用CCA导体代替铝或铜?

许多零售商和在线电缆和电线供应商都提供标有CCA的电缆。我们将对这个术语进行解释。

CCA-Conductors

CCA电缆由铝芯和一层薄的表面铜组成。

铜导体由于其高导电性、柔韧性、抗拉强度和成本效益,通常优选用于大多数电缆和电线。这些品质使铜成为各种应用的理想选择。在某些情况下,使用铝制成的导体,特别是在能量传输中。

然而,与铜相比,铝的导电性只有63%左右。这导致更高的电压降和降低的载流能力为相同的横截面。为了获得与铜电缆相同的电压降和电流容量,铝电缆需要更大的横截面。此外,当受到多次弯曲时,铝比铜更容易断裂,导致抗弯能力较弱。因此,铝缆主要用于固定安装或机械应力较低的场合。

当铝与裸露的铜接触时,就会形成一种元素,导致腐蚀。因此,铝电缆需要单独的连接技术,不能使用用于铜电缆的电缆耳。相反,只能使用经特别批准的连接产品。操作、工具和所需的专业知识也是独一无二的。

铝作为导体材料的好处是由于电缆的重量较轻。因此,铝电缆被用于所有建筑结构中,其中总重量是一个重要因素,如电力线。另一个优点是铝电缆比铜电缆便宜,尽管它们的横截面更大,因为铝的原材料成本低于铜。

基于IEC 60228第2类具有相似电导的两个导体截面的比较如下:

  • 240mm²铝导体的重量约为723kg/km。
  • 150mm²铜导体的重量约为1341kg/km。
  • 尽管电缆厚度增加,但根据具体设计,通过使用铝实现的重量减轻可达30-40%。
Three single-core medium-voltage cables
在某些情况下,使用铝制成的导体,特别是在能量传输中。

什么是CCA?

CCA代表“铜包铝”。电缆由铝芯和一层薄薄的铜表层组成,通常由大约10%的铜和90%的铝组成。这些导体是作为固定装置(如天线技术)高频电缆的经济替代品而开发的。需要注意的是,声音信号不像电流那样通过横截面传播,而是通过导体的表面传播。这种现象被称为集肤效应:在较高的传输频率下,导体表面主要用于传输,而横截面起次要作用。

几年来,在欧洲零售商和网上销售商中,标签为CCA的产品激增。这些商品大多来自亚洲,价格适中。

  • 演讲者
  • 车载高保真音响电源线(给功放供电)
  • 网线(带插头的跳线)

理论上,CCA电缆可以用作扬声器线,但建议谨慎。高保真音响发烧友特别寻找具有更大横截面的电线,旨在实现尽可能低的电阻和无损耗传输。然而,使用具有2.5 mm²横截面的CCA电缆相当于仅具有1.5 mm²导电性的铜电缆,导致传输质量较差。然而,许多卖家和商店没有强调这一区别。

在汽车高保真音响系统中,用于提供放大器的电源线携带大量电流。因此,用户必须妥善保护这个和任何后续安装,否则在发生火灾时可能会使车辆的综合保险失效。然而,私人用户可能经常缺乏必要的技术专门知识。他不知道购买的CCA电力电缆的导电性较差。25 mm²的CCA截面相当于约16 mm²的铜电缆,由于保险丝选择不当,增加了火灾风险。

从技术角度来看,CCA电缆作为网络电缆的用途有限。然而,由于“以太网供电”技术的广泛使用,这些电缆经常用于供电。这导致在高保真领域的连接电缆遇到同样的问题,即由于CCA的更大电阻而出现更高的压降。结果是电缆的工作长度减少,产生的热量增加,这两者都增加了损坏的风险。英国的TIA标准同样禁止使用含有5e、6、6A、7和8类CCA导体的网络电缆。根据IEC 61156,铜包铝电缆也是不允许的。虽然适合在家庭办公环境中短距离使用,但在专业的公司网络中应该避免使用这些电缆,因为公司网络必须多年运行平稳,无故障。

关于CCA还有什么需要了解的?

  • 通用场景术语库抗拉强度低于铜导体
  • 较低的耐腐蚀性(老化)
  • 熔点较低
  • 由于电导率较低,电缆在使用“以太网供电”时更热,电压损失更高
  • 回收要复杂得多

比较各种导体材料的电学和力学性能

 合金化学成分极限抗拉强度电导率 IACS 20°C (68°F)
Aluminium
(铝)
135099,5% Al82,7 Mpa (12,0 ksi)61,2
817698,5% Al117 Mpa (17,0 ksi)65,2
Copper
(铜)
CDA 1010099,99%379 Mpa (55,0 ksi)100
CDA 1020099,5%379 Mpa (55,0 ksi)100
CDA 110099,99%379 Mpa (55,0 ksi)100
CCA
10% CCA10% Copper by volume82.7 Mpa (12,0 ksi)62,9
15% CCA15% Copper by volume117 Mpa (17,0 ksi)64,4

总结

CCA电缆必须谨慎处理,因为没有向经销商提供关于这种材料的充分教育。

铝电缆的使用具有显著的重量优势,如果处理不当,由于材料的独特特性,它们只能由专家安装和规划。建议在空间不是主要问题的情况下使用铝电缆,例如风力涡轮机或车辆中的电池电缆。使用合适的铝电缆连接技术是至关重要的。能源供应商现在只在中压基础设施布线中使用铝导体。标准化地下电缆NAYY,符合DIN VDE 0276-603,是铝制电缆的一个广为人知的例子。

铜电缆也是常用的,可以由具有适当知识和手工技能的私人实施。

关于作者:

Horst Messerer是HELUKABEL数据、网络和总线技术的产品和销售经理。

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