銅包鋁線(cca)
銅包鋁線由鋁芯線和緊密包覆其外的銅層構(gòu)成的雙金屬線,20℃時(shí)直流電阻率分別為≤0.02743ωmm2/m和≤0.02676ωmm2/m。其標(biāo)稱密度分為3.32g/mm3和3.63g/mm3。是同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體及電氣裝備中電線電纜的材料?刹捎门c純銅線相同的工藝加工電纜。
銅包鋁線優(yōu)點(diǎn):
1、銅包鋁線是采用國(guó)際上先進(jìn)的包覆焊接工藝生產(chǎn)的,銅層采用99.97%以上純度的精銅,銅層密實(shí)性高,導(dǎo)電性好;銅層與鋁芯線間實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合,銅層沿圓周方向及縱向分布均勻,同心度好。產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到美國(guó)astm b566-93標(biāo)準(zhǔn)。
2、銅包鋁線與純銅線在重量和直徑相同的條件下,銅包鋁線與純銅線的長(zhǎng)度比
2.6:1。這樣就大大降低了電纜生產(chǎn)成本,購(gòu)買1噸銅包鋁線相當(dāng)于購(gòu)買了2.6噸純銅線,可大大降低原材料成本。
3、與純銅線相比,銅包鋁線對(duì)盜竊犯來(lái)說(shuō)沒(méi)有價(jià)值,因?yàn)橐雁~包覆層與鋁芯線分離幾乎不可能。因此,能收到額外的防盜效果。
4、它比銅線更具可塑性,又不象鋁那樣會(huì)生成絕緣的氧化物,因此更易加工處理。并且導(dǎo)電性更佳。
5、銅包鋁線重量輕,便于運(yùn)輸和安裝施工。因此還可以減少人工費(fèi)用。
銅與銅包鋁線的綜合性能比較
電纜按內(nèi)導(dǎo)體的不同來(lái)分,主要有兩種,一種是純銅材料,一種是銅包鋁材料。銅包鋁的英文是:cooper clad aluminum,所以銅包鋁導(dǎo)體也常稱為:cca導(dǎo)體。銅包鋁復(fù)合線材早由德國(guó)在上個(gè)世紀(jì)30年代推出,隨后在英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)等國(guó)得以推廣,廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。美國(guó)的catv電纜早在1968年就開(kāi)始試用銅包鋁線,消耗數(shù)量達(dá)3萬(wàn)噸/年,F(xiàn)在美洲國(guó)家已經(jīng)用銅包鋁(鋼)電纜代替了純銅電纜。近年來(lái),我國(guó)銅包鋁catv電纜也開(kāi)始被大量使用。國(guó)家于2000年制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——sj/t11223-2000,大力推廣宣傳使用銅包鋁電纜。目前上海、廣州、浙江、遼寧等地的有線電視臺(tái)已經(jīng)普遍采用了銅包鋁電纜,反應(yīng)良好。
銅包鋁是在鋁或鋁鋼合金芯材表面同心包覆銅層,經(jīng)拉拔而成,銅層厚度在0.55mm以上。由于高頻信號(hào)在導(dǎo)體上傳輸具有趨膚效應(yīng)的特點(diǎn),有線電視信號(hào)在0.008mm以上的銅層表面?zhèn)鬟f,銅包鋁內(nèi)導(dǎo)體能完全滿足信號(hào)傳輸要求,其信號(hào)的傳輸特性與相同直徑線銅體相一致。
我們可以將銅包鋁和純銅進(jìn)行以下三方面的比較:
機(jī)械特性
純銅導(dǎo)體強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率比銅包鋁導(dǎo)體大,也就是說(shuō)純銅在機(jī)械性能方面比銅包鋁好。從電纜設(shè)計(jì)的角度來(lái)看,純銅導(dǎo)體比銅包鋁導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不一定需要。銅包鋁導(dǎo)體比純銅輕很多,因此銅包鋁的電纜在整體重量上比純銅導(dǎo)體電纜要輕,這樣會(huì)給電纜的運(yùn)輸和電纜的架設(shè)施工帶來(lái)方便。另外銅包鋁比純銅軟一點(diǎn),用銅包鋁導(dǎo)體生產(chǎn)的電纜在柔軟性方面比純銅的電纜好一點(diǎn)。
電氣性能
因?yàn)殇X的導(dǎo)電性比銅差,使得銅包鋁導(dǎo)體的直流電阻比純銅導(dǎo)體大,這點(diǎn)有無(wú)影響主要看電纜是否會(huì)被用來(lái)供電,如給放大器提供電源,如果被用來(lái)供電的話,銅包鋁導(dǎo)體將會(huì)導(dǎo)致額外的電力消耗,電壓降低較多。當(dāng)頻率超過(guò)5mhz時(shí),此時(shí)的交流電阻衰減在這兩種不同的導(dǎo)體下沒(méi)有明顯的區(qū)別。當(dāng)然,這主要是因?yàn)楦哳l電流的集膚效應(yīng),頻率越高,電流的流動(dòng)就越接近導(dǎo)體表面,在銅包鋁導(dǎo)體的表面實(shí)際上純銅材料,當(dāng)頻率高到一定時(shí)候,整個(gè)電流鍍?cè)阢~材質(zhì)里面流動(dòng)了。在5mhz情況下,電流在近表面的約0.025毫米厚度中流動(dòng),而銅包鋁導(dǎo)體的銅層厚度比此厚度多約一倍。對(duì)于同軸電纜,因?yàn)閭鬏數(shù)男盘?hào)是在5mhz以上,因此銅包鋁導(dǎo)體和純銅導(dǎo)體傳輸效果是相同的。在實(shí)際測(cè)試電纜的衰減可以證明這一點(diǎn)。 銅包鋁較純銅導(dǎo)體軟,在生產(chǎn)過(guò)程中容易進(jìn)行矯直處理,因此在一定程度上可以說(shuō)用銅包鋁的電纜要比用純銅導(dǎo)體的電纜回波損耗指標(biāo)好。
經(jīng)濟(jì)性
銅包鋁導(dǎo)體是按重量出售的,純銅導(dǎo)體也是按重量出售的,銅包鋁導(dǎo)體的價(jià)格要比相同重量的純銅導(dǎo)體貴一些。但是同樣重量的銅包鋁要比純銅導(dǎo)體長(zhǎng)度長(zhǎng)很多,而電纜是按長(zhǎng)度計(jì)算的。相同重量,銅包鋁線是銅線長(zhǎng)度的2.5倍,價(jià)格僅僅是每噸多幾百元。綜合下來(lái),銅包鋁就很有優(yōu)勢(shì)。由于銅包鋁電纜比較輕,電纜的運(yùn)輸成本、安裝架設(shè)成本都會(huì)有所降低,會(huì)給施工帶來(lái)一定的方便性。
易維護(hù)性
使用銅包鋁能減少網(wǎng)絡(luò)故障,避免網(wǎng)絡(luò)人員在維護(hù)時(shí)“冬子剪芯,夏子剪皮”(鋁帶縱包或鋁管產(chǎn)品)。由于電纜的銅內(nèi)導(dǎo)體與鋁外導(dǎo)體熱膨脹系數(shù)相差較大,在炎熱的夏季,鋁外導(dǎo)體伸張較大,銅內(nèi)導(dǎo)體相對(duì)回縮,不能充分接觸到f頭座內(nèi)的彈性觸片;在嚴(yán)寒的冬季,鋁外導(dǎo)體收縮較大,使屏蔽層脫落。當(dāng)同軸電纜采用銅包鋁內(nèi)導(dǎo)體時(shí),它與鋁外導(dǎo)體的熱膨脹系數(shù)相差較小,氣溫變化時(shí),電纜抽芯的故障大為減少,提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量。
總的來(lái)講,銅包鋁導(dǎo)體總體性能要比純銅導(dǎo)體好,它將節(jié)約用戶的費(fèi)用。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,電線電纜行業(yè)采用銅包鋁線也是一種緩解目前企業(yè)壓力的好辦法。鋁線外面包一層銅經(jīng)拉制而成的雙金屬線,由于具有比重小,傳輸性能好等優(yōu)點(diǎn),特別適用于做射頻同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體,與純銅線相比,其密度為純銅40%左右。而傳輸特性優(yōu)于純銅線,是理想的射頻同軸電纜分支線內(nèi)導(dǎo)體。
銅包鋁線的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用
一、銅包鋁線的結(jié)構(gòu)
銅包鋁(copper clad aluminum wire)簡(jiǎn)寫為cca,它是由鋁芯線和緊密包覆其外的銅層構(gòu)成的雙金屬線,這就使得在一根導(dǎo)線上發(fā)揮了兩種金屬材料的特點(diǎn),使銅的優(yōu)良導(dǎo)電性和鋁的重量輕的特點(diǎn)結(jié)合在一起,克服了鋁導(dǎo)線的缺點(diǎn),形成具有導(dǎo)電性好、密度小、柔軟、耐腐蝕、易焊接、價(jià)錢低廉等特點(diǎn)的銅包鋁線。從而發(fā)展成為一種新的金屬導(dǎo)電材料。
二、銅包鋁線的特點(diǎn)
1、結(jié)構(gòu)參數(shù)
按銅層體積比分可以分為:10%和15%兩種,銅層體積比為15%的銅包鋁線主要用于傳輸高頻信號(hào)的同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體,10%的銅包鋁線主要用于傳輸?shù)皖l電流線纜的導(dǎo)體。
按銅層重量,可以計(jì)算出銅層體積比為10%和15%的銅包鋁線,其銅層重量比分別為26.8%和36.8。
另外,按照它的使用狀態(tài)可以分為軟態(tài)(a類)和硬態(tài)(h類)兩種。
2、物理性能
⑴ 密度
對(duì)于銅層體積比為15%的銅包鋁線,其密度為3.63g/cm3;而銅層體積比為15%的銅包鋁線,其密度為3.32g/cm3。
由于銅包鋁線的密度小,使銅包鋁線具有很多優(yōu)點(diǎn):
① 對(duì)于同樣重量和線徑的純銅線和銅包鋁線相比,銅包鋁線的長(zhǎng)度約為純銅線的1.7~2.5倍,這將為廠商降低材料成本。
② 由于1噸銅包鋁線中銅的重量為268~368kg,可代替1.7~2.5噸純銅線,使得使用銅包鋁線可以節(jié)約大量銅資源。
⑵ 比熱
根據(jù)熱力學(xué)公式q=cm(t2-t1),由于純銅線的比熱c=0.092kcal/kg.k,銅包鋁線的比熱c=0.149kcal/kg.k,這就意味著銅包鋁線的比熱要比純銅線的比熱要大得多,那么在同樣重量的銅包鋁線溫度升高1度所需要的熱量比純銅線的多,從而使銅包鋁線具有較低的溫度,這對(duì)安全用電有很大好處。
⑶導(dǎo)電性
銅包鋁的電阻率比純銅線大,比鋁小,20℃時(shí)體積比為10%和15%的銅包鋁線直流電阻率分別為≤0.02743ωmm2/m和≤0.02676ωmm2/m。所以按國(guó)際電工規(guī)定將退火工業(yè)銅在20℃時(shí)的電阻率等于0.017241ωmm2/m為標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電率,以100%iacs表示,那么銅包鋁的導(dǎo)電率為65%iacs左右。
⑷ 抗拉強(qiáng)度和延伸率
抗拉強(qiáng)度和延伸率是根據(jù)線徑不同而不同,具體參數(shù)可以參照電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《sj/11223-2000銅包鋁線》。
三、銅包鋁線的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
目前銅包鋁是按照sj/t 11223-2000銅包鋁線標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行生產(chǎn)和驗(yàn)收,如客戶有特殊要求,也可以按客戶的要求制定特殊的工藝方法生產(chǎn)。
四、銅包鋁線的應(yīng)用領(lǐng)域:
1. 高頻信號(hào)傳輸
柔型同軸射頻電纜材料; 漏泄電纜內(nèi)導(dǎo)體材料;網(wǎng)絡(luò)電纜的內(nèi)導(dǎo)體材料;微細(xì)同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體材料;有線電視同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體材料;50ω射頻電纜、柔性射頻同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體材料;
2. 電力傳輸
絞線材料,保險(xiǎn)絲材料,電力電纜導(dǎo)體材料,建筑布電線導(dǎo)體材料,匯流排等導(dǎo)體材料,汽車和機(jī)車專用電纜導(dǎo)體材料,計(jì)算機(jī)電纜、控制電纜及其他數(shù)據(jù)電纜內(nèi)導(dǎo)體材料;
3. 其它領(lǐng)域
音頻、視頻導(dǎo)體材料;電源線導(dǎo)體材料;電腦周邊線、電腦排線的導(dǎo)體材料。
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