜重(%) 29 37 43 表6 铜包铝线的力学性能 铜包铝线型号 抗拉强度(MPa) 延伸率(%) 标准值 实测值 CCA-15A-2.5 ≤138 117 ≥ 15 35 CCA-15H-2.5 ≥193 255 ≥1.0 2.5 CCA-10A-2.5 112 35.5 CCA-10H-2.5 240

5.铜包铝线的力学性能 图2 不同体积比铜包铝线抗拉强度变化趋势图 图3 不同体积比铜包铝线延伸率变化趋势图

6.铜包铝线的冶金结合性能 序号 试验名称 试验方法 依据标准 1 扭转试验 表7 铜铝冶金结合情况的判定方法 序号 试验名称 试验方法 依据标准 1 扭转试验 从样品一端截取适当长度的试样，将其在标称直径15倍的间隔处夹持并拉紧，沿同一方向扭转三圈，然后再反向扭转三圈。观察表面是否沿扭转纹路产生裂纹。 ASTM B566-04a 2 弯曲试验 采用任何合适的方法进行反复弯曲，直至断裂，用正常目力观察铜层与铝芯之间有无分层现象，铜层紧贴在铝芯上。 GB/T 4909.5-85 3 卷绕实验 将一段铜包铝线弯成U形，然后以线材自身为中心卷绕10匝，铜层不出现裂纹和管状脱离。 GB/T 4909.7-85 4 拉伸试验 进行拉力实验，观察试样断口是否分层 GB/T 4909.2-85

扭转试验 (b) 弯曲试验 (c) 缠绕试验

(d) 拉伸试验

铜包铝线(软态)结合照片500× 铜包铝线(软态)不结合照片500× 铜包铝线(软态)结合照片500× 铜包铝线(软态)不结合照片500× 图4 铜包铝线结合与不结合金相照片 铜 铝 铜铝过渡层 不结合处 结合处

7.铜包铝线的热学性能 表8 等电阻时铜包铝和铜的比热值 材料 比热值 铜 0.818 15%铜包铝 0.837

表9 铜包铝线温升实验结果 型号与规格 VV 1×10 VCV 1×14.9 VLV 1×16 第一次实验数据/℃ 64.4 60 64.2 第二次实验数据/℃ 69.8 68.2 62.4 第三次实验数据/℃ 73.0 65.6 61.7 平均值/℃ 69.1 64.6 62.76 图5 铜包铝线高温和低温性能

表10 包覆法生产的铜包铝线和电镀法生产的铜包铝线比较表 8.铜包铝线的工艺性比较 表10 包覆法生产的铜包铝线和电镀法生产的铜包铝线比较表 序号 比较项目 包覆线 镀层线 1 铜层厚度 70～100μm ＜10μm 2 铜层致密性 致密性好，无针孔，厚度均匀 致密性差，有针孔，厚度薄而不均 3 结合性 冶金结合，结合力强 电沉积或热浸镀结合，结合较弱 4 导电性 铜层厚，导电性好 铜层薄，导电性差 5 电阻率 电阻率好、稳定 电阻率大、不稳定 6 环保 较好 氰化物污染严重

第三部分 铜包铝电力电缆的性能

1.铜包铝线电力电缆性能 表1 不同规格型号的铜包铝电缆在20℃直流电阻值 电缆型号 直流电阻值(Ω/km) 标准值 实测值 BCV-450/750 1×10 最大1.91 1.67 VCCAV-0.6/1 3×16+2×10 最大1.83 1.69 表2 不同规格型号铜包铝电缆的绝缘电阻 电缆型号 绝缘电阻常数(20℃) (MΩ km) 绝缘电阻常数(70℃) 标准值 实测值 VCCAV-0.6/1 3×16+2×10 最小36.7 378 最小0.037 0.295

2.铜包铝线电力电缆性能检测报告

第四部分 铜包铝电力电缆的标准化

傅氏国际铜包铝电力电缆企业标准一览 序号 标准名称 1 额定电压450/750及以下铜包铝塑料绝缘电缆 2 额定电压1kv(Um=1.2kv)铜包铝挤包绝缘电力电缆 3 额定电压6kv(Um=7.2kv)到35kv(Um=40.5kv)铜包铝挤包绝缘电力电缆 4 额定电压450/750及以下合成弹性体绝缘铜包铝电焊机电缆

郑州电缆厂于2004年成功试制铜包铝导体交联聚乙烯绝缘电力电缆 铜包铝导体聚乙烯绝缘电力电缆和铜包铝导体交联聚乙烯绝缘电力电缆 浙江兴乐集团 批量生产铜包铝电力电缆 青岛汉缆 湖北电缆 傅氏国际的金川电缆 铜包铝导体聚乙烯绝缘电力电缆和铜包铝导体交联聚乙烯绝缘电力电缆 大连地区的鑫蜂电缆

最先使用35kv铜包铝电力电缆 ，试用中线路运行正常，在全市推广，并推荐给设计院做电缆设计标准之一 青岛市电力部门 在县级市中逐步开始使用 山西供电系统

制定相关国家标准，电缆型号、规格及相应零部件实现标准化

谢谢