理性看待铜铝替代问题
访国务院发展研究中心谷树忠研究员
导读： 一段时间以来，一些企业、媒体提出“以铝代铜”具有“战略意义”，应视为“发展方向”，认为可节约短缺的铜资源等。近日，由国务院发展研究中心资源环境与政策研究所承担的《我国铜铝资源在电力电缆市场应用战略规划研究》课题，经深入调研后提出：要理性慎重看待铜铝替代问题，发挥市场在铜铝资源配置中的决定性作用；我国电力电缆行业不宜推行“以铝代铜”。
矿产资源消费有其自身的规律性，要理性慎重看待铜铝替代问题
一段时间以来，一些企业、媒体提出&以铝代铜&具有&战略意义&，应视为&发展方向&，认为可节约短缺的铜资源等。近日，由国务院发展研究中心资源环境与政策研究所承担的《我国铜铝资源在电力电缆市场应用战略规划研究》课题，经深入调研后提出：要理性慎重看待铜铝替代问题，发挥市场在铜铝资源配置中的决定性作用；我国电力电缆行业不宜推行&以铝代铜&。就有关问题，记者近日采访了课题组负责人&&国务院发展研究中心资源与环境政策研究所副所长谷树忠研究员。
谷树忠研究员介绍，我国电力电缆行业呈现出&以铜为主&的格局。目前，我国电线电缆工业年产值已突破万亿元大关，成为制造业中仅次于汽车制造业的第二大产业，同时也极大地带动了铜、铝等重要原材料产业和上、下游相关产业的快速发展，在国民经济发展中具有十分重要的作用。目前我国电线电缆工业铜、铝导体总产量分别为484&万吨和220&万吨，分别约占全国用铜、铝量的64%和13%，约占全球电线电缆铜导体产量的33%。国内电力电缆的&以铝代铜&的替代竞争主要集中在低压和中压地下电力电缆。从整体来讲，铜导体一直是电力电缆行业用量的主力。
在我国，电缆工业是铜的第一用户。在电缆工业中，铝能否代替铜？消费哪一种资源是基于何种原则的呢？谷树忠研究员说，矿产资源消费有其自身的规律性。我们课题组进行了综合研究，结论是：铜导体在电力电缆领域综合性能优于铝导体。比较而言，铜导体拥有更优的物理、化学和机械性能，特别是具有优良的导电性、抗腐蚀性和抗蠕变性，且技术成熟、安全可靠、维护方便、安装容错率高，是世界各国电力电缆领域普遍采用的主要导体材料。有四个理由提醒我们必须要理性慎重看待铜铝替代问题，不宜推行&以铝代铜&。
第一，从电力电缆行业铜铝替代的可行性角度看，无论是导电性能、机械性能还是耐腐蚀性能，均为铜优于铝、铝合金。具体来说，导电性能方面：铝导体的导电率只有铜导体的60%左右，铝合金导体要更差些。在抗氧化腐蚀能力方面，由于铜铝元素有不同的原子结构，铝的化学性能比铜要活泼的多，因此铝导体的抗氧化腐蚀能力比铜导体要差得多，无论是纯铝还是铝合金导体都一样，因此其起火概率大约为铜导体的10倍左右。
在抗电化腐蚀能力方面：铝的电极电位比铜的要低得多，铝导体因而很容易被电化腐蚀，特别是在铝导体与铜导体或其他导体相接触的情况下。
从热膨胀角度来看：铝导体的线性膨胀系数远大于铜导体。这会导致热胀冷缩后的接触不良，甚至产生接触不紧密、氧化发热等事故，并且会恶性循环。
从抗张强度和抗蠕变能力角度看：从极限抗张强度和屈服抗张强度来比较，铜导体最好，纯铝导体最差，铝合金相比纯铝有较大的改进，但仍不及铜导体。
第二，从技术安全角度看，在特别强调安全可靠、安全系数要求较高的情形下必须使用铜导体；在有较强振动、线缆容易折断、高温潮湿的环境下也应使用铜导体。特别在居民住宅线路中，为保障居民生命财产安全，必须全部采用铜线。而在对铜有腐蚀性的环境下以及在架空输电线路、较大截面的中频线路和高频线路等情况下，在管理水平较高的前提下才可以使用铝来替代铜。事实上，对铝及铝合金电缆的使用，美国等发达国家作了严格限制。我国尚未达到足够的技术水平，出于安全考虑，不适宜大量采用铝及铝合金导体。
第三，从经济效益的角度看，电力电缆的经济选型主要考虑整个全生命周期（30年）投资、损耗和运营维护费用之和要最小。在电缆线路运行过程中，30年的损耗所耗费的成本要远远高于初期投资建设的费用。就初期投资讲，铜电缆成本较高，但由于铜导体导电率高、可靠性高，最终平均损耗要低于铝导体和铝合金导体，铜电缆的损耗和运营维护费用较低。
第四，从化解产能过剩角度看，目前冶炼企业产能过剩问题是电解铝行业的难题，也在铜冶炼行业显现。推行铜铝替代，对化解我国铝工业产能过剩杯水车薪，却可能对铜工业造成严重打击。以铝电缆替代铜电缆不仅不能解决电解铝行业产能过剩，反而会带来更严重的铜行业产能过剩。据估算，替代100万吨铜，仅产生50万吨铝需求，这对于化解总产能3000万吨、过剩产能800万吨的铝冶炼行业恐怕是杯水车薪。而减少100万吨铜需求，则会对精铜消费总需求仅900万吨的铜市场造成巨大冲击。而目前我国电缆相关行业已经产能过剩，2014年国内铜杆行业产能约为1162万吨，实际产量约为565万吨，行业产能利用率仅为49%；而5年前行业产能利用率还保持在60%以上。而我国现有电线电缆厂家近4000家，其中生产铜电线电缆厂家占大多数，行业年产值1.2万亿元。在我国电缆行业已经产能过剩的情况下，再推动铝电缆替代铜电缆，势必造成大批铜电缆设备闲置、投资浪费。
谷树忠研究员说，近些年，一些企业在铜铝替代问题上没有从国家、社会整体利益出发，编造数据,误导舆论，盲目提倡&以铝代铜&。这将对政府决策、技术进步、行业发展造成误导。必须要理性慎重看待铜铝替代问题，鼓励铜铝导体在电力电缆领域的良性竞争，要防止盲目推行&以铝代铜&等使产品质量下降、市场秩序被破坏。
我国铜铝矿产资源相对短缺，铜铝再生资源及世界铜铝矿产资源总量相对充足。2050年，国内回收的再生铜便能全部满足铜消费的需求
那么，铜铝资源资源状况究竟怎样？以铝代铜可以节约铜资源么？
谷树忠研究员说，这需要对世界与中国铜铝资源状况、铜铝再生资源回收、市场供需等进行综合分析。
谷树忠研究员认为，铜铝资源作为重要矿产资源和重要有色金属材料，已广泛应用于建筑业、电气电子、机械制造、交通运输等领域，是我国国民经济和社会发展的重要物质基础。&我们的看法是，我国铜铝矿产资源相对短缺，铜铝再生资源及世界铜铝矿产资源总量相对充足。世界铜铝矿产资源可满足未来我国经济发展的需求。我国目前已在使用的铜铝材料将在使用寿命期后循环使用，2050年国内回收的再生铜便能全部满足铜消费的需求。&
谷树忠研究员介绍：第一，全球铜铝资源储量丰富，我国铜铝资源相对短缺。从全球来看，根据USGS（美国地质调查局）最新数据，全球铜储量6.9亿吨。而随着目前和今后的探矿进展，将会使储量和资源量进一步增加。以2014年全球矿产铜产量1870万吨计（USGS数据），全球铜资源静态保证年限为34年。如按已探明有潜在开采价值的铜资源量计算，可开采超过100年，供应总体相对充裕。全球铝土矿资源同样十分丰富，探明储量280亿吨，资源量估计在550~750亿吨之间，静态保证年限为109年，能够满足世界未来对铝的需求。
从国内来看，据国土资源部数据，我国铜矿查明资源储量9690万吨，预测资源量3亿吨，资源查明率为30%。按当前矿产铜产量计算，静态保障年限20年。尽管近年来我国加大了铜矿开发力度，但远不能满足国内对铜的需求，自给率约30%左右。我国铝土矿查明资源储量为42亿吨，但国内铝土矿开采量巨大。我们占世界储量2.96%，产量占世界铝土矿的20.91%，过度开采；资源保障程度低，静态保障年限仅6~7年。
第二，我国铜铝资源需求量持续增长，对外依存度不断提升。随着我国工业化和城镇化的快速推进，国内铜铝资源的需求持续增长，铜铝矿产开采量呈稳步上升态势。我国矿产铜产量从2003年的60万吨（金属量）增长到2014年的174万吨（金属量），铝土矿产量从2006年的2100万吨增长到2014年的5921万吨。与此同时，我国铜铝矿产的进口量基本呈上升趋势，铜精矿、铝土矿从2006年的494万吨和968万吨，攀升到万吨和7075万吨。鉴于我国铜铝资源需求顶点尚未到来，预计我国在未来一段时间将继续面临&缺铜少铝&局面，中国铜铝资源的对外依存度仍将保持较高水平。
第三，长期来看，国内再生铜可完全满足消费需求。据中国有色金属工业协会预计，十三五末期，我国铝消费将达到峰值4400万吨/年，即仍有1000万吨以上的增长空间，并将在峰值水平维持很长一段时间。另据国土资源部信息中心研究成果：从长期看，全球铜需求持续增长，预计2050年全球矿山铜累计需求量约11亿吨，至2100年约32亿吨，达到最高水平。预计到2050年我国铜累计需求量约为4.24亿吨，需求旺盛。2050年前后，我国人均铜累积量将达到峰值，国内循环利用铜即可完全满足消费需求。铜在我国将不再是短缺矿产，矿山生产铜可用于出口，为全球铜消费作出贡献。
电缆形成铜消费为主的格局是经济发展、技术进步、用户需求的必然结果&
电力电缆行业逐步形成为以铜电缆为主的格局原因何在？谷树忠研究员认为，是经济发展、技术进步、用户需求的必然结果，反映出市场与用户日益增长的对安全可靠、节能降耗、降低全生命周期成本的要求。
谷树忠研究员说：&我国电缆工业国家标准明确在导电性、安全性、可靠性要求较高的场合，必须采用铜。铝本身有其优点，在电力电缆行业中有其适合的场合：主要在架空输电线路；对铜有腐蚀但对铝腐蚀较小的地方，应采用铝；中频高频线路应优先采用铝。&总的来看，铜以其优良的导电性能主要被电力领域使用，铝是很好的结构材料，因而在建筑业、交通运输等领域等被更多地使用。这是市场选择的结果。&据介绍，我国铜资源消费目前主要在电力（41%）、电子通讯（15%）、日用消费品（15%）、机械制造（10%）等领域，铝资源消费主要在建筑业（38%）、交通运输（17%）、耐用消费品（16%）、电力（15%）等领域。其中，电力领域铜消费是我国铜消费的最大用户，铝在一定范围内也有使用。
谷树忠研究员介绍，在电力电缆领域，20世纪60~70年代，当时在&以铝代铜&方针的指引下，我国铝芯电力电缆的使用比例一度达40&%左右，20&世80&年代改革开放后，铝芯电力电缆的使用比例大幅下降，目前低于10&%。主要原因是：其一，利用铜资源生产铜电缆，安全可靠、施工方便、维护成本低，即使价格相对略高，但更能赢得电力部门的青睐；从安全可靠角度出发，使用铝芯电缆的关键点是接头技术及其使用的可靠性，我国电力电缆施工技术和维护管理水平无法确保铝电缆安全可靠运行；其三，由于城市尤其是大型城市的地下敷设空间有限，不利于使用铝电缆。由于铜、铝及铝合金导体各有自己的特性，选用铜、铝或铝合金的电缆，应由设计和使用者根据综合经济技术效果和运行安全的可靠性来决定，而非简单用&以铝节铜&的口号可笼统地解决问题。
谷树忠研究员说，从铜铝资源的生产能耗、使用能耗和铜铝电力电缆全生命周期（30年）成本看，不考虑加工环节，从采矿到选矿再到冶炼的铜生产过程中，每生产1吨阴极铜的能耗为1.6吨标煤。而从采矿到氧化铝再到电解铝，每生产1吨原铝的能耗为3.5吨标煤，即原铝单位能耗是阴极铜单位能耗的2.2倍。综合载流量等因素，铜电缆2吨用铜量等效于铝电缆1吨用铝量，即使是在此条件下，1吨原铝的生产能耗仍然比2吨阴极铜的生产能耗高出约10%。
&根据行业发展规划，2015年从采矿到冶炼，阴极铜单位能耗将下降到每吨阴极铜1.2吨标煤；从铝土矿到电解铝，原铝的单位能耗将下降到每吨原铝3.33吨标煤，即原铝单位能耗约是阴极铜单位能耗的2.8倍；1吨原铝的能耗比2吨阴极铜的能耗约高39%。&
&从铜铝电缆的使用能耗看,按照现行国家标准计算，铜和铝电缆寿命期内总损耗的能耗差不容小觑，铝电缆每公里能耗高于铜电缆达62640千瓦时。&
谷树忠研究员说，上述分析表明，用铝电力电缆替代铜电力电缆，将对保护环境、解决总体产能过剩等社会综合效益方面带来负面影响。&以铝节铜&、&以铝代铜&，也违背了市场与用户的需求，且不利于我国铜工业和铝工业转型升级、提质增效、健康发展，甚至会打破有色金属领域的供求平衡，影响我国战略资源的安全保障。
加强多渠道获取资源能力，发挥市场在配置资源中的决定性作用
谷树忠研究员介绍，针对铜铝资源状况、行业发展实际等，课题组通过研究提出了相关政策建议：
一是加强我国多渠道获取铜铝资源的能力。其一，要努力以双赢多赢的策略争取全球优质铜铝资源，根据国内铜铝资源需求和世界市场变化情况，适时开展铜铝资源储备工作；要强化政策支持，建立和完善政府对海外办矿的宏观调控政策和激励机制，实施企业海外办矿的扶持政策。要推动矿业企业、冶炼企业和加工企业合作，实行强强联合大集团战略，培育有国际竞争力的大企业，对外形成谈判合力。支持我国企业与外企开展经济、技术合作，联合进行矿产勘探、资源开采和冶炼加工，共同开发海外铜铝资源。鼓励国内企业采取企业兼并、股份收购、购买开采权、技术换资源等方式，多途径拓宽海外铜精矿、铝土矿等资源的进口渠道。其二，要增加资源储量，增强我国矿产资源在国际市场的话语权。其三，金属回收再生是获取铜铝资源的重要渠道，要积极推进废旧铜铝资源回收利用，统筹兼顾国内外废旧铜铝资源市场。目前我国再生铜占铜产量的近40%，废铝回收率也已达20%，预计未来随着我国铜铝消费量的增加，金属回收再生比例将进一步提高。要严格废杂铜进口商资格审批，调查国外废杂铜供应商资信状况，推进进口商与国外高信誉供货商建立长期合作伙伴关系，稳定和拓展废杂铜的进口渠道。规范废杂铜进口的审批检验程序，严格限制低品位废杂铜进口，降低废杂铜通关时间与经济成本，提高优质废杂铜原料通关效率。加强国内铜铝资源的回收利用，推广城市矿山利用方面的先进技术与模式等。
二是推进我国铜铝产业转型升级、提质增效。&转型升级、提质增效要解决我国铜铝冶炼和加工产业目前存在的不同程度的产能过剩、技术水平落后和环境污染等问题：需要控制行业总量规模，严格审查新上低附加值铜铝项目，提高铜铝冶炼行业准入门槛，促进铜铝工业有序平稳发展；减少政府对市场的直接干预，加强市场在铜铝资源配置中的作用，通过提高技术标准、环境污染物排放标准、能耗、地耗、矿耗等标准，让市场自行消化过剩产能、淘汰落后企业；促进上下游及周边产业的产业链整合，延伸产业链长度，扩大产业规模，优化产业、产品结构等；严格环境准入标准，推进铜铝产业绿色生产技术与装备升级，倡导全产业节能减排。
三是发挥市场在电力电缆行业铜铝资源配置中的决定性作用，加强政府监督力度。让企业和用户依据铜铝产品的技术和经济特点做出适合自身情况的选择，减少政府直接干预产业政策对市场秩序造成的干扰；加大政府对电力电缆行业市场监督力度，要严格技术标准，通过明确电力电缆产业中铜铝材料选用的技术标准，淘汰落后产能，减少低品质产品恶性竞争对市场秩序的扰乱；严防在技术标准过程中出现的寻租腐败行为，杜绝个别企业左右技术标准制定的情况发生，保持技术标准的公正性和合理性。杜绝错误的宣传引导，谨防错误口号误导舆论、损及企业利益和国家发展。
矿产资源的消费与工业化、城镇化发展进程等有密切联系。矿产资源消费结构的形成是经济与社会发展、技术进步、市场需求的结果。在推进供给侧结构改革中，矿业如何化解过剩产能、增加有效共给、减少无效供给？需要实事求是，需要发挥政府监管作用，需要发挥市场配资源的决定性作用。本访谈中专家对铜铝替代问题的分析，有助于更加全面理解这一问题。
责任编辑：陈鑫
如需了解更多信息，请登录中国有色网：了解更多信息。
中国有色网声明：本网所有内容的版权均属于作者或页面内声明的版权人。凡注明文章来源为“中国有色金属报”或 “中国有色网”的文章，均为中国有色网原创或者是合作机构授权同意发布的文章。如需转载，转载方必须与中国有色网（ 邮件：.cn 或 电话：010-）联系，签署授权协议，取得转载授权；凡本网注明“来源：“XXX（非中国有色网或非中国有色金属报）”的文章，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不构成投资建议，仅供读者参考。若据本文章操作，所有后果读者自负，中国有色网概不负任何责任。
技术支持热线(7X24小时)：
内容支持：010- (手机)；运维支持：010- (手机)
客户服务：010- ,
(手机)；E-mail： 地址：北京市复兴路乙十二号有色办公大楼609室
本网常年法律顾问——北京市大成律师事务所杨贵生律师&&虚假失实报道举报电话：010-
中国有色网 未经书面授权禁止使用免费电话：400-662-0887
烟台市瑞奇金属制品有限公司
地址：山东省烟台市栖霞桃村东部工业园
电话+86-535-6115
传真：+86-535-2112225
加盟代理QQ:
您的位置： >
我国目前铜铝复合排的应用和需求状况
一、铜铝复合排应用领域
& & 铜铝复合排作为大电流导体材料，主要用于电控、配电等设备。配电设备包括：中低压成套开关设备、箱式变电站、中压封闭母线、低压母线槽、变压器、电抗器等。电控设备包括：风电光伏等新能源控制设备；通讯、电解、电镀等电源设备；石油钻机、冶炼等石化炼油控制设备；矿井提升、各种调速控制设备等传动控制设备及轧机等冶金控制设备。配电设备广泛应用于高层建筑、现代化工厂、商业广场、轨道交通等国民经济各个行业的供电。电控设备广泛应用于制造行业各种机器设备的运行控制。
二、铜铝复合排需求分析
& & 1、配电设备
& & 低压成套开关设备全国有规模的的生产企业超过1000家，2012年中国电器工业协会电控配电设备分会统计了上报的102家资料：换算到1000家，低压开关柜480万面（1622亿元），母线槽1246万米（337亿元），每面低压柜平均用铜120kg，折合铜铝复合排60kg，480万面需复合排约29万吨。每米母线槽平均用铜30kg，折合成复合排约16.8kg，1246万米需复合排21万吨。低压配电设备共需50万吨。中压配电设备需求量约是低压的20-25%，因此，中压配电设备年需铜铝复合排也有10万吨。高低压配电设备需铜铝复合排合计约60万吨。
& & 我国每年新增装机容量1亿kW，需中压开关柜100多万面，低压开关柜500万面左右，母线槽2010年产值超300亿元，与上述统计基本吻合。
&&&&2、电控设备
& & 风电、光伏等新能源控制设备是正在发展的行业，对导体的需求量越来越大。城市轨道交通发展也非常迅速，全国36个城市线网规划和建设规划已获批，也会增大铜铝复合排需求量。电控设备年需铜铝复合排在10万吨以上。
& & 两项合计，年需铜排约140万吨。若全部替代，铜铝复合排约需70万吨，用铜31.5万吨，可节铜 108.5万吨，增加用铝38.5万吨。
三、国家各行业大力支持铜铝复合排发展
& & 有色、电器、电力、建设、机械等行业和产品认证、标准部门为铜铝复合排的推广应用做出了很大的贡献。
& & （一）有色金属工业协会
& & 2007年，对铜铝复合排组织了科技成果的专家鉴定。2012年组织了铜铝复合排产业化生产线的专家鉴定，该协会利用各种场合对铜铝复合排进行宣传推荐。
& & （二）电器工业协会
& & 2010年，组织制订了中国电器工业协会标准CEEIA B220-2010《电工用铜铝复合母线》，对铜铝复合母线的推广起了重要作用。2008年至2011年在全国联合设计的GCK2低压开关设备、24kV箱变、新型节能母线槽中都选用铜铝复合母线做导体。试验成功后，先后三次组织专家鉴定会，对成套开关设备中采用铜铝复合母线给予了极高的评价。
& & 电缆分会（上海电缆研究所）进行了&铜铝复合母线的应用技术研究&并进行了大量试验，包括可靠性试验验证。
& & （三）电力企业联合会
& & 组织制订了电力行业标准DL/T247-2012《输变电设备用铜包铝母线》，组织了铜铝复合母线的《中国电力认证》。有些供电公司还发了文件，在该地区推广铜铝复合排母线槽。
& & （四）国家住建部
& & 中国建筑标准设计研究院编制了设计参考图集《铜铝复合母线》。中国航空工业规划设计研究院组织九大设计院编制的《工业与民用配电设计手册》第四版增加了铜铝复合母线设计选型的内容。
& & 中国建筑设计研究院、航空院、航天院、中元国际等住建部十多家大型设计院举办了铜铝复合母线的设计选型技术交流会。
& & （五）国家机械系统
& & 机械系统已有十个设计院举办了铜铝复合母线的设计选型技术交流会，并已在上百个工程项目设计中选用了铜铝复合母线，取得了显著成效。例汽车、石油、铁路行业等建设工程中母线槽都选用了铜铝复合排作导体，部分项目已经投入运行。
& & （六）国家质量认证中心
& & 在铜铝复合母线的&CQC&认证及下游产品低压成套开关设备、母线槽的3C认证工作中做了大量工作，给予了大力支持。
& & （七）国家标准委
& & 铜铝复合母线是电工材料，其标准归口是全国裸电线标委会，已编制颁布的行业标准有能源行业标准NB/T和机械行业标准JB/T《电工用铜包铝母线》。全国架空线路标委会组织制定了电力行业标准DL/T247-2012《输变电设备用铜包铝母线》。
& & 国家有关部门、行业领导专家和相关企业大力支持铜铝复合母线行业的发展，将有利于扩大铝应用，节约铜资源，实现以铝节铜，对我国有色金属资源的综合利用具有重要意义。
四、铜铝复合排应用技术
& & 铜铝复合排是电工材料，应用在电控、配电设备领域，因此应用技术研究是推广应用的关键。
&&&(一）用户最关心的问题
&&&&1、铜铝复合母线的使用可靠性，使用寿命能否满足成套电气设备的要求。
&&& 2、两种材料热涨系数差别较大，铜铝复合母线能否承受热胀冷缩产生的应力。
&&&&3、铜铝复合母线与铜母线两种导体的载流量如何换算。
&&& 4、能否承受短路电流产生的动、热冲击，动、热稳定设计时怎么校验。
&&&&5、采用什么设备进行冲孔、折弯、剪切加工，加工中铜铝结合面能否保持完好；表面能否焊接，端面如何保护等等。
&&&&用户提出的这些问题就是应用技术研究要解决的问题。
&&（二）应用技术的研究
&&& 1、根据用户提出的可靠性、热胀冷缩应力的影响、加工方法等问题导出了铜铝界面结合强度的概念、定义、表达方法、参数的要求、测试方法等。通过大量试验，得出了影响界面结合强度的各种因素，确定了正确的生产工艺流程。确定了界面结合强度的最低要求。
&&&&2、铜铝复合排导电性能的研究，根据配电设备的结构要求，成本的要求，确定了铜层体积比的最佳比例参数。还测定了铜铝复合排典型规格的载流量，制订了载流量表，填补了国内空白。
&&&&3、进行了铜铝复合排机械性能的研究，确定了抗拉强度、延伸率等参数，进一步确定了它的弯曲性能和加工工艺。以上这些都为制定产品标准和推广应用奠定了基础，准备了资料。依据这些研究成果，已制定了电力、能源、机械三个行业标准。
&&&&4、铜铝复合母线的下游产品低压成套开关设备、母线槽都要进行国家强制性认证。为此，国家电控配电设备质量监督检验中心（天津），国家节能产品质量监督检验中心（济南）对采用铜铝复合排的低压成套开关设备进行了3C型式试验，已取得3C证书的企业有400多家。低压开关柜有GGD、GCK、GCS、MNS等；母线槽有长城母线槽公司的CCX168SJ，全国联合设计的CMLJ、CKLJ、CFLJ等母线槽生产企业的产品。
&&&&5、为了在成套电气设备中推广应用铜铝复合排，并严格控制其质量，国家认监委TC24工作组立项研究&铜铝复合排在低压成套开关设备中的应用&。中国质量认证中心（CQC）颁布了&铜铝复合母线CQC认证实施细则&。通过了CQC认证的铜铝复合母线，就可用于强制性认证的下游产品中作导体。
&&&&6、为设计院设计选型铜铝复合母线作导体提供依据，中国建筑标准设计研究院编辑出版了《铜铝复合母线》设计参考图集，内容包括铜铝复合母线的型号、规格、加工、安装指导、载流量及铜铝复合导体母线槽等资料，该图集2013年7月出版。正在修订的第四版《工业与民用配电设计手册》也将铜铝复合母线的设计选型资料列入其中。
五、铜铝复合排可靠性试验验证
（一）电控配电设备对导体材料的要求
&&&1、性能要求：满足温升和短路状态下的动、热稳定；
&&&2、使用环境要求：最高、最低温度、湿度、海拔高度等；
&& 3、加工要求：正常的剪切、冲孔、折弯不破坏铜铝结合面；
&& 4、使用可靠性和寿命的要求；
&&&5、电控配电设备所需导体截面从3x30到12x200，需一百多种规格，如规格不全无法满足用户选用需求。
&&&&铜铝复合母线作为导体用于电控配电设备，首先必须满足以上基本要求。在这个前提下，成本越低越好，也就是说，工艺流程越短越好，生产效率越高越好。
&&& 经理论分析和试验验证，无论是铜排还是铜铝复合排，只要截面积选择合适，都可以满足性能要求。要满足使用环境和加工的要求，铜铝复合排的界面结合强度、铜层体积比必须达到行业标准。至于使用可靠性和寿命必须通过试验来验证。
（二）使用可靠性和寿命试验
&&&1、热胀冷缩应力的试验
&&&&&对不同规格的铜铝复合排进行了0&200℃,100次热循环试验。界面结合强度没有降低，这说明200 ℃温差热胀冷缩产生的应力破坏不了它，成套电气设备正常使用温度超不过110℃，因此使用是安全的。
&&&2、可靠性和电气寿命试验验证
&&&&为了验证铜铝复合排的电气寿命，上海电缆研究所依据GB/T9327《额定电压35kV(Um=40.5kV)及以下电力电缆导体用压接式和机械式连接金具试验方法和要求》对HT-TLMY铜铝复合排做了1000次热循环试验，电阻比率和离散度都满足标准要求，结果完全合格。 (机械工业电工材料及特种线缆产品质量监督检验中心，报告编号MTN)。
&&&&这说明在整个试验后，铜铝复合排的材质没有发生变化。该试验历时8个多月，充分证实了铜铝复合排的使用寿命满足标准要求。
&&&&有色金属加工、电控配电设备、电工材料三个行业权威检测机构的检测和可靠性试验验证结果证实了铜铝复合排完全满足电控、配电设备的要求。
六、铜铝复合排料头再生和循环利用
& & 铜铝复合排在加工过程中产生的料头如不能回收、分解再利用，不但不能为国家节约材料，反而会造成浪费。这是铜铝复合排推广应用的最大障碍。行业内在产品研发初期就意识到了这个问题，经过近几年的研发，成功研究了铜铝复合排的料头分解工艺，分解出的铜和铝循环使用，解决了铜铝复合材料行业共同面临的问题。
& & 铜铝复合母线的推广应用刚开始，要取得实质突破，最大限度的替代铜排，还需要解决很多问题。比如，电力部门的认可和推广，3C认证还要做大量试验等等，要解决这些问题需要行业内生产企业共同努力，协同作战，同时要得到**及有关部门的大力支持。只有这样，铜铝复合材料行业才能获得快速发展。
七、在成套电气设备中的应用案例
&&（一）在全国联合设计产品中的应用
&&&&中国电器工业协会电控、配电设备分会组织了三次成套电气设备全国联合设计，全部采用铜铝复合排作导体。
&&& 2008年组织了GCK2低压柜的联合设计，4000A三面样机导体全部采书。在鉴定会上专家对低压开关设备采用铜铝复合排作导体给予了极高评价。
&&&&2011年全国联合设计的新型节能母线槽产品中，空气型400A-2000A、密集型A试验样机全部采用华铜复合排作导体，试验全部合格。该产品在同年10月中国电器工业协会组织的专家鉴定会上被评价为达到&国际先进水平&。
&&（二）在工程项目上的运行
&&&&从2008年起，北京华北长城母线槽有限公司、正泰电气、江苏泰宇、江苏华强等母线槽生产企业相继做了一百多项铜铝复合排母线槽工程。这些工程大部分已运行五年，没有出现任何故障，反映良好。
&&&&2011年至2013年，长城汽车徐水一、二期，天津一、二期，中兴汽车，江铃汽车等12个大型厂房母线槽项目导体全部采用铜铝复合排。
&&（三）在新能源产品中的应用
&&&&风电系统的导电轨、变流器、箱变和光伏系统的逆变器等设备已开始规模应用。
八、经济效益分析
&&（一）降低导体材料成本
&&&&以电解铜每吨5万元计算，铜排的密度是8.9，铜铝复合排密度是3.94。以10x100截面为例，同等界面情况下：铜排每米474.7元，铜铝复合排每米 255.7元，每米节约成本219元，节约46%。
&&&&同等载流量情况下：铜排每米474.7元，铜铝复合排每米 307.3元，每米节约成本167.4元，节约35.3%。
&&（二） 降低线路能耗
&&&&成套电气设备中导体传输电能的同时也消耗电能，导体截面越大，电阻越小，耗能越小。铜铝复合排成本比铜排低得多，因此，可以以较低的成本选用较大的截面，减小线路能耗。
下一篇： 上一篇：没有了