鋁導(dǎo)體在母線(xiàn)槽中的應(yīng)用

目前，絕大多數(shù)的母線(xiàn)槽生產(chǎn)制造商因受一些舊的設(shè)計(jì)思想及制造規(guī)范的影響，對(duì)槽內(nèi)導(dǎo)體的選用仍以銅材為主。然而，近年來(lái)銅材價(jià)格的大幅上漲，使其成本居高不下，這對(duì)制造商的市場(chǎng)拓展必將帶來(lái)較大的沖擊。結(jié)合市場(chǎng)資源的合理配置及其價(jià)格因素，國(guó)內(nèi)母線(xiàn)槽產(chǎn)品導(dǎo)體由銅母線(xiàn)材料向鋁母線(xiàn)材料轉(zhuǎn)移以成為產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。

　　由鋁母線(xiàn)導(dǎo)體制造的母線(xiàn)槽已在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用，其制造技術(shù)及工藝已趨成熟。近年來(lái)國(guó)內(nèi)部分品牌母線(xiàn)制造商均提供了高品質(zhì)的鋁導(dǎo)體母線(xiàn)槽，并已在工程實(shí)際應(yīng)用中得到了用戶(hù)及設(shè)計(jì)單位的肯定和好評(píng)，顯示了其*的*性。本文試從銅鋁導(dǎo)體的物理性能、化學(xué)性能、電氣性能方面進(jìn)一步探討以鋁導(dǎo)體代替銅導(dǎo)體的可行性。

　　由于銅導(dǎo)體和鋁導(dǎo)體截面形狀相似，因此國(guó)內(nèi)母線(xiàn)槽制造商均可在不對(duì)原銅導(dǎo)體母線(xiàn)槽產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作重大改變的情況下，設(shè)計(jì)、制造鋁導(dǎo)體母線(xiàn)槽，其重點(diǎn)在于改進(jìn)生產(chǎn)工藝（如改進(jìn)導(dǎo)體表面處理工藝，以增強(qiáng)及保護(hù)鋁導(dǎo)體的鍍層表面質(zhì)量）及增設(shè)相關(guān)的工裝設(shè)備。因此鋁導(dǎo)體母線(xiàn)槽在技術(shù)，經(jīng)濟(jì)方面與銅導(dǎo)體母線(xiàn)槽的比較優(yōu)勢(shì)才是其獲得大量推廣應(yīng)用的重點(diǎn)所在，具體比較如下：

　　 銅、鋁導(dǎo)體金屬材料比較：銅的密度8.9g/cm3,鋁的密度2.7g/cm3;銅的導(dǎo)電性?xún)H次于銀，IACS值為100%（標(biāo)準(zhǔn)退火電解銅標(biāo)準(zhǔn)值），高純鋁（99.996%）和工業(yè)純鋁（99.5%）的IACS值為64.94%和59%，即銅的導(dǎo)電性約比鋁高35%～40%;銅在大氣中的化學(xué)穩(wěn)定性較好，鋁較為活潑，但加入微量合金元素可提高其化學(xué)穩(wěn)定性;銅的強(qiáng)度和硬度較好，純鋁稍差，但鋁合金經(jīng)熱處理后可獲得較高的強(qiáng)度和硬度，因質(zhì)輕，其強(qiáng)度遠(yuǎn)大于銅;自然中銅資源相對(duì)有限，價(jià)格較高，鋁資源相對(duì)豐富，價(jià)格低廉。

　　相同結(jié)構(gòu)形式等電流母線(xiàn)槽采用銅導(dǎo)體及鋁導(dǎo)體電能損耗比較：銅導(dǎo)體（電工用銅母線(xiàn)TMY，GB5585.1~3-1985）的電阻率ρCU（20）=0.0175mm2/m（環(huán)境溫度20℃時(shí)得直流電阻率）;鋁導(dǎo)體（電工用鋁母線(xiàn)LMY，GB5585.1~3-1985）的電阻率ρAL（20）=0.0295mm2/m（環(huán)境溫度20℃時(shí)得直流電阻率）;根據(jù)相關(guān)導(dǎo)體載流量數(shù)據(jù)對(duì)比分析，可看出，同電流鋁導(dǎo)體母線(xiàn)槽約比銅導(dǎo)體母線(xiàn)槽功率損耗大26%，此為鋁導(dǎo)體母線(xiàn)槽的缺點(diǎn)，由上式可知，解決此問(wèn)題的zui簡(jiǎn)單途徑是增大鋁導(dǎo)體截面積;按此比值選型設(shè)計(jì)，可使鋁導(dǎo)體母線(xiàn)槽與銅導(dǎo)體母線(xiàn)槽具備等效導(dǎo)電性能。

　　等效導(dǎo)電截面銅導(dǎo)體母線(xiàn)槽和鋁導(dǎo)體母線(xiàn)槽一般性經(jīng)濟(jì)分析可見(jiàn)，僅從母線(xiàn)槽導(dǎo)體材料成本分析，等效導(dǎo)電性能的鋁導(dǎo)體母線(xiàn)槽與銅導(dǎo)體母線(xiàn)槽相比，前者僅為后者的約1/5。因鋁導(dǎo)體母線(xiàn)槽在制造過(guò)程中的特殊工藝性，制造成本相對(duì)較高，分析表明兩者比較約為2.5:1。綜上述比較，可以認(rèn)為鋁導(dǎo)體母線(xiàn)槽是一種擁有較高性?xún)r(jià)比的，具有極大推廣應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品。