Алюминиевая проводка — Aluminium Guide
Известно, что алюминий является прирожденным проводником электрического тока. Дополнительные преимущества алюминиевым проводникам дает их малый удельный вес.
Алюминий и передача электроэнергии
Именно алюминий является стандартным материалом для электрических проводников при передаче электрической энергии от всех электростанций и буквально до входа в дом или квартиру. Он применяется там уже более ста лет. Высоковольтные провода на опорах – это всегда алюминиевые провода. Это связано с тем, алюминиевые провода в два раза легче медных. Алюминий дает возможность применять в два меньше опор, чем медь. Кроме того, от подстанций до распределительных трансформаторов алюминиевые кабели и провода также являются стандартными проводниками, как для воздушных, так и для подземных сетей. На этом участке иногда применяют медные провода, но в основном все-таки применяется алюминий.
Рисунок 1.0 – Электрические свойства алюминия [3]
Алюминиевая проводка
Однако для внутренней проводки зданий и помещений главным материалом проводов является медь.
Алюминий перестали применять в качестве стандартной внутренней проводки зданий из-за проблем, которые были с алюминиевой проводкой в прошлом, в уже далекие 1960-70-е годы. С тех пор многое изменилось, но недоверие к алюминиевой проводке осталось.
Нормативный документ «Правила устройства электроустановок» в 7-ой редакции от 2002 года (ПУЭ-7) категорично предписывает в пункте 7.1.34 в зданиях «применять кабели и провода с медными жилами». Для питающих и распределительных сетей, то есть проводов и кабелей от подстанций непосредственным потребителям, напротив, предписано применять, как правило, кабели и провода с алюминиевыми жилами, если их расчетное сечение равно 16 мм2 и более. Кроме того, питание такого инженерного оборудования зданий, как насосы, вентиляторы, калориферы, установки кондиционирования воздуха и т.п., также разрешается выполнять проводами или кабелем с алюминиевыми жилами сечением не менее 2,5 мм2.
В том же духе ограничивают применение алюминиевой проводки в зданиях и Строительные правила СП 31-110-2003 в своем разделе 14.
3.
В настоящее время применение в России при строительстве зданий медных проводов обходится значительно дороже, чем алюминиевых. Естественно возникает желание сэкономить и перейти с медной на алюминиевую проводку. Однако, любой проектировщик и производитель электротехнических работ обязан действовать строго соответствии государственными нормативными документами – правилами, стандартами и инструкциями. При всем этом миллионы людей живут в домах и квартирах, которые были построены до 2000-го года, и оборудованы той самой алюминиевой электрической проводкой.
См. также Алюминиевая проводка в России
Алюминиевая проводка в США
В 1960-70-е годы американская кабельная промышленность выпустила алюминиевые провода для внутренней проводки зданий. Они были из той марки алюминия, что и высоковольтные провода, а, именно, марки алюминия 1350. Спустя некоторое время с этой алюминиевой проводкой из алюминия 1350 начались проблемы, в основном с перегревом контактов, в результате которых сформировались устойчивое отрицательное отношение к применению алюминиевой проводки в жилищном строительстве.
Негатив на алюминиевую проводку
Отрицательное отношение к алюминиевой проводке основано на 6 устоявшихся мнениях, некоторые из которых уже стали просто мифами [1]:
- Алюминиевая проводка является хрупкой и ее трудно устанавливать.
- Алюминиевая проводка подвержена повышенному термическому расширению, что приводит к ослаблению электрического контакта.
- Чрезмерная склонность к ползучести алюминиевой проводки способствует ослаблению электрического контакта.
- Алюминиевые провода должны быть намного толще, чем медные, чтобы обеспечивать такую же силу тока, что и медные провода.
- Окисление алюминиевой проводки создает большое сопротивления электрического контакта.
- Алюминиевая проводка подвергается коррозии и может разрушаться на открытом воздухе.
Рисунок 1 – Ослабление электрического контакта
из-за различий в термическом расширении металлов
Рисунок 2 – Ослабление электрического контакта
из-за ползучести алюминия 1350
Американское «ПУЭ» – NEC
В США аналогом российского ПУЭ является NEC – National Electrical Code.
Этот Код никогда явно не запрещал установку алюминиевой проводки внутри зданий. Однако был период в начале 1970-х годов, когда авторитетный американский сертификационный орган Underwriters Laboratories изъял из своего разрешительного списка на несколько лет все провода из алюминия для внутренней проводки зданий. Алюминиевая проводка вернулась в этот список уже в виде проводов из алюминиевых сплавов серии 8000.
Провода из алюминия марки 1350
До 1970 года для всех алюминиевых проводов в США применялась марка алюминия 1350 в максимально нагартованном состоянии, Н19. Отечественным аналогом этой марки алюминия является марка деформируемого алюминия АД0Е по ГОСТ 4784-97 или марка А5Е первичного алюминия по ГОСТ 11069-2001 . Этот твердый алюминий 1350-Н19 был специально разработан для воздушных самонесущих проводов и продолжает применяться в настоящее время для воздушных линий электропередач от электростанций до распределительных трансформаторов.
Алюминий 1350 имеет высокую электрическую проводимость (62 % от проводимости меди), но он должен быть в полностью нагартованном, и даже перенагартованном (Н19), состоянии, чтобы обеспечивать высокую прочность при растяжении, которая необходима для его применения в качестве внутренней электрической проводки.
В этом полностью нагартованном состоянии алюминий имеет очень низкую пластичность с относительным удлинением всего лишь около 1,5 %. С этим и связана его «хрупкость».
Провода из алюминиевого сплава 8030
Фирма ALCAN еще в начале 1970-х годов разработала специальный алюминиевый
По сравнению с маркой алюминия 1350 этот алюминиевый сплав 8030 имеет:
- повышенное содержание железа – до 0,8 %;
- повышенное содержание меди – до 0,30 %.
Железо решает сразу две проблемы:
- обеспечивает высокую прочность в отожженном состоянии
- исключает склонность алюминия к повышенной ползучести.
Медь способствует сохранению прочностных свойств при повышенных температурах.
Алюминевый сплав 8030: польза от железа
Атомы железа в алюминиевом сплаве 8030 укрепляют кристаллическую решетку алюминия и тем самым в значительной степени снижают склонность алюминия к ползучести.
Кроме того, добавки железа обеспечивает повышение прочности алюминия при сохранении хороших пластических свойств [1].
Рисунок 3 – Атомы железа препятствуют ползучести алюминия
Алюминиевый провод толще в 1,5 раза
Алюминий имеет в два раза большую электрическую проводимость на единицу массы, чем медь. Однако в расчете на единицу объема, электрическая проводимость алюминия составляет только 60 % от той, что есть у меди. В результате алюминиевый провод обычно должен иметь площадь сечения в два раза больше, чем медный провод для обеспечения той же силы тока.
Проблема оксидной пленки
Алюминий образует оксидную пленку сразу после соприкосновения с кислородом воздуха. Эта пленка сама себя ограничивает и поэтому не растет толще 200 нанометров или 0,2 микрометров. В среднем толщина этого оксидного слоя составляет от 5 до 200 нанометров.
Действительно, алюминиевый оксид является хорошим изолятором с диэлектрической прочностью 16,7 кВ. Однако, поскольку толщина оксидной пленки очень мала, то напряжение электрического пробоя составляет всего 3 вольта.
Таким образом, получается, что при напряжении, скажем, 220 вольт, эта оксидная пленка не создает особых проблем для электрического контакта алюминиевого провода.
Тем не менее, в некоторых типах контактных колодок для алюминиевых сплавов для решения этой проблемы применяют специальные пасты для предотвращения окисления поверхности контакта алюминиевого провода.
Контактные колодки для алюминиевой проводки
В прошлом – в 1960-70-х годах для алюминиевой проводки применяли те контактные колодки, которые тогда были и которые, естественно, были разработаны для медных проводов. Эти контактные колодки изготавливали из меди и стали. Поскольку алюминий расширяется при нагреве на 30 % больше, чем медь и сталь, то возникали проблемы с ослаблением контактов алюминиевой проводки.
В настоящее время разработаны специальные контактные устройства, которые изготавливаются из алюминиевых сплавов. Они подходят как для медной, так и для алюминиевой проводки.
Рисунок 4 – Контактная колодка для алюминиевой проводки
Электротехнические алюминиевые сплавы серии 8000
Кроме алюминиевого сплава 8030 были разработаны еще несколько электротехнических алюминиевых сплавов.
Американский стандарт ASTM B 800
Американский стандарт ASTM B 800, начиная с 1988 года, устанавливает требования к алюминиевым сплавам серии 8000, из которых изготавливают круглую проволоку для электрических кабелей и одиночных проводов.
Согласно этому стандарту алюминиевую проволоку изготавливают из алюминиевой катанки с химическим составом, который указан в таблице.
Таблица – Алюминиевые сплавы для электрических проводов
Проволока поставляется в промежуточных нагартованных состояниях:
- Н1Х – только деформационное упрочнение и
- Н2Х – деформационное упрочнение и частичный отжиг.
Прочность при растяжении проволоки из сплавов серии 8000 в этих нагартованных состояниях составляет от 103 до 152 МПа, а относительное удлинение не опускается ниже 10 %.
Проволока из марки алюминия 1350 с ее 1,5 % относительного удлинения выдерживает только 5-6 перегибов, после чего хрупко разрушается. Проволока из сплавов серии 8000 имеет относительное удлинение более 10 % и держится при переменных изгибах намного дольше.
Европейский стандарт EN 1715-2
Этот стандарт устанавливает требования для алюминиевого подката, который идет на изготовление электротехнической проволоки. Кроме марки алюминия 1110 с содержанием железа до 0,8 %, он включает алюминиевые сплавы 8030 и 8176 (см. таблицу выше).
К сожалению, отечественные стандартизированные аналоги электротехнической проволоки из сплавов серии 8000 нам не известны.
И так
Зарубежный опыт применения алюминиевой проводки в течение последних 30 лет говорит следующее.
Для эффективного и безопасного применения алюминиевых проводов в качестве внутренней проводки жилых зданий необходимо:
- применять при установке алюминиевой проводки контактные устройства (контактные колодки, контакторы), которые разработаны специально для алюминиевых проводов, в том числе с применением специальной пасты для защиты проводов от окисления;
- применять в проводах алюминиевую проволоку из сплавов серии 8000.
Источники:
1.
Материалы компании ALCAN
2. Американская алюминиевая ассоциация
3. TALAT 1501
Медный провод V/S Алюминиевый провод
Алюминиевый проводник
- Сообщение от дм.один
29
декабряЕсли вы колеблетесь, какой провод выбрать – медный или алюминиевый – то мы поможем вам определиться прямо здесь и сейчас! Этот блог в равной степени расскажет вам о типах проволоки, чтобы вы могли взвесить обе и решить, какую из них лучше купить у производителей ограждающей проволоки в Калькутте.
Медный провод и его преимуществаМедь является наиболее предпочтительным вариантом для проводки дома или в офисе по сравнению с алюминиевыми проводами . Существует несколько причин использования медных проводов для ограждения и электропроводки. Вы обязательно должны взглянуть на эти причины.
- Медные провода обеспечивают простоту использования.
- Обладают идеальной эффективностью и способностью хорошо проводить электричество, в отличие от gi провода в Индии .
- Провода, изготовленные из меди, более стабильны и чрезвычайно долговечны. Известно, что медь
- обладает лучшей электропроводностью, поэтому ее сразу же можно использовать для ограждений и электропроводки.
- Характеристики оцинкованной проволоки и медной проволоки намного лучше, чем у любых их альтернатив.
- Прочность медной проволоки на растяжение на 40 % выше, чем у алюминиевой, поэтому вероятность того, что она порвется, ниже.
- Провода из меди имеют более низкое тепловое расширение, что означает, что эти провода не расширяются и не сжимаются при смене времен года и температуры. Провода не расширяются, даже когда проходящее по ним электричество вызывает нагрев.
- Несмотря на то, что медные провода дороги, учитывая тот факт, что они полезны, долговечны и высокоэффективны, цена, установленная производителями колючей проволоки в Индии , становится весьма третичной.
Однако в качестве законодательного предупреждения вы должны знать, что медные провода по своей природе коррозийны и могут вызвать пожар, что, конечно, весьма опасно. Кроме того, медь не может выдерживать нагрузку на столбы, как растяжка.
Алюминиевая проволока и ее преимуществаАлюминиевая проволока также используется для изготовления электрических проводов и используется из-за их многогранных преимуществ, которых довольно много.
- Алюминиевая проводка довольно легкая и может использоваться в бытовых и коммерческих целях, например, оцинкованная стальная проволока и пружинная проволока, используемая для многих других целей. Алюминиевые провода
- широко доступны, поэтому вы можете приобрести их в тот момент, когда возникнет необходимость.
- Цена алюминиевых проводов ниже, поэтому они доступны по очень низкой цене.
- Эти провода предпочтительнее из-за их стационарной прокладки, которая практически не требует времени.
- Электрические провода, изготовленные из алюминия (в отличие от провода из предварительно напряженного бетона), имеют более высокое удельное электрическое сопротивление, чем медь, поэтому эти провода получили наибольшее распространение.
К сожалению, алюминиевые провода имеют высокий коэффициент теплового расширения, поэтому они более хрупкие, чем другие провода.
Таким образом, теперь вы должны быть в выгодном положении, чтобы решить, какой провод использовать для вашей конкретной цели. Обратитесь к производителю проволоки для ограждения gi, чтобы получить провода самого высокого качества, чтобы у вас не было места для жалоб.
Алюминий и медная проволока: различия и рекомендации
Алюминий и медная проволока, поскольку проводники сделаны из материалов, которые обеспечивают прохождение электронов или электрического тока. Немагнитные металлы, такие как медь и алюминий, обычно используются в проводниках, потому что они передают электричество, не намагничиваясь.
Проводники обладают различными свойствами, такими как проводимость, прочность на растяжение и вес: их следует учитывать при выборе отдельного проводника для использования в данной ситуации.
Читайте также:Руководство по выбору правильного проводника ACSR
Алюминий и медь обычно используются для различных электрических применений в строительной отрасли. Алюминиевые и медные кабели являются наиболее распространенными типами кабелей, используемых в системах электроснабжения зданий. Хотя медь дороже алюминия. Алюминиевый провод вместо медного часто выбирают из-за его экономии по сравнению с долгосрочными установками. Из-за своей устойчивости к коррозии медь чаще используется для связи и управления.
Сопротивление алюминиевых и медных проводов: различия между алюминиевыми и медными кабелями заключаются в их допустимой нагрузке по току и сопротивлении. Медные кабели имеют пропускную способность по току примерно на 40% выше, чем алюминиевые. Больший диаметр алюминия позволяет ему проводить больший ток на единицу длины, чем медь того же диаметра.
Кроме того, сопротивление алюминиевых кабелей выше, чем у медных (на 30% выше при той же площади поперечного сечения), поэтому проводимость алюминия намного ниже, чем у меди.
При замене медных проводов алюминиевыми проводами рекомендуется, чтобы американские калибры проводов с алюминиевыми проводами использовали на два калибра больше, чем размер исходного медного проводника.
Поскольку алюминий занимает больше места и весит меньше, чем медь, потребуется большой кабельный лоток, чтобы пропускать такой же ток. Из-за этого конструировать кабели будет немного сложнее.
T недостаток алюминиевой проволоки :
Алюминий может быть легче, дешевле и более гибок, чем медь, но у него есть недостатки, которые могут сделать его менее желательным вариантом для некоторых применений. Это очень мягкий металл, который затрудняет заделку и увеличивает трудозатраты, необходимые для установки.
К другим недостаткам относятся:
- Длинные алюминиевые кабели будут испытывать падение напряжения почти в два раза больше, чем медные кабели. Увеличенное падение может вызвать проблемы с чувствительным оборудованием, таким как компьютеры или телевизоры. Инженерам часто приходится увеличивать размер кабеля, чтобы компенсировать падение напряжения.
- Вибрации могут привести к выходу из строя алюминиевых кабелей, особенно при прокладке в промышленных зданиях с высокочастотными механическими вибрациями.
- Более короткий срок службы алюминия по сравнению с медью может потребовать более частой замены, что может стать дорогостоящим. Кроме того, инженерам и подрядчикам, возможно, придется тратить больше времени на техническое обслуживание из-за увеличения трудозатрат, связанных с установкой алюминиевых кабелей.
медная проволока и алюминий: сравнение
Параметры | C оппер | 90 115|
Символ | Медь | АИ |
Внешний вид | Серебряный внешний вид | Красно-фиолетовый внешний вид |
Температура плавления: | 1085 °C | 660,3 °C |
Цена алюминия и медной проволоки | 9011 5дешевле | |
Классификация кабелей | Кабель ABC, ACSR, AAAC, | Кабель аккумулятора, высокотемпературный провод, кабель управления |
Проводимость алюминия по сравнению с медью: Известно, что медь имеет лучшую проводимость, чем алюминий.
Алюминиевый провод по сравнению с медным: медь более эффективно проводит электричество.
Алюминий не так эффективно проводит электричество, как медь, что может вызвать проблемы при включении электроприборов. Алюминий по сравнению с медным проводом, вам может понадобиться больше алюминиевой проводки для питания всех ваших электрических устройств, что может стать дорогостоящим и трудоемким.
Прочность алюминия и меди :С точки зрения прочности и долговечности алюминий не может сравниться с медью. Медная проводка известна своей невероятной прочностью, ее чрезвычайно трудно сломать или повредить. Алюминиевую проводку гораздо легче разрушить, особенно при контакте с водой. При контакте с водой алюминий становится уязвимым для коррозии, что делает проводку совершенно бесполезной!
Медь имеет лучшую стойкость, чем алюминий, большую механическую прочность, меньшую площадь поверхности и более длительный срок службы. Если вы выберете провод производства ZW cable, срок службы может составить 70 лет.
При принятии решения о замене алюминиевых проводников медными важно учитывать стоимость, вес и электропроводность.
Медь тяжелее алюминия. Удельный вес меди составляет 8,9 г. см3, а алюминия — 2,7 г/см3, что означает, что вес медного проводника в 3,3 раза больше веса алюминиевого проводника при одинаковых характеристиках проводника.
Однако проводимость алюминия составляет всего 61 % от проводимости меди, что означает, что поперечное сечение алюминиевых проводников на 61 % больше, чем у медных проводников при одинаковом токе передачи.
Следовательно, с точки зрения веса проводника, вес медного проводника примерно в два раза больше веса алюминиевого проводника, необходимого для того, чтобы оба проводника имели одинаковую допустимую токовую нагрузку.
Кроме того, соотношение цены меди и алюминия составляет около 3,5, поэтому эквивалентный медный проводник стоит в семь раз дороже, чем алюминиевый проводник.
Конечно, простое сравнение стоимости, как описано выше, не дает полной картины. Поскольку кабельная продукция имеет стандартные ограничения по характеристикам проводника, покупка кабеля с алюминиевым сердечником с проводимостью, равной проводимости кабеля с медным сердечником, невозможна.
Следовательно, если кабель изготовлен с алюминиевыми жилами, необходимо использовать алюминиевые жилы большего сечения.
При одинаковой нагрузке поперечное сечение жилы кабеля с алюминиевой жилой должно быть в два раза больше, чем у кабеля с медной жилой. Поскольку поперечное сечение алюминиевых проводников в два раза больше, чем у медных, необходимо увеличить толщину изоляции, толщины оболочки и толщины брони. Алюминиевый провод по сравнению с медным: ценовое преимущество алюминия по сравнению с медным невелико, поскольку проводник составляет лишь небольшую часть стоимости кабеля.
Заключение- Алюминий против медный провод Как алюминий, так и медь являются распространенными материалами, используемыми для изготовления кабелей в проводах в больших зданиях, промышленных и жилых помещениях.