铜包铝

铜包铝线的结构、性能及应用
一、铜包铝线的结构
铜包铝（Copper clad aluminum wire）简写为CCA，它是由铝芯线和紧密包覆其外的铜层构成的双金属线，这就使得在一根导线上发挥了两种金属材料的特点，使铜的优良导电性和铝的重量轻的特点结合在一起，克服了铝导线的缺点，形成具有导电性好、密度小、柔软、耐腐蚀、易焊接、价钱低廉等特点的铜包铝线。从而发展成为一种新的金属导电材料。
二、铜包铝线的特点 workshop.jpg
1、结构参数
按铜层体积比分可以分为：10％和15％两种，铜层体积比为15％的铜包铝线主要用于传输高频信号的同轴电缆内导体，10％的铜包铝线主要用于传输低频电流线缆的导体。
按铜层重量，可以计算出铜层体积比为10％和15％的铜包铝线，其铜层重量比分别为26.8％和36.8。
另外，按照它的使用状态可以分为软态（A类）和硬态（H类）两种。
2、物理性能
⑴ 密度
对于铜层体积比为15％的铜包铝线，其密度为3.63g／cm3；而铜层体积比为15％的铜包铝线，其密度为3.32g／cm3。
由于铜包铝线的密度小，使铜包铝线具有很多优点：
① 对于同样重量和线径的纯铜线和铜包铝线相比，铜包铝线的长度约为纯铜线的1.7～2.5倍，这将为厂商降低材料成本。
② 由于1吨铜包铝线中铜的重量为268～368Kg，可代替1.7～2.5吨纯铜线，使得使用铜包铝线可以节约大量铜资源。
⑵ 比热
根据热力学公式Q＝cm（t2-t1），由于纯铜线的比热c＝0.092Kcal／kg.k，铜包铝线的比热c＝0.149Kcal／kg.k，这就意味着铜包铝线的比热要比纯铜线的比热要大得多，那么在同样重量的铜包铝线温度升高1度所需要的热量比纯铜线的多，从而使铜包铝线具有较低的温度，这对安全用电有很大好处。
⑶导电性
铜包铝的电阻率比纯铜线大，比铝小，20℃时体积比为10％和15％的铜包铝线直流电阻率分别为≤0.02743Ωmm2／m和≤0.02676Ωmm2／m。所以按国际电工规定将退火工业铜在20℃时的电阻率等于0.017241Ωmm2／m为标准导电率，以100％IACS表示，那么铜包铝的导电率为65％IACS左右。
⑷ 抗拉强度和延伸率
抗拉强度和延伸率是根据线径不同而不同，具体参数可以参照电子行业标准《SJ／11223-2000铜包铝线》。
三、铜包铝线的验收标准
目前铜包铝是按照SJ／T 11223-2000铜包铝线标准执行生产和验收，如客户有特殊要求，也可以按客户的要求制定特殊的工艺方法生产。
四、铜包铝线的应用领域：
1. 高频信号传输
柔型同轴射频电缆材料； 漏泄电缆内导体材料；网络电缆的内导体材料；微细同轴电缆内导体材料；有线电视同轴电缆的**内导体材料；50Ω射频电缆、柔性射频同轴电缆内导体材料；
2. 电力传输
绞线材料，保险丝材料，电力电缆导体材料，建筑布电线导体材料，汇流排等导体材料，汽车和机车专用电缆导体材料，计算机电缆、控制电缆及其他数据电缆内导体材料；
3. 其它领域
音频、视频导体材料；电源线导体材料；电脑周边线、电脑排线的导体材料。

铜与铜包铝线的综合性能比较

　电缆按内导体的不同来分，主要有两种，一种是纯铜材料，一种是铜包铝材料。铜包铝的英文是：Cooper Clad Aluminum，所以铜包铝导体也常称为：CCA导体。铜包铝复合线材*早由德国在上个世纪30年代推出，随后在英国、美国、法国等国得以推广，广泛应用于各个领域。美国的CATV电缆早在1968年就开始试用铜包铝线，消耗数量达3万吨/年。现在美洲国家已经用铜包铝(钢)电缆代替了纯铜电缆。近年来，我国铜包铝CATV电缆也开始被大量使用。国家于2000年制定了行业标准——SJ/T11223-2000，大力推广宣传使用铜包铝电缆。目前上海、广州、浙江、辽宁等地的有线电视台已经普遍采用了铜包铝电缆，反应良好。
　　铜包铝是在铝或铝钢合金芯材表面同心包覆铜层，经拉拔而成，铜层厚度在0.55mm以上。由于高频信号在导体上传输具有趋肤效应的特点，有线电视信号在0.008mm以上的铜层表面传递，铜包铝内导体能完全满足信号传输要求，其信号的传输特性与相同直径线铜体相一致。
　　 我们可以将铜包铝和纯铜进行以下三方面的比较：
　　机械特性
　　　　纯铜导体强度、伸长率比铜包铝导体大，也就是说纯铜在机械性能方面比铜包铝好。从电缆设计的角度来看，纯铜导体比铜包铝导体机械强度好的优点，在实际应用过程中不一定需要。铜包铝导体比纯铜轻很多，因此铜包铝的电缆在整体重量上比纯铜导体电缆要轻，这样会给电缆的运输和电缆的架设施工带来方便。另外铜包铝比纯铜软一点，用铜包铝导体生产的电缆在柔软性方面比纯铜的电缆好一点。
　　电气性能
　　　　因为铝的导电性比铜差，使得铜包铝导体的直流电阻比纯铜导体大，这点有无影响主要看电缆是否会被用来供电，如给放大器提供电源，如果被用来供电的话，铜包铝导体将会导致额外的电力消耗，电压降低较多。当频率超过5MHz时，此时的交流电阻衰减在这两种不同的导体下没有明显的区别。当然，这主要是因为高频电流的集肤效应，频率越高，电流的流动就越接近导体表面，在铜包铝导体的表面实际上纯铜材料，当频率高到一定时候，整个电流镀在铜材质里面流动了。在5MHz情况下，电流在近表面的约0.025毫米厚度中流动，而铜包铝导体的铜层厚度比此厚度多约一倍。对于同轴电缆，因为传输的信号是在5MHz以上，因此铜包铝导体和纯铜导体传输效果是相同的。在实际测试电缆的衰减可以证明这一点。 铜包铝较纯铜导体软，在生产过程中容易进行矫直处理，因此在一定程度上可以说用铜包铝的电缆要比用纯铜导体的电缆回波损耗指标好。
　　经济性
　　　　铜包铝导体是按重量出售的，纯铜导体也是按重量出售的，铜包铝导体的价格要比相同重量的纯铜导体贵一些。但是同样重量的铜包铝要比纯铜导体长度长很多，而电缆是按长度计算的。相同重量,铜包铝线是铜线长度的2.5倍,价格仅仅是每吨多几百元。综合下来，铜包铝就很有优势。由于铜包铝电缆比较轻，电缆的运输成本、安装架设成本都会有所降低，会给施工带来一定的方便性。
　　易维护性
　　使用铜包铝能减少网络故障，避免网络人员在维护时“冬子剪芯，夏子剪皮”（铝带纵包或铝管产品）。由于电缆的铜内导体与铝外导体热膨胀系数相差较大，在炎热的夏季，铝外导体伸张较大，铜内导体相对回缩，不能充分接触到F头座内的弹性触片；在严寒的冬季，铝外导体收缩较大，使屏蔽层脱落。当同轴电缆采用铜包铝内导体时，它与铝外导体的热膨胀系数相差较小，气温变化时，电缆抽芯的故障大为减少，提高了网络的传输质量。
　　总的来讲，铜包铝导体总体性能要比纯铜导体好，它将节约用户的费用。
　　业内人士认为，电线电缆行业采用铜包铝线也是一种缓解目前企业压力的好办法。铝线外面包一层铜经拉制而成的双金属线，由于具有比重小，传输性能好等优点，特别适用于做射频同轴电缆的内导体，与纯铜线相比，其密度为纯铜40%左右。而传输特性优于纯铜线，是*理想的射频同轴电缆分支线内导体。

铜包铝”电缆成市场新宠
　　
　　目前，一种非纯铜的新型电缆已经在电缆市场上亮相并受到市民的欢迎。专家认为，在铜价高居不下、电缆企业难以承受的形势下，铜包铝导体呼之即出，如今已开始破局。专家预计，铜包铝电缆将会在赣州市场上得到迅速推广。
　　据悉，目前进入市场的“铜包铝和铜包铝/铜复合导体电线电缆”通过新产品鉴定，专家一致认为，该具有五大卖点。 　
　　一是成本低，节约投资。
　　在铜价上涨致使用电缆生产企业难以生存的情况下，研发了铜包铝和铜包铝/铜复合导体电线电缆，给企业带来了无限生机。该铜包铝成本仅为铜的70%左右，在为企业降低成本采购的同时，还为企业带来了30%的降价空间。 　
　　二是品质优良，性能可靠。
　　铜包铝和铜包铝/铜复合导体电线电缆新产品是把铜铝的性能优点合二为一，具有铜和铝的双重优点。 
　　三是耐腐蚀，接触电阻小。
　　由于铜包铝中的铝完全被铜所包覆，改善了铝导体易氧化、接触电阻大等弱点。 　
　　四是具有良好的焊接性。
　　铜包铝电缆因其表面覆盖了一层纯铜，因此具有跟纯铜线一样的可焊性，避免了铝芯电缆在长期因腐蚀、碰伤或紧压不良、无锡焊接引起导体与接线端子接触不良、发热导致电缆端部烧毁的隐患。  
　　五是重量轻，使用方便。
　　铜包铝电缆的比重为纯铜线的37%-40%。易于运输、安装、加工。据专家介绍，“铜包铝和铜包铝/铜复合导体”替代了传统的铜导体，开创了我国电线电缆行业的先河，具有广泛推广的价值。

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