铜铝复合排俗称铜包铝排,中文学名为铜包铝母线,英文学名为Copper-clad aluminum bus bars。目前主要执行的标准为国家能源局在2012年4月6日颁布,在同年7月1日实施的中华人民共和国电力行业标准DL/T 247-2012《输变电设备用铜包铝母线》。2014年检验检疫总局、国家标准化管理委员会颁布并实施 GB/T 30586-2014《连铸轧制铜包铝扁棒、扁线》。
其出现的意义主要是为了降低铜材的消耗。我国属于贫铜富铝的国家,铜矿资源70%依靠进口,因此国家863计划里大力倡导厂家研发新型铜铝复合材料,以此来降低我国对于铜材的消耗,达到"以铝节铜"的战略目的。
此外,由于铜材相比铝材要昂贵许多,所以铜包铝排的另一个显著作用就是为企业降低材料成本。电气性能相同的铜包铝排,其价格只有传统纯铜排的50%左右。在保证质量的前提下,可以为企业产生不俗的效益。
所以说铜包铝排的出现符合国家的战略需求,符合社会节能降耗的理念,也符合各企业降低成本的诉求。
铜铝复合排是一种由铜和铝两种金属通过特定工艺紧密结合而成的双金属材料。[1]这种材料利用了铜的高质量稳定导电性能和铝的低成本优势,具有较低的接触电阻。[1]铜铝复合排的表面光亮、圆整、无缺陷,铜占比重40%,铝占比重60%。[1]在相同规格情况下,其长度是纯铜的2-2.5倍,且力学性能和电性能均能满足使用要求。[1]因此,铜铝复合排可以全面替代纯铜排,广泛应用于输变电设备中的载流导体。[1]铜包铝在欧美被称为继铜、铝之后的第三代新型导体,各国都有相关行业标准,现已进入实用化阶段。[2]
材质
铜铝复合排是一种由铜和铝两种金属材料复合而成的导电排。[3]其结构通常为外层铜包覆内层铝芯。[3]这种复合材料结合了铜的优良导电性能和铝的轻质特性,广泛应用于电力传输和配电系统中。[3]
铜层材质应符合GB/T 5231标准的规定,要求含铜量不小于99.90%。[3]这一高纯度的铜层确保了复合排具有良好的导电性和耐腐蚀性。[3]
铝芯的材质应符合GB/T 1196标准的规定,要求含铝量不小于99.70%。[3]
铜铝复合排(也叫铜包铝排)
铜铝复合排是一种以铝为基体,外层包覆铜。按其制造工艺可分为:包覆焊接法是国内、外制备铜包铝线的方法,国内有些企业用此种工艺来制作铜包铝排,这种方法是采用平、立辊同芯压制,将铜带同心的包覆在铝排上,然后对纵缝进行氩弧焊接,再经过拉伸、退火。轧制压接法将经过清洗处理的铜带从上、下两宽面压接在铝板上,利用轧辊施加压力将铜带和铝板压接在一起,然后矫形或做进一步处理后退火。静液挤压法,模铸连轧直接成形法,由华铜公司研发的模铸连轧直接成形工艺铜和铝是固液结合,通过特殊的工艺处理形成良好的复合层。复合层由被铝熔解的铜层和铜、铝相互大面积扩散形成,真正实现了冶金结合。这种方法比固相结合复合层厚,结合强度高。将清洗后的铝棒穿入清洗后的铜管内制成复合坯料,放入静液挤压机,利用高静水压力和大加工变形率作用,实现铜、铝之间的冶金结合。铝芯与铜管,对铝芯外面和铜管内面进行清除氧化膜,将铝芯压入铜管内,拉伸或轧制使铜管与铝芯间固相结合,拉成所需外形尺寸,使他们之间形成永久性原子间扩散结合的双金属,表面光亮,圆整,无缺陷。它是将铜的高质量稳定导电性能与铝的低成本的能源,以较低的接触电阻,结合为一体的新型导体材料。可全面替代纯铜排,铜占比重的20%,铝占比重的80%,相同规格情况下是纯铜排的2.5倍长,载流量是纯铜排的85%,选择稍微大一点的规格可完全达到相同载流量,符合客户需要的线径及力学和电学性能技术要求一[4]
按铜包铝母线的截面形状分为全圆边形和圆角形两种。
铜包铝母线的截面形状如右图所示,内芯为铝、外层为铜。母线的窄边为a,宽边为b,全圆边形的圆边半径为R,圆角形的圆角半径为r。
按铜包铝母线的硬度状态分为软态(R)和硬态(Y)两种

