为什么高压电缆不用铜线而用铝线？

高压电缆选择铝而非铜作为导体材料，是综合考虑物理特性、经济性和工程适用性的结果，以下是具体原因分析：

一、材料物理特性的核心差异

重量与强度平衡

铝的密度（2.7g/cm³）仅为铜（8.96g/cm³）的1/3，在长距离架空场景中，铝线可显著降低塔杆负载。例如，输送相同电量时，铝线质量仅为铜线的一半。而钢芯铝绞线（ACSR）通过钢芯承担机械强度（抗拉强度达1200-1400MPa），铝线负责导电，解决了纯铝强度不足的问题。

趋肤效应适应性

高压交流电（>10kV）传输时，电流集中在导体表层（趋肤效应）。钢芯铝绞线外层铝线有效利用这一特性，铜芯在此场景下的导电优势被削弱。实验显示，220kV线路中铝导体截面积增加50%即可达到等效导电能力，而总重量仍比铜缆轻40%。

二、经济性对比

三、工程适用性验证

耐环境性能

铝暴露空气中会形成4-5纳米致密氧化膜（Al₂O₃），其击穿电压达10^7V/m，兼具绝缘与防腐功能。而铜在潮湿环境中易生成碱性碳酸铜（铜绿），增加接触电阻。

抗蠕变能力

纯铝在70℃时抗蠕变强度仅20MPa，而AA8030铝合金可达180MPa，配合钢芯结构可使导线在-40℃至250℃温差下保持形变率<0.2%。这对跨温差区域的架空线路至关重要。

四、特殊场景补充

防盗属性：铝回收价值仅为铜的1/6（2025年废铝价约1.5万元/吨），盗窃率比铜缆低83%。

载流量匹配：在110kV以上输电场景，通过增大铝截面（如LGJ-400/35钢芯铝绞线）可使载流量达870A，满足多数高压需求，而铜缆在此场景下的性价比劣势显著。

结论

铝导体通过材料复合（钢芯铝绞线）和工艺优化，在高压场景下实现了性能与成本的帕累托最优。全球90%以上的高压架空线路采用此类设计，我国"西电东送"工程中钢芯铝绞线占比超95%，印证了其技术经济合理性。