高壓電纜選擇鋁而非銅作為導體材料，是綜合考慮物理特性、經(jīng)濟性和工程適用性的結果，以下是具體原因分析：

一、材料物理特性的核心差異

重量與強度平衡

鋁的密度（2.7g/cm3）僅為銅（8.96g/cm3）的1/3，在長距離架空場景中，鋁線可顯著降低塔桿負載。例如，輸送相同電量時，鋁線質量僅為銅線的一半。而鋼芯鋁絞線（ACSR）通過鋼芯承擔機械強度（抗拉強度達1200-1400MPa），鋁線負責導電，解決了純鋁強度不足的問題。

趨膚效應適應性

高壓交流電（>10kV）傳輸時，電流集中在導體表層（趨膚效應）。鋼芯鋁絞線外層鋁線有效利用這一特性，銅芯在此場景下的導電優(yōu)勢被削弱。實驗顯示，220kV線路中鋁導體截面積增加50%即可達到等效導電能力，而總重量仍比銅纜輕40%。

二、經(jīng)濟性對比

三、工程適用性驗證

耐環(huán)境性能

鋁暴露空氣中會形成4-5納米致密氧化膜（Al?O?），其擊穿電壓達10^7V/m，兼具絕緣與防腐功能。而銅在潮濕環(huán)境中易生成堿性碳酸銅（銅綠），增加接觸電阻。

抗蠕變能力

純鋁在70℃時抗蠕變強度僅20MPa，而AA8030鋁合金可達180MPa，配合鋼芯結構可使導線在-40℃至250℃溫差下保持形變率<0.2%。這對跨溫差區(qū)域的架空線路至關重要。

四、特殊場景補充

防盜屬性：鋁回收價值僅為銅的1/6（2025年廢鋁價約1.5萬元/噸），盜竊率比銅纜低83%。

載流量匹配：在110kV以上輸電場景，通過增大鋁截面（如LGJ-400/35鋼芯鋁絞線）可使載流量達870A，滿足多數(shù)高壓需求，而銅纜在此場景下的性價比劣勢顯著。

結論

鋁導體通過材料復合（鋼芯鋁絞線）和工藝優(yōu)化，在高壓場景下實現(xiàn)了性能與成本的帕累托最優(yōu)。全球90%以上的高壓架空線路采用此類設計，我國"西電東送"工程中鋼芯鋁絞線占比超95%，印證了其技術經(jīng)濟合理性。