一個大型的公共建筑中，電氣投資約占工程總投資的10%，而電纜在電氣投資中，幾乎占了預(yù)算的一半以上。使用低煙無鹵銅電纜會使本來已居高不下的電纜成本大幅度增加。從國家層面上看，中國是一個貧銅國家，銅礦資源存量約2600萬噸，精銅礦進(jìn)口依存度超過70%，高于鐵礦石和石油的對外依賴程度，銅價的大幅度上漲造成社會成本的增加。另一方面，大體量公共建筑的用電量很大，用電等級高，電纜選型的時候經(jīng)常會出現(xiàn)多根185mm2、240mm2的大電纜，對于高層建筑來說，在垂直豎井中敷設(shè)大截面的電纜難度大。在施工預(yù)算定額中，垂直敷設(shè)電纜所需的費用是水平敷設(shè)電纜的2.6~4倍。因此怎樣選用電纜，選擇何種材質(zhì)的電纜是一個大問題。尋找一種安全可靠、可替代的產(chǎn)品是業(yè)主、承包商和設(shè)計人員的共同愿望。 在美國、加拿大等發(fā)達(dá)國家，一種以鋁合金為導(dǎo)體、交聯(lián)聚乙烯絕緣、連鎖式鋁合金帶鎧裝低壓電纜被大量使用，這種金屬鎧裝電纜在北美市場安裝運行了將近40年，由于其連接可靠、重量輕、彎曲半徑小、安裝方便、散熱好、節(jié)省橋架、節(jié)約資源、低煙無鹵且與WDZR—YJY相比價格優(yōu)勢明顯而被廣泛應(yīng)用于機(jī)場、軍事基地、辦公室、住宅、酒店、超市、院校、體育場館、醫(yī)院、工業(yè)廠房、數(shù)據(jù)處理中心、監(jiān)獄等場所。
下面就鋁合金電力電纜的優(yōu)勢簡單分析如下：
一、導(dǎo)體材料 現(xiàn)在市場上常見電纜導(dǎo)體有銅和鋁兩種材質(zhì)。很多人的觀點認(rèn)為鋁導(dǎo)體的電阻率比銅導(dǎo)體的電阻率大，則用鋁作為電纜的導(dǎo)體在傳輸過程中能量損耗就應(yīng)該會比銅材料大。其實，這種觀點沒有理論依據(jù)。因為傳輸過程中的能量損失取決于導(dǎo)體電阻而不是電阻率。根據(jù)GB/T 3956-2008《電纜的導(dǎo)體》，在20℃時，某一銅導(dǎo)體截面的直流電阻值與對應(yīng)于一個或兩個規(guī)格的鋁導(dǎo)體直流電阻值相當(dāng)。也就是說，從傳輸過程中的能量損失考慮，某一銅導(dǎo)體電力電纜完全可以由對應(yīng)大兩個規(guī)格的鋁導(dǎo)體電纜所替代，此時鋁電纜的載流量是大于銅纜的。 早在60年代，我國就開始實行“以鋁代銅”的國策，鋁芯電纜大量應(yīng)用，從高壓輸電線到居民入戶線，全部采用鋁芯。GB50217《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》94版的條文解釋第3.1.4條中明確說明“顯然宜繼續(xù)采取以鋁代銅的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策”。但實際應(yīng)用中，鋁線的機(jī)械強度差，易于折斷，長期使用的鋁線會脆化，不利于維修。早期的住宅入戶鋁線截面較小，不能滿足用電增長，居民自己新買的銅線直接與鋁線擰在一起，在潮濕的空氣里會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，造成接觸電阻變大，久而久之發(fā)生短路、斷路等現(xiàn)象，再加上原來的電線電纜絕緣材料差，熔點低、火災(zāi)發(fā)生的概率增大。根據(jù)公安部消防局統(tǒng)計顯示，電氣線路引發(fā)的火災(zāi)一直比例較高，占火災(zāi)總數(shù)的15%左右。（電氣火災(zāi)主要三個原因：一、電氣設(shè)計圖紙不滿足防火安全要求；

二、施工不尊重圖紙，施工人員不按規(guī)章操作；

三、電氣制造廠家使用了假冒偽劣材料。） 同樣的經(jīng)歷也發(fā)生在北美，硬態(tài)純鋁線的接觸點處理不到位引發(fā)大量的火災(zāi)、斷路等事故。經(jīng)過長達(dá)兩年的細(xì)致研究和分析，發(fā)現(xiàn)問題主要出在導(dǎo)體材料和連接點處。住宅用線的鋁導(dǎo)體采用硬態(tài)純鋁（AA1350），其在機(jī)械式連接中，在壓力作用下，長期運行后會發(fā)生不可恢復(fù)形變，即所謂的“蠕變”。蠕變產(chǎn)生后，原來的壓緊不夠，接觸點的壓力減小使得接觸電阻迅速增大，電流流過造成接頭處過熱，如果不定期維修，那么出現(xiàn)事故的風(fēng)險大增。 針對鋁電纜在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題，美國上世紀(jì)60年代初就研究開發(fā)出鋁合金導(dǎo)體，并陸續(xù)開發(fā)出系列鋁合金材料，形成了AA8000系列鋁合金材料；我國于2005年開始研制這種合金，并獲得專利技術(shù)、通過美國UL 認(rèn)證，各項性能指標(biāo)符合AA8000系列鋁合金材料性能要求。
這些鋁合金導(dǎo)體材料解決純鋁的眾多不足并擁有由于銅導(dǎo)體的一些特性。下面就這些性能作具體分析。
1、電氣性能 鋁合金與銅相比，在同等截面等長度的情況下，電導(dǎo)率是銅的61.8%，載流量約為銅的78%。根據(jù)電纜截面的規(guī)格分布，將鋁合金電纜的截面增加1.5倍左右，載流量與電壓降等電氣參數(shù)與銅相當(dāng)。正如美國國家電氣規(guī)范NEC330.14規(guī)定：“8、10、12AWG截面（相當(dāng)于國內(nèi)8.37mm2、5.26mm2、3.332mm2）的實心導(dǎo)體應(yīng)由AA8000系列電工級鋁合金材料制造。絞合型導(dǎo)體從8AWG（相當(dāng)于國內(nèi)8.37mm2）到1000kcmil（相當(dāng)于國內(nèi)506.7mm2）應(yīng)由AA8000系列電工級鋁合金導(dǎo)體材料制造。 使用大一個或兩個規(guī)格的鋁合金電纜替代銅纜，人們會擔(dān)心，加大導(dǎo)體是否過多增加導(dǎo)體外徑，因而影響安裝連接。為了解決因增加截面導(dǎo)致導(dǎo)體外徑增大的這一問題，我們可采用先進(jìn)的緊壓技術(shù)，緊壓系數(shù)達(dá)到0.93，使替代后的鋁合金電纜的外徑相比于銅纜只增加10%左右，因而根本不會影響到安裝連接。
2、連接性能 鋁合金材料由于加入了鐵、鎂、稀土等多種元素，大大改進(jìn)了其連接性能。尤其是當(dāng)導(dǎo)體退火時添加的鐵元素產(chǎn)生了高抗蠕變性能，即使在長時間過熱時，也能保證連接穩(wěn)定性。 在過去的經(jīng)驗積累和認(rèn)知中，銅鋁連接一直是最為關(guān)鍵的問題。銅和鋁（或鋁合金）如果直接；連接接觸，有金屬材質(zhì)不同，存在電位差，在潮濕的空氣中會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在電力系統(tǒng)中，這種腐蝕會增加接觸電阻，使接頭處發(fā)熱，是系統(tǒng)安全運行的隱患。 電化學(xué)腐蝕是以下因素共同作用的結(jié)果： （1）、不同的電極電位（>0.5V）、金屬間的不同電阻、金屬的極化特性。 （2）、電解液的電導(dǎo)率、陰陽極表面的接觸面積（電流密度）。 另外，銅和鋁（或合金）的膨脹系數(shù)不同，如果采用剛性連接會造成金屬疲勞，長時間使用后會造成連接處松弛，也會增加接觸電阻。這是人們普遍擔(dān)心的問題。 鋁合金電力電纜對于終端的處理，主要依靠以下幾個手段： 第一、鍍錫。銅排鍍錫或鋁端子鍍錫都是可行的。用銅排鍍錫和鋁端子鍍錫來解決銅鋁過渡問題已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于電力行業(yè)，被證明是安全可靠的。 第二、采用特制的過渡墊片，這種墊片介于銅鋁之間，有效地防止銅鋁接觸帶來的腐蝕問題。 第三、涂抹抗氧化劑。當(dāng)用電設(shè)備的銅觸頭沒有鍍錫，而鋁端子也沒用鍍錫時，可以采用涂抹抗氧化劑的方法?？寡趸瘎┙橛阢~鋁之間，可以有效地防止電解質(zhì)的進(jìn)入，從而避免了電化學(xué)腐蝕。 采用以上第一、第三種方法接線時，需要加裝碟形墊片來吸收銅/鋁膨脹系數(shù)不同帶來的松弛，用扭力扳手?jǐn)Q緊后，無需對整個連接系統(tǒng)進(jìn)行任何維修和二次擰緊。
3、力學(xué)性能 
（1）極佳拉伸性能：鋁合金相比于純鋁，由于加入了特殊成分和特殊的加工工藝，極大的提高了抗拉強度，且延伸率提高到30%。 
（2）超強的彎曲性：鋁合金電纜安裝時的最小彎曲半徑大于7倍電纜外徑即可，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于GB12706的“電纜安裝時的最小彎曲半徑”——12倍至20倍電纜外徑
（3）優(yōu)異的低反彈性能：鋁合金電纜比銅纜反彈性能少40%。 
（4）優(yōu)異的抗蠕變性能：鋁合金導(dǎo)體的特殊合金與熱處理工藝大大減少了金屬在受熱和壓力下的“蠕變”傾向，相對于純鋁，抗蠕變性能提高300%。

4、抗腐蝕性能 鋁在空氣中很快的生成一層厚度約為2×10-4mm的致密氧化膜。防止內(nèi)部的金屬被進(jìn)一步腐蝕。而銅不能生成氧化膜，所以污染物會停留在表面，進(jìn)一步向里腐蝕，腐蝕一段時間后，雨水沖刷，將氧化物都沖走，新的污染物又積聚，重新腐蝕新的金屬，而銅沒有氧化膜，導(dǎo)致銅的氧化很快，金屬流失很多。 鋁合金導(dǎo)體中由于加入了稀土金屬，在化學(xué)性能方面，進(jìn)一步提高單純以鋁為導(dǎo)體的金屬材料的耐腐蝕性能，減少了不同金屬之間的電位差，因為電位差越大，腐蝕會越嚴(yán)重。加入的其他金屬元素均是可允許的金屬配對，減少由于電位差而引起的接觸腐蝕。

二、阻燃性能 現(xiàn)在高層建筑的火災(zāi)發(fā)生時，濃煙是火災(zāi)中致命的殺手，大量的濃煙吸入人體內(nèi)會造成死亡，吸入少量的濃煙可能會導(dǎo)致昏厥，影響逃生，所以國家相關(guān)消防部門、建筑管理部門明文規(guī)定使用低煙無鹵阻燃電纜。 YJHL8、YJHL8Y型（鋁合金帶連鎖鎧裝電纜）鎧裝電纜采用鋁合金導(dǎo)體、阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣、鋁合金帶連鎖鎧裝結(jié)構(gòu)（或增加低煙無鹵聚烯烴護(hù)套），能實現(xiàn)阻燃IA級、耐火IA級，且低煙無鹵。具有極佳安全性能和經(jīng)濟(jì)效益。

三、安裝特性 鋁合金帶連鎖鎧裝電纜和銅纜相比，更像是將金屬導(dǎo)管和電纜集成了在一起。實際應(yīng)用時省去了穿管的工作，在電氣設(shè)計明敷，可以省去橋架，這樣給業(yè)主方降低造價，給總包方節(jié)省工時、縮短工期，給國家節(jié)約鋼材，減少污染和能源浪費。 由于鋁的密度約是銅的1/3，所以在同等載流量下，鋁合金電纜比銅纜重量輕一半。對于高層建筑來說，垂直敷設(shè)的難度和工作量大大降低，給施工人員減輕勞動強度，能夠縮短工期，節(jié)省人工成本，同時也減少由于電纜過重造成的本體潛在損失。 鋁合金鎧裝使得電纜的彎曲更容易。鎧裝電纜的彎曲半徑可以達(dá)到7倍的電纜外徑。如此之小的彎曲半徑使得建筑內(nèi)部布線非常方便，轉(zhuǎn)彎靈活，尤其對于一些舊建筑改造等工程，原有空間非常狹窄的情況下，能很容易的將電力輸送到更多房間。而對于PVC護(hù)套的鎧裝外線電纜，可以輕易繞開障礙物，較小的彎曲半徑施工更容易，節(jié)省電纜長度。而鋁合金鎧裝是非磁性材料，即使存在三相不平衡電流，也不會產(chǎn)生渦流，能減少線路的損耗。

四、節(jié)能環(huán)保性能 節(jié)能減排是推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，轉(zhuǎn)變增長方式的必由之路，是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇。采用鋁合金為導(dǎo)體材料，同樣載流量下，電纜的重量只是銅纜的一半，運輸、安裝過程中的碳排放量減少，YJHL8、YJHL8Y型鎧裝電纜敷設(shè)不用橋架、鋼管，節(jié)約大量的鋼材。 另一方面，鋁合金的回收率非常高。再生鋁是節(jié)能、環(huán)保型產(chǎn)業(yè)，再生鋁的綜合能耗只是電解鋁的5%，而再生銅的綜合能耗則是冶煉銅的18%。 ??五、材料成本及安裝成本的比較 在實現(xiàn)同樣性能的前提下，鋁合金電纜的直接成本即電纜本身的成本比銅纜節(jié)約約35%，由于鋁合金電纜的彎曲性能更好和重量更輕，可以免橋架或減少橋架用量，安裝成本能節(jié)約20%~50%。

通過以上對比可以看出，鋁合金電纜彌補了純鋁的不足，在電氣性能達(dá)到銅的基礎(chǔ)上，更輕便、更柔韌、更節(jié)能、機(jī)械性能、安全性能及經(jīng)濟(jì)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過銅纜。國內(nèi)銅芯電纜的設(shè)計使用壽命是30年，而鋁合金電纜的使用壽命為40年，國外應(yīng)用40年的產(chǎn)品和經(jīng)驗，完全可以復(fù)制到我們國家。利用我國豐富的鋁資源制造鋁合金電纜，以滿足工業(yè)與民用配電的需求，是符合科學(xué)發(fā)展的需要，是利國利民的好事。