铝合金电缆从上世纪70年代开始，在美洲、欧洲等地区开始推广应用。近几年由外国企业引入我国，并在配电领域大规模推广应用，引发了“以铝代铜”的热烈讨论。本文拟从城市供电的角度对铜芯电缆和铝合金电缆的应用进行比较。
(作者：赵德应)
随着我国城镇化的逐步实施，大中城市在我国的政治经济文化中发挥的作用越来越大，居民生活水平逐年提高，对供电需求提出了更高的要求，主要体现在供电可靠性、用电安全、电力对环境的影响以及降损节能等方面。
城市供电系统主要由输电、配电和用电组成，配电系统在其中起到重要的桥梁作用。国家电网公司在2010年4月印发的《“十二五”配电网规划(技术原则)指导意见》中要求，直辖市、省会城市、计划单列市的市区部分供电可靠率要达到99.99%以上，核心区要达到99.999%，即全年停电时间不超过5分钟，地级市也要达到99.93%以上。要满足这个要求，必须要有坚强的网络、优良的设备和一流的管理。简单讲就是当某一用户的供电线路发生故障时，配电网络必须在很短的时间内立即切换到相邻线路，保证对用户不间断供电。这条相邻线路除承担自身负荷外，还必须承担切换过来的负荷，这就要求网络中的每一条供电线路必须具备较强的供电能力，也就是导线的载流量要足够大。下面我们比较一下配电网络中几种常用规格的铜电缆和铝合金电缆在地下排管敷设、水平排列、环境温度25度、工作温度90度等条件下的载流量。
以上数据看出，截面越大，铜铝载流量差距越大，50截面相差10%，240相差20%。也就是说，70以下截面的铜缆如果用铝缆替代，提高一档可满足要求;但120以上的铜缆如果用铝缆替代，必须提高两档才能满足要求。截面增大势必导致外套排管直径增大，占用地下空间增大，使得本就拥挤的城市地下空间不堪重负。我们要满足供电可靠性的要求，就满足不了城市环境的要求，铝缆成本低的优势就没有了。
用电安全是用户对供电的最基本也是最重要的要求。据有关资料，铝合金电缆的接头技术还不太成熟。电缆接头是电缆的关键部件，如果接头技术不过关，将给供用电带来极大的安全隐患。特别是给千家万户居民用户供电，用电安全是天大的事。城市老城区由于线路接头问题发生火灾不在少数。铝的熔融温度为660℃(铝合金的熔点比纯铝要低些)，而铜的熔融温度可达1080℃，实际火灾时，火灾现场最高温度均在1000℃左右。在人流密集的公共场所和大负荷用户的配电系统中，为保证安全，是否应用铝合金电缆就要慎重考虑了。
下面比较一下铜缆和铝合金电缆的机械强度。
几种截面的铜缆和铝缆拉断力比较见下表：(单位：牛)
数据表明，铜缆机械强度高于铝缆，运行安全，不易因故障而损坏。
众所周知，铜比铝的导电性能好。据有关资料，铝加入合金材料后，导电性能低于铝。故而铝合金导体导电性能肯定低于铜导体，即同截面的铝合金导体电阻高于铜导体已是不争的事实。物理知识告诉我们，电流通过导体时会产生能量损失，损失的大小等于电流的平方与导体电阻及通电时间的乘积。在电流一定、通电时间相同的条件下，能量损失的大小就取决于导体的电阻了，这样相同电流通过相同截面铝合金导体的能量损失比铜导体大。有人要说，可以增大铝合金导体截面，降低电阻，保证损失与铜接近。这样问题又回到前文所述，必然要加大电缆通道截面，给城市规划部门出难题。降损节能、保护环境是我国的一项基本国策。为节约能源资源，还是采用铜缆好。
从配电系统维护的角度看，铝合金电缆的应用也存在很大问题。有关专家承认，铝合金电缆在10千伏以上高压系统应用还很不成熟，主要还是在低压配电系统推广。而低压配电系统就像城市的毛细血管，延伸到千家万户，与居民的生活息息相关。一个千万人口的大城市，低压线路在万公里以上，甚至达到数万公里。从主干线到分支线再到接户线，直至电表箱，网络之复杂，导线型号之多，难以想象。每年城市电网故障，80%出在低压，夏季更甚，抢修队伍24小时待命。如果要推广铝合金电缆，供电维修部门不仅要准备各种型号铜电缆的备料和工具，还要准备各种型号铝合金电缆的备料和工具，同时还要解决铜铝电缆的联接问题。这对供电维护抢修带来巨大的压力，给安全运行造成极大的风险。铝合金电缆在城市低压配电领域的应用也应慎重。
近几年来，国家电网公司加大了对城乡配电网的投入，解决配电网供电能力不足、线路卡口、故障频发、终端电压低的问题，这些都是关乎民生的重大问题。据报道，武汉供电部门在未来5年内，将投入100亿元对武汉城乡中低压配电网进行升级改造。2015年计划投入20亿元，首批833个项目达11亿元，该项目对电力电缆的需求巨大。国网《“十二五”配电网规划(技术原则)指导意见》的2.8.2条要求，配网改造升级要“充分利用现有的存量设备，新建设备(新增或更换)要有较强的适应性。为避免造成配电网建设的重复投资，负荷快速增长区域，设备宜按最终规模进行选型和设计;负荷较慢增长区域，可适当考虑线路、土建一次建成，变压器分阶段梯度利用。”我们要按此要求，在线路设备选型时，充分比较铜铝电缆的优劣，从长远的角度全面考虑，不能再陷入“铝代铜”到“铜代铝”又回到“铝代铜”的怪圈中，按“最终规模”建设好我们自己的坚强配电网。
