Cablajul din aluminiu: argumente pro și contra

Doar două metale sunt utilizate pe scară largă ca conducători de energie electrică. Și atât în ​​clădiri rezidențiale, cât și în spații industriale și industriale. În același timp, cablurile din aluminiu erau populare în special în perioada sovietică. În construcția modernă, acest metal este interzis pentru comunicații electrice, este înlocuit cu cupru.

Cu jumătate de secol în urmă, încărcarea rețelei electrice nu a fost atât de mare în comparație cu azi. Atributele constante în acel moment erau un frigider, un televizor, câteva lămpi cu incandescență. Familiile cu venituri bune au obținut aspiratoare, fiare de călcat, lămpi pentru podea. Toate acestea au fost perfect capabile să reziste cablurilor cu o secțiune transversală de 1,5 mm².

Cu toate acestea, progresul inevitabil se mișcă înainte, nu poate fi oprit. Acum, aproape fiecare casă are un calculator, care, în funcție de caracteristici, nu consumă atât de multă electricitate. De asemenea, aici puteți adăuga cuptoare cu microunde, mașini de spălat care funcționează în modul automat și alte aparate de televiziune și electrocasnice moderne.

În acest sens, există o întrebare rezonabilă cu privire la fezabilitatea exploatării în continuare a cablurilor din aluminiu într-un apartament sau într-o casă privată. Să încercăm să înțelegem, dar înainte - o scurtă parte teoretică.

Un pic de teorie

Știm cu toții din lecțiile fizicii că curentul electric este o mișcare ordonată a particulelor încărcate, care sunt electroni, care sunt afectați de forțele câmpului electric. aceste particule, care se deplasează de-a lungul conductorului, se ciocnesc în mod inevitabil cu rezistența numită rezistență, măsurată în ohmi (Ohms).

Și din moment ce conductorii au o formă cilindrică, rezistența se calculează prin următoarea formulă: rho- * l / s, unde:

• r este rezistența electrică a conductorului (Ohm);
• rho - este rezistența electrică specifică a materialului conductor (Ohm * mm²/ m);
• l este lungimea conductorului (m);
• s este aria secțiunii transversale a conductorului (mm²).

Din acest motiv se utilizează aluminiul și cuprul - datorită rezistivității scăzute specifice. La aluminiu r - 0,0294 Ohm * mm²/ m, pentru cupru este puțin mai mică decât r - 0,0175 Ohm * mm²/ m.

În timpul mișcării încărcărilor electrice pe cablurile din aluminiu se încălzește. Și cu cât este mai mare rezistența, cu atât este mai mare căldura. Și nu funcționează. În plus, temperatura depinde de un alt indicator - densitatea curentului, determinată de formula: delta- = I / s, unde:

• delta- este densitatea curentului, (a / mm²);
• I este magnitudinea curentului (a);
• S este aria secțiunii transversale a conductorului, (mm²)

Ce fel de metal este cel mai potrivit pentru cablare apartamente și case particulare? lua în considerare proprietăți ale aluminiului și cupru și, de asemenea, vom analiza, probabil, toate avantajele și dezavantajele disponibile ale fiecărui cablu.

Proprietăți de aluminiu

Avantajul fără îndoială al aluminiului este greutatea redusă. Din acest motiv, instalarea unui astfel de cablu nu este complicată. Metalul ușor se datorează densității scăzute, care este de trei ori mai mică decât fierul și cuprul. Dar, în același timp, puterea elementului 13 nu este inferioară acestora.

Împreună cu conductivitatea electrică, materialul are o conductivitate termică ridicată. Cu toate acestea, cablajul din aluminiu nu poate fi încălzit puternic, deoarece punctul de topire al metalului este de 660 ° C. 13 element al sistemului periodic al lui Mendeleev ocupă a treia poziție în distribuția în crusta pământului, acordând prioritate oxigenului și siliciului între toți atomii. Dar, în comparație cu alte metale, aluminiu este pe primul loc.

Proprietățile cuprului

Cuprul este un metal ca o placă de nuanță roz-roșu, ca aluminiu, are o conductivitate termică și electrică ridicată. Se topește la o temperatură de 1083 ° C și se fierbe la 2567 ° C. Densitatea cuprului este de 8,92 g / cm³. Atunci când interacționează cu aerul, se formează un film dens de culoare verde-gri, care protejează metalul împotriva oxidării ulterioare.

În natură, metalul se găsește în formă pură - nuggeturile ating în același timp o greutate de câteva tone. Cuprul poate fi găsit și în alți compuși. Adesea, acestea sunt sulfuri care se formează în roci sau substraturi sedimentare. Dintre acești compuși, cuprul este ușor de obținut datorită punctului de topire scăzut.

Comparând cablurile de cupru și aluminiu, este imposibil să ignorăm o altă proprietate a acestui metal. Cuprul are o colorare unică, ca în aur și osmiu. Dar pentru cabluri este mult mai important ca atunci când o lovitură să nu provoace o scânteie. Această proprietate face posibilă utilizarea metalelor în condiții de risc crescut de incendiu.

Avantajele cablurilor din aluminiu

Cel mai important avantaj este, desigur, costul disponibil pentru mulți consumatori. Din acest motiv, în perioada sovietică toate spațiile rezidențiale au fost dotate cu cabluri din aluminiu. În același timp, există și alte avantaje:

• Greutate redusă, care permite instalarea ușoară a liniilor electrice, în special atunci când este necesar să se pună câteva zeci sau chiar sute de kilometri de cabluri.
• Aluminiu este rezistent la procesele de oxidare datorită formării unui film de protecție.

În același timp, există și dezavantaje, care vor fi discutate mai jos.

Dezavantaje ale cablajului din aluminiu

Dezavantajul caracteristic este fragilitatea metalului. Din acest motiv, deseori cablurile se sparg atunci cand sunt supraincalzite.

În mod normal, durata de viață a cablurilor din aluminiu nu depășește 30 de ani, după care trebuie actualizate cablajele. Printre alte dezavantaje merită menționat:

• Rezistență ridicată și tendință de încălzire. În legătură cu aceasta, nu este permisă utilizarea firelor cu o secțiune transversală mai mică de 16 mm pentru cablarea electrică² (cerințele PUE, ediția a 7-a).
• Datorită faptului că firele se încălzesc adesea și se răcesc, în timp, conexiunile de contact sunt slăbite.
• Filmul care formează, care protejează firele de oxidare, are o conductivitate electrică scăzută.

După cum puteți vedea, slăbiciunile cablurilor din aluminiu sunt încă mai mari decât meritele. Să vedem cum stau lucrurile cu utilizarea cuprului.

Pro argint

Cablajul din aluminiu poate rezista doar unei sarcini mici, un curent mai puternic pentru că este nedorit. Ce nu se poate spune despre analogul cuprului. Firele sale sunt rezistente la îndoiri, datorită cărora nu se rup în timpul funcționării îndelungate. În plus, merită remarcat o conductivitate electrică îmbunătățită, iar reacțiile oxidative nu afectează în nici un fel performanța tuturor cablajelor.

Sârmă de cupru cu secțiune transversală de 1 mm² Poate rezista la o sarcină de 2 kW. Și acesta este de două ori mai mare decât cel al unui analog de aluminiu. În ceea ce privește durata de viață, este mult mai mare. În cazul în care cablajul de aluminiu nu este mai mare de 30 de ani, atunci analog de cupru - de până la o jumătate de secol.

Flexibilitatea firelor de cupru face mult mai ușor de instalat. În plus, este mai ușor să conectați acest cablu la fitingurile electrice (prize, întrerupătoare, etc.). Iar datorită rezistenței reduse, pierderile curente scad de 1,3 ori.

Minusuri de cabluri din cupru

Principalul și, probabil, singurul dezavantaj al cablului de cupru este costul său ridicat. Dacă este necesar, utilizați cabluri tehnologice care au mai multe vene închise într-o panglică specială, prețul final poate fi de două ori echivalentul cu aluminiu.

Este posibil să combinați cuprul cu aluminiu?

Uneori este nevoie să înlocuiți nu toate firele de aluminiu, ci doar o parte din acestea. În acest caz, atunci când este selectat un conductor de cupru, se evită contactul cu conductorul de aluminiu. Cu o astfel de conexiune, există un anumit risc, în urma căruia poate fi creată o situație de urgență.

Problema este că, în timpul operării pe fire, se formează un film de oxidare, datorită căruia este prevăzută conexiunea între conductori. Dar pentru fiecare metal, are propriile proprietăți electrochimice. De-a lungul timpului, rezistența crește, respectiv firele se încălzesc mai mult, ceea ce poate duce, în final, la un incendiu.

Problemele pot fi evitate și pentru aceasta este suficient să se respecte anumite reguli pentru conectarea firelor de aluminiu și cupru:

• compus "nutlet";
• conexiune prin șurub;
• terminale;
• tampoane.

Acest lucru va evita supraîncălzirea la joncțiunea diferiților conductori. Numai în nici un caz nu este posibilă această metodă de conectare, cum ar fi răsucirea, deoarece aceasta duce la supraîncălzirea și - ca o consecință - la un incendiu.

Compusul "nutlet"

Înlocuirea cablului de aluminiu vechi cu unul nou, puteți utiliza opțiunea care a trecut deja testul de timp. Denumirea sa specifică se datora utilizării clemelor speciale.

Firele de conectare asigură plăci speciale, care pot fi de până la 3 bucăți. Firele sunt fixate cu ajutorul șuruburilor de fixare. Este de remarcat faptul că prin această metodă este exclusă contactul direct al conductorilor, deoarece acestea sunt conectate prin plăci.

Conexiune boltită

La fel de fiabilă este conectarea cablurilor cu un șurub. Un pic ca o piuliță, dar există o diferență. Aliajul și firul de cupru sunt conectate pe un bolț, doar o șaibă este așezată între ele pentru a evita contactul direct între ele. Apoi totul este bine fixat cu o piuliță. În cele din urmă, conexiunea trebuie să fie bine izolată.

terminale

Utilizarea terminalelor de tip arc de tip WAGO este potrivită pentru acele cazuri în care este necesară înlocuirea tuturor firelor. Principalul lor avantaj este instalarea ușoară și comoditatea fixării firelor datorită mecanismului de arc. Numai înainte de a conecta firul de aluminiu la firul de cupru, este necesar să pre-curățați ambele conductori la o distanță de 13-15 mm de margini. După aceea, rămâne să plasați firul în orificiul de montare și fixați-l cu o pârghie mică.

Doar este de remarcat faptul că este posibil să se utilizeze astfel de terminale pentru cablare pentru iluminat. O sarcină mare cauzează supraîncălzirea arcurilor și, în consecință, calitatea contactului se deteriorează. În consecință, conductivitatea electrică scade.

tampoane

Folosirea plăcuțelor este una dintre cele mai bune modalități de conectare a firelor de aluminiu cu cele din cupru. Conectorul arată ca o bară realizată dintr-un dielectric cu bare metalice și terminale pentru prinderea în interior. Tot ce aveți nevoie este să curățați bine firele, să le introduceți în găuri și să apăsați ferm clema.

Această opțiune este potrivită atunci când utilizați consumatori de mare putere. Plăcile sunt suficient de groase pentru a rezista încărcăturilor grele. Datorită acestui fapt, practic nu există nici un fel de egalitate.

Sfaturi utile

Câteva sfaturi simple vă vor ajuta să decideți ce cabluri este mai bun - cupru sau aluminiu? Un cablu cu trei fire trebuie conectat la prize (un cablu de împământare este obligatoriu). Distanța dintre ieșire și podea trebuie să fie de cel puțin 300 mm. Dar nu este necesar ca cablurile de iluminat să utilizeze un fir de împământare, adică sunt suficiente două vene.

Este foarte descurajat, în special în cazul cablajelor din aluminiu, să se încarce doar un circuit - trebuie împărțit în mai multe linii. De exemplu, doar o baie este conectată la o mașină, numai bucătăria este conectată la alta, a treia este responsabilă doar de iluminat etc.

În timpul proiectării automate a cablului pentru casa sau apartamentul dvs., firele de cupru ar trebui să fie alese ori de câte ori este posibil. În primul rând, cu o secțiune transversală mai mică, acestea suportă valori mari ale curentului și nu se rup cu o îndoire frecventă. În al doilea rând, vorbim despre compactitate. Luați, de exemplu, un consumator cu o capacitate de 7 sau 8 kW. Pentru conductorii de aluminiu, secțiunea transversală a conductorului nu trebuie să fie mai mică de 8 mm². Cablul va fi alcătuit din trei fire și o panglică - prin urmare, grosimea firului crește până la 4-5 cm. Pentru un fir de cupru, secțiunea transversală este mai mică de 4 mm², iar grosimea totală a firului nu depășește 2 cm.