专利名称：铜铝复合导体电缆的制作方法
技术领域：
实用新型是关于对传输电能导体的改进，尤其涉及一种铜铝复合导体电缆。
背景技术：
铜导体因具有优良的导电和加工性能，软铜导体20℃时电阻率≤17.241nΩ·m、电阻温度系数为0.00393C-1、线胀系数为17*10-6C-1、密度为8.89g/cm3，因而被作为电缆导体首选材料，而得到普及应用，为此我国每年仅用于电线电缆消耗达数百万吨。但随着铜资源日益减少，价格越来越高，铜价飞涨，电缆成本急剧上升，工业已难以承受。
铝导体，因其重量轻，导电性能稍次于铜(相同截面导电性能相当于铜的61％)，铝导体20℃时电阻率≤28.264nΩ·m、电阻温度系数为0.00403C-1、线胀系数为23*10-6C-1、密度为2.703g/cm3，价格相对于铜则低得很多。但由于导电性能不如铜，弯曲挠性相对较铜导体差，以及焊接能差，接触电阻大，机械强度也相对偏低，所以应用受到一定限制，是电缆导体第二选择材料，也得到十分普及应用，尤其是因其重量轻，常被选择用于架空裸电缆。并且纯铝导体在空气中极易生成具有绝缘性能的氧化铝薄膜，导致绞合导体中电流沿铝单线作螺旋方向流动，导体电阻增加，电线载流量降低，也是其一个缺点。
为有效节约铜资源，以铝导体替代部分铜导体，降低电缆成本，中国专利CN2687797公开了一种铜包铝导体电缆，在铝导体基材本体外环包一层铜材料包裹层。从而使导体导电性可达到70％IACS，并且抗拉强度也较纯铝有提高，达138Mpa，重量则较纯铜降低，密度3.63g/cm3。但是铜紧密环包铝导体加工，需要专用设备，生产要求高，质量难以控制，生产中常会出现露铝缺陷。
另外，中国专利CN2697793公开的铜铝结合电力电缆，技术方案为基于电力线正常运行，中性线和保护接地线通过电流基本为零特性，设计将传输电能主线(相线)采用铜导体，中性线、保护接地线则采用铝导体的组合电缆。但由于电缆实际运行相间很难真正达到绝对平衡理想状态，此结构电缆会给电缆安全带来隐患，尤其是遇短路异常情况，会造成电流极大而烧坏中性线、保护接地线，威胁电缆运行安全。
上述铜铝复合导体电缆，由于各自存在不足，因此仍有值得改进的地方。
发明内容
实用新型的目的在于克服上述铜铝复合导体电缆的不足，提供一种不仅能有效降低铜用量，较大幅度降低输电电缆成本，且性能能够得到有效改善，综合性能更好，性价比更高的铜铝复合导体电缆。
实用新型目的实现，主要改进是电缆绞合导体，中心区域采用铝导体，中心区域外则绞合有铜导体，从而形成内区域绞合铝导体、外区域绞合铜导体结构，克服现有技术不足，实现本发明目的。具体说，实用新型铜铝复合导体电缆，由包含铝导体和铜导体复合的绞合导体组成，其特征在于绞合导体中心区域由铝导体绞合而成，绞合铝导体外围绞合有铜导体。
实用新型中心区域的铝导体，可以是铝导体，也可以是铝合金导体，还可以是铜包铝(包括铝合金)导体，实用新型优选采用铝导体，具有更好的性价比。根据制成电缆应用场合，设计两者截面比例，例如架空电缆，则可以中心区域铝导体截面所占比例大一点，外围铜导体截面所占比例小一点，即形成铜代铝绞合导体；如果是带绝缘电缆，则可以是中心区域铝导体截面所占比例小一点，外围铜导体截面所占比例多一点，即形成铝代铜绞合导体。铜、铝两者比例，还与组成电缆截面有关，其中一种较好是随着绞合导体截面的增大，铝导体截面所占比例增多；而铜导体截面所占比例则随着复合导体截面增大而降低，根据试验分析，较为恰当的铜导体截面比为30-70％，其中更优化的为30-50％。
此外，如果绞合导体用于架空电缆，则还可以像通常架空电缆那样，绞合有一或若干根钢芯或铝包钢加强芯，以提高电缆抗拉能力。
从有利于组织生产，例如有利于采用同一绞线设备生产，绞合导体中铝导体单丝直径与铜导体单丝直径较好为同直径(但允许存在拉线工艺误差)。
实用新型所说铜铝复合绞合导体电缆，其截面形状可以是相同于现有技术，为各种截面形状的导体。例如可以是铝、铜单线经过分层绞合的圆形或异形绞合导体，或紧压型绞合导体。
所说铜铝复合导体电缆，可以制成单芯电缆，也可以制成两芯或多芯电缆。可以做成裸电缆，也可以做成带有绝缘层或其他包层的各种电缆。
实用新型铜铝复合导体电缆，巧妙利用了电缆电能传输，电流密度在导体中分布不均，呈由内向外趋密(集肤效应)客观现象，使构成电缆绞合导体，中心区域采用导电性能略差的铝导体绞合，外围绞合有导电性能优良的铜导体，从而形成一种新结构的铜铝复合导体，并且导体设计的合理性得到提高。绞合导体中心区域铝导体、外区域铜导体复绞结构，还充分发挥了铜、铝材料各自优势，形成具有较高性价比的铜铝复合导体，尤其在当今铜价飞涨，铜铝差价极大，更是体现了其重要意义，尤其适合于150mm2及以上大截面交流系统电缆用绞合导体，而且电缆截面越大，性价比越高(见附表)。并且实用新型铜铝复合导体电缆，生产方式简单，绞合制造工艺不变，也不需另行增加专用设备，质量控制也简单。实用新型铜铝复合导体电缆，较完全铜导体，有效降低了价高的紧缺资源铜导体材料用量，极大地降低了导体成本，及重量；较完全铝导体，极大改善了传输电能的性能，提高了抗拉强度，并且易焊性、挠性也有改善，铝导体外紧密绞合铜导体，还可以减轻铝导体的氧化。实用新型铜铝复合绞合导体，电缆成本有较大幅度降低、性价比提高，以150mm2导体为例，铝导体截面和铜导体截面分别占总截面的46.67％和53.33％，材料成本可下降到原来纯铜导体的57.39％，而通电流能力只下降为纯铜导体的77.02％，总体经济效益十分明显，尤其是对电缆铜、铝导体，根据使用场合进行优化设计，确定合理截面比例，具有极高的实际应用价值，尤其在当前铜价日益飞涨，是一种十分理想的经济型导体电缆。
不同规格铜铝复合导体电缆综合性能表
说明附表测算以铝价2万/吨，铜价7万/吨计算，综合性能，是指通电能力的下降比例与材料成本的下降比例差。由表可知，铜铝复合绞合导体，导体截面越大，综合性能提高比例越高。
以下结合几个具体实施方式
，进一步说明实用新型。
图1为实用新型铜铝复合导体绞合非紧压圆形导体示意图。
图2为实用新型铜铝复合绞合紧压扇形导体及电缆示意图。
图3为实用新型铜铝复合绞合紧压瓦形导体及电缆示意图。
图4为实用新型铜铝复合绞合紧压圆形导体示意图。
具体实施方式
实施例1参见图1，电缆用非紧压绞合圆形导体。中心区域由若干相同丝径铝导体2绞合，绞合铝导体外有若干与铝导体同丝径的铜导体1绞合。
实施例2参见图2，电缆由4个绞合紧压扇形导体组成，其中每个绞合紧压扇形导体，中心区域由若干根同径铝导体2绞合而成，绞合铝导体外有若干与铝导体同丝径的铜导体1绞合。
实施例3参见图3，如实施例2，电缆中心有加强芯3。
实施例4参见图4，如实施例1，导体绞合紧压成圆形导体。
实施例中铜、铝导体单丝直径(规格)，相同于普通同规格绞合导体用单丝直径；绞合导体中铜、铝截面积比例，根据导体截面可以如附表。
此外，实用新型铝导体，还可以是铝合金导体、铜包铝导体、铜包铝合金导体，根据成本承受能力选择采用。
实用新型铜铝复合导体，可以制成裸电缆，也可以制成有绝缘层的电缆。
权利要求1.铜铝复合导体电缆，由包含铝导体和铜导体复合的绞合导体组成，其特征在于绞合导体中心区域由铝导体绞合而成，绞合铝导体外围绞合有铜导体。
2.根据权利要求1所述铜铝复合导体电缆，其特征在于绞合的铜、铝导体丝径相同。
3.根据权利要求1或2所述铜铝复合导体电缆，其特征在于绞合导体中铝导体总截面所占比例随着绞合导体总截面增大而增大，铜导体总截面所占比例随着绞合导体总截面增大而减小。
4.根据权利要求3所述铜铝复合导体电缆，其特征在于外围铜导体截面总和为绞合导体的30-70％。
5.根据权利要求4所述铜铝复合导体电缆，其特征在于外围铜导体截面总和为绞合导体的30-50％。
6.根据权利要求3所述铜铝复合导体电缆，其特征在于铝导体内芯有钢芯或铝包钢加强芯。
7.根据权利要求3所述铜铝复合导体电缆，其特征在于复合导体截面≥150mm2。
专利摘要本实用新型是关于对铜铝复合导体电缆的改进，其特征是绞合导体中心区域由铝导体绞合而成，外围绞合有铜导体或由铜、铝导体混合绞制。形成了较高性价比的铜铝复合导体，并且生产方式简单，制造工艺不变，不需另行增加专用设备，尤其适合于150mm
文档编号H01B7/00GK2906841SQ20062007361
公开日2007年5月30日 申请日期2006年6月8日 优先权日2006年6月8日
发明者汪传斌, 胡清平 申请人:江苏远东集团有限公司, 远东电缆厂