2013年10月17日下午，北京国际风能暨展览会——电气及控制技术。苏州华铜复合材料有限公司总工程师黄吉祥演讲：节能导体材料铜铝复合母线在风电控制产品中的应用。以下是全文：
黄吉祥：大家下午好!
首先对现有的三种材料做一个介绍：首先铜母线大家已经非常熟悉了，它的优点电气性能机械性良好，成本高，重量重。铝母线重量轻、价格便宜。70年代、80年代，我们国家经济政策以铝代铜，当时我们有的都是铝，但是以后为什么不用了?就是铝母线在通过电流以后，有几个问题影响电气寿命。第一它表面容易氧化，氧化以后它是绝缘的，会严重发热甚至烧毁，第二它比较软，易蠕变，电气寿命短。
我们研发的铜铝复合母亲线，解决了铝母线三大决点，成本低，重量青。它的安全性能和铜一样，但是重心用了铝重量减轻了。
实验这是加拿答应属哥伦比亚电力实验室对铜与铜、铜与铝、铝合金搭接的接头进行了2000小时的实验，相同条件下铝合金搭接和比铜和铜的搭配寿命短得多。铜和铜的搭接在实验中电阻变化很小，仅30%样本电阻有等大，实验证实铝和铝搭接寿命比铜和铜的搭接短得多。
铜铝复合母线，表面是铜，中心是铜。我们按照国标T9327-2008要求，做了一个1000次热循环的实验，做完之后这1000个数据要进行离散度的分析，如果离散度在标准范围之内，说明1000次做完了材料表面也好，内部也好，材质没有发生多大的变化。如果材质发生变化电阻会增大，这是寿命实验，这个实验连续做了八个月，充分证实了风电复合排长期通过大电流，其材质和铜铝界面的性能变化很小。
我们取得的资质：我们已经通过了中国电力认证，这是第三方认证。也有了国家电力行业标准和国家能源行业标准。我们这个铜铝复合母线得到了国家科技部、质量监督检验总局的人铺。我们这个产品在国家三个行业权威检测机构进行了检测，一个是国家有色金属及电子才料检测中心，国家电控设备检测中心做了全面检测。在我们机械工业电工材料及特种产品检验中心也做了测试。这是在三个行业最权威的检测机构。
我们1000次热循环是通电做的这考核了它的寿命。使用过程中，尤其分辨系统温差很大，这么大的温差，热胀冷缩产生的应力会不会破坏它?我们对这个产品做了不通电，在恒温箱里，由零下40度到120度反复做100次，看它的界面结合程度有没有变化?如果没有变化说明我们能承受热胀冷缩产生的应力。我们在电气设备里的使用超不过110度，风电系统使用超不过90度，所以它是安全的。
这个产品从2008年起已经做了100多项铜铝复合排母线槽工程，北京凤凰城、广州林俊汽车内饰厂，2012年做了大型汽车厂房项目。
铜铝复合母线在风电场设备中的用由于风电场现场环境恶劣，塔筒在运行过程中剧烈换动，对电缆、母线的结构优特殊的要求，廉洁奉电机头和塔底控制柜的风电导电轨，要求耐低温、防辐射、重量轻、成本低，线路损耗也要尽量小，因为用的是自己产生的电能。
目前在风力发电机组内使用最多的仍是风力专用电缆，它并不满足上述要求：我们调研大约存在几个问题：
1、风力专用电缆受到线芯的限制，单芯载流量小，大容量输电时需多根并联，不但占用面积达，而且在运行过程中存在电量不平衡的问题，造成部分电缆过载而严重发热并酿成事故。
2、电缆多根并联时回路感抗大，电压降大，更次谐波多，线路损耗大，对塔内控制设备也有干扰。
3、大容量风电机组电缆数量特别多，线路长，由于高落差垂直布局时的自重和固定问题在塔筒内敷衍设难度大，周期长，而且电缆接头附件的制作工艺难度大、费用高高，后期还存在故障测寻、修困难等问题。
4、尽管绝缘层和护套采用了高强度、耐候、耐油材料，但其老化寿命只有10到12年，满足不了使用标准的30年的需求。
5、风电专用特种电缆价格高。
现在出现了导电轨代替电缆，已经用了好几年了，尤其1.5MW的，但是比起电缆来说有很多优势，但是目前为了减轻重量，导电体用的都是铝排，一段一段的连接结构也存在一些问题。所以也满足不了风电设备的要求。段与段之间连接是单螺栓用两个大的罗圈紧固，没有晃动的话，是最好的结构。但是用到查筒里长期会不会产生松动?很难说。另外铝排虽然重量轻、成本低，但是它存在的先天不足会影响电气的寿命。尤其大电流3MW以，所以母线槽虽然比电缆有很多的优越性，但是目前用的导体材料还是满足不了要求的。
我们这次参加这个展会，和很多企业也进行了座谈，导电轨要满足风电的要求，第一把导体材料换成复合的铜铝线，第二改变接头连接部位的结构，让它能够满足风电长期晃动、振动的要求。这两点解决了，它比电缆要好得多。
此外，风电变流器和箱式变电站也采用很多大电量的导体铜母线。成套设备中动载流导体要求一点是温升极限控制，第二就是发生短路的时候动热的稳定。要根据导体材料的载流两铜排、铝排还是复合排，根据载流两选择合适的节面就可以满足这个要求。所以保证可靠的基础上降低成本是必然的选择。所以许多生产变流器或者生产箱变的企业现在已经选择了铜铝复合母线，效果是很好的。
这种铜铝复合母线在高低压配电设备里，母线槽里，我们分辨的变流器以及通信系统的电源柜，这些都已经大量采用过了。大幅度降低了导体材料的成本，你们成套设备的竞争力，降低了工程投资。所以5年的时间，100多个工程项目使用，充分证实了它的可靠性。分辨系统变流器也好，箱变也好，它的要求或者高低压开关柜，这些电力控制设备，要求没有多大的区别。所以用在箱变，用在变流器，仍然是可靠的，但是能大幅度降低成本。
时间关系我就简单介绍这些，谢谢大家!
