关于铜铝过渡端子的生产工艺

找资料的过程中，有些新知新得，分享给坛友。
分以下几类：
1、铜线与铝线不能直接连接的原因；
2、直接连接后可能导致的后果；
3、铜线与铝线连接的常用处理方式；
4、楼主的理解。
先分享第一类：铜线与铝线不能直接连接的原因。


原因1： 铜跟铝属于不同的元素，铜的金属惰性要大于铝，即铜的化学活性要较铝低的多，这样两种金属连接后通电会发生电化学反应（在有水，二氧化碳及其他杂质时，会形成电解液，构成化学电池的必备条件。由于铝易于失去电子成为负极，铜难以失去电子成为正极，于是在正负极之间就形成了一个1.69V的电动势，并有一个很小的电流通过，腐蚀铝线，即所谓的电化腐蚀。这样就会引起铜铝之间接触不良，接触电阻增大。当有电流通过时，将使接头部位温度升高，而温度升高有加速了接头腐蚀，增加了接触电阻，造成恶性循环，直至烧毁。），导致铝线逐渐被氧化，降低铝线的机械强度和导电性。
原因2： 铜线和铝线通过电流时会发热，而它们的电阻率不同。铜1.7×10-8（Ω m），铝2.9×10-8（Ω m），通过相同的电流时，铝线发热量大，铜线发热量小，故容易在接头处出现故障点。
原因3： 铜线和铝线的硬度不同，如果直接连接，其结合力不然不会太好，如果导线受力较大时，容易从铜线和铝线的连接处断开。

再来分享第二类：直接连接后可能导致的后果。
1、接触点易氧化；
2、氧化后的接触点电阻增大，易导致接触点温度升高；
3、温度升高后，会进一步加剧氧化的速率，引起恶性循环，直到温度超过设备能承受的极限，引起冒烟、烧毁等事故；
4、在封闭空间（电缆头内部）易形成事故隐患，且难于监测与控制，事故不可控。


有这么多不能直接相连的原因，有这么多可能出现的严重后果，那为什么还要弄两种线呢？再来插波分享。
铜线的优点：
（1）电阻率低：铝线电缆的电阻率比铜线电缆约高1.68倍。
（2）延展性好：铜合金的延展率为20~40%,电工用铜的延展率在30%以上，而铝合金仅为18%。
（3）强度高：常温下的允许应力，铜比铝分别高出7~28%。特别是高温下的应力，两者相差更是甚远。
（4）抗疲劳：铝材反复折弯易断裂，铜则不易。弹性指标方面，铜也比铝高约1.7~1.8倍。
（5）稳定性好，耐腐蚀：铜线抗氧化，耐腐蚀，而铝线容易受氧化和腐蚀。
（6）载流量大：由于电阻率低，同截面的铜线电缆要比铝线电缆允许的载流量（能够通过的最大电流）高30%左右。
（7）电压损失低：由于铜线电缆的电阻率低，在同截面流过相同电流的情况下。铜线电缆的电压降小。因此，同样的输电距离，能保证较高的电压质量；或者说，在允许的电压降条件下，铜线电缆输电能达到较远的距离，即供电覆盖面积大，有利于网络的规划，减少供电点的设置数量。
（8）发热温度低：在同样的电流下，同截面的铜线电缆的发热量比铝线电缆小得多，使得运行更安全。
（9）能耗低：由于铜的电阻率低，相比铝电缆而言，铜电缆的电能损耗低，这是显而易见的。这有利于提高发电利用率和保护环境。
（10）抗氧化，耐腐蚀：铜线电缆的连接头性能稳定，不会由于氧化而发生事故。铝线电缆的接头不稳定时常会由于氧化使接触电阻增大，发热而发生事故。因此，事故率比铜线电缆大得多。
（11）施工方便：
①铜线柔性好，允许的弯度半径小，所以拐弯方便，穿管容易；
②铜线抗疲劳、反复折弯不易断裂，所以接线方便；
③于铜线的机械强度高，能承受较大的机械拉力，给施工敷设带来很大便利，也为机械化施工创造了条件。
铜线唯一的缺点：比重大、成本高！
铝线的优点：
（1）价格便宜：铜杆是铝杆价格的3.5倍、铜的比重又是铝的3.3倍，所以铝线电缆比铜线电缆便宜多的多，适合于低资工程或临时用电。
（2）电缆很轻：铝线电缆的重量是铜线电缆的40%，施工运输都成本低。
（3）抗氧化，耐腐蚀：铝在空气中与氧反应很快生成一种氧化膜，能防止进一步氧化，所以铝导线是高电压、大截面、大跨度架空输电的必选材料。
铝线的缺点：故障率高，易断，易发热。

根据铜线和铝线的优缺点对比，一般铝线多用于低成本项目或者临时用电，铜线用于除高压输电线外的所有场合。
再来分享第三类：铜线与铝线连接的常用处理方式。
1、顶楼分享的处理方式有熔接与焊接，其中熔接适用于工厂，焊接适用于现场；
2、单股小截面铜、铝导线连接，应将铜线搪锡后再与铝线连接。


最后来说第四类：楼主的理解。
根据资料的显示，铜和铝的连接，其实要解决的问题主要有：
1、电化学腐蚀；
2、电阻率不同的影响；
3、硬度不一样，压接时结合不会太好；
4、热膨胀系数不一样。
看现有的处理方式，分别能解决的问题如下：


实际上，现有的处理方式，都是致力于解决问题1：电化学腐蚀，其实后面的三个待解决问题，是跟材质有关系，由于材质是确定的，根本就解决不了。
换句话说，铜铝连接，要解决的问题其实只有1个，电化学腐蚀！
如何解决电化学腐蚀？
当然是让电化学腐蚀的条件形不成。回到前面的第一类分享，电化学腐蚀的条件要形成电解液，电解液的形成要有水、二氧化碳及其他杂质。杜绝水和二氧化碳很简单，表面做处理，钝化、氧化、镀锡等等都可以实现，杜绝其他杂质，一则是从铜和铝材质的本身作要求，对线芯的材质提出要求，形成国家标准，如线芯要用T2铜，纯度达到四个九。二则是对连接金具作要求，比如熔化排气去渣，提高纯度。
想明白这一点，其实楼主帖子中的疑问，已经自己找到答案了。

再来补充说明后面三个与材质相关的问题，其实也有解决办法，具体如下：
1、电阻率不同，铝比铜的电阻率大，为了保证载流量，可以提高与铝线连接的铝材质部分的截面积，提高其设计载流量，以期达到标准，从常见的铜端子和铝端子对比，铝端子比铜端子大，可以验证这一点；
2、硬度不一样，压接时不好弄。硬度不一样是相对铜和铝一起压接来说，如果铜和铜压接，铝和铝压接，那么就不存在这个问题，设计铜铝端子时，分为两截，一截是铜，与铜线或铜排连接，一截是铝，与铝线或铝排连接，即不存在硬度不一样导致压接不好弄的情况了，从5楼提供的图片，可以证实厂家的解决方案也是如此；
3、热膨胀系数不一样，先看热膨胀系数数据：铜0.0000165，铝0.0000236，单位为mm/℃。按室温25℃，使用时满载温度60℃计算，即温升为35℃，铜膨胀量为0.0000165*35=0.0005775mm，铝膨胀量为0.0000236*35=0.000826mm，相差为0.0002485mm，其实可以忽略不计；按事故报警温度90℃计算，温升为65℃，铜膨胀量为0.0000165*65=0.0010725mm，铝膨胀量为0.0000236*65=0.001534mm，相差为0.0004615mm，也可以忽略不计。

帖子完结！

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