Какие металлы вы выбрали бы для производства электропроводки почему

Содержание
  1. Металлы в энергетике – применение металлов для изготовления кабельной продукции
  2. Содержание:
  3. Свинец.
  4. Алюминий.
  5. Какую проводку лучше использовать – медную или алюминиевую
  6. Что учесть при выборе проводки
  7. Технические характеристики проводов
  8. Удельное электрическое сопротивление
  9. Теплопроводность
  10. Температурный коэффициент сопротивления
  11. Вес кабелей из алюминия и меди
  12. Прочность при растяжении
  13. Период эксплуатации
  14. Какая проводка нужна для квартиры
  15. Плюсы и минусы алюминиевых кабелей
  16. Преимущества и недостатки проводов из меди
  17. Скрутка из меди с алюминием
  18. Как соединить медь с алюминием
  19. Нужно ли менять алюминиевую проводку на медную
  20. Почему для проводов используют медь и алюминий?
  21. Почему для проводов используют медь и алюминий. Какой тип кабеля лучше выбрать. Купить медный кабель силовой недорого в компании Вионет

Металлы в энергетике – применение металлов для изготовления кабельной продукции

Содержание:

Как известно, металлы являются проводниками в состав которых входят положительные ионы и свободные электроны. Металлы в энергетике – очень востребованный материал, благодаря таким своим характеристикам, как:

  • пластичность;
  • способность легко отдавать электроны;
  • высокая электропроводность.

Именно эти свойства определяют использование металлов при изготовлении большого количества устройств и комплектующих изделий, которые нашли свое применение в электроэнергетике. Из металлов изготавливают кабели и провода – как силовые, так и специальные и радиочастотные, арматуру для прокладки кабельных линий, детали для электрических установок и машин, трансформаторов и радиаторов, а также для бытовых электроприборов.

Что касается использования металлов для производства кабельной продукции, то лидерами в настоящее время являются медь, алюминий и свинец.

Свинец.

Главная характеристика такого металла, как свинец – это его высокая устойчивость к коррозии. Именно эта черта, которой обладают практически все металлы в энергетике, и обусловила сферу применения свинца в этой отрасли. Как правило, свинец используется для производства аккумуляторов, а также из него изготавливают оболочки для кабельной продукции.

Оболочка кабеля из свинца имеет вид сплошной трубы, в состав которой помимо самого свинца входит:

  • сурьма – от 0,15 до 0,3%;
  • медь – до 0,06%;
  • теллур – до 0,005%;
  • олово – от 0,35 до 0,5%.

К достоинствам свинца, применяемого для изготовления кабельных оболочек, относится:

  • высокая температура плавления – 327,4 градуса;
  • высокая прочность литого свинца на разрыв – 95 кгс/см 2 ;
  • высокая устойчивость свинца к коррозии;
  • низкая химическая активность.

Но есть у свинцовых оболочек и свои недостатки, среди которых:

  • высокая плотность – 11,34 г/см 3 ;
  • низкая устойчивость к вибрациям, особенно, если вибрации эти проявляются при высоких температурах;
  • низкий уровень добычи свинца – другими словами, его недостаточное количество.

Именно из-за этих недостатков инженеры стали искать другие металлы, которые могут использоваться для изготовления кабельных оболочек. И одним из лучших «заместителей» свинца стал алюминий.

Алюминий.

При изготовлении оболочек для кабельной продукции алюминий проявил целый ряд преимуществ по сравнению со свинцом:

  • алюминий имеет малый вес – он в 4 раза легче свинца;
  • одновременно с этим алюминиевые оболочки механически более устойчивы, чем свинцовые, а это позволяет не применять при их изготовлении никаких специальных повышающих механическую прочность металла материалов;
  • алюминий устойчив к вибрациям;
  • прочность алюминия составляет всего 2,7 г/см 3 ;
  • температура плавления алюминия – 657 градусов.

Таким образом, кабельная оболочка, изготовленная из алюминия, обладает меньшим диаметром и весом, что позволяет увеличить длину самого кабеля. Кроме того, высокая механическая устойчивость алюминия позволяет избежать применения при изготовлении кабеля специальной бронирующей оболочки. Но имеется у алюминиевой оболочки и свой недостаток – он плохо сопротивляется электромеханической и почвенной коррозии. Именно поэтому при изготовлении кабеля в алюминиевой оболочке применяют дополнительную защиту из битума, ПВХ лент или шланга, прорезиненной ткани или бумаги. Кабель с такой защитой способен прослужить не один десяток лет.

Кроме изготовления оболочек для кабельной продукции, алюминий применяется и для изготовления самих кабелей – из него делаются жилы кабелей с центральным каналом. Правда изготовление такого кабеля связано с некоторыми технологическими сложностями, обусловленными качественными характеристиками алюминия, такими как необходимость удаления с поверхности алюминиевой проволоки оксидной пленки и проблемы, появляющиеся при сварке алюминиевой проволоки. Кроме того, кабель с алюминиевыми жилами, как правило, имеет достаточно большой диаметр, что не позволяет прокладывать длинные кабельные линии без применения соединяющих муфт.

Читайте также:  Чем приклеить фольгоизол к металлу

А для того чтобы избежать этих трудностей, для изготовления кабельных жил применяют другой металл – медь.

Достаточно часто токопроводящие жилы кабелей, применяемых для изготовления кабельных линий, изготавливаются из меди. Применение меди в данном случае связано с такими характеристиками этого металла, как:

  • высокая электропроводность;
  • высокая механическая прочность;
  • стойкость к коррозии;
  • легкость в обработке – в частности, отсутствие каких-либо сложностей при пайке и сварке меди.

К недостаткам меди можно отнести ее высокую стоимость, что и объясняет довольно частую замену кабелей с медными жилами на алюминиевые.

Конечно может показаться, что использование при монтаже кабельной линии кабеля с алюминиевыми жилами способно привести к значительной экономии. Но не все здесь так однозначно. Когда речь идет о низковольтных и средневольтных кабелях, экономия действительно может достигать больших размеров. Но вот в случаях с высоковольтными кабелями следует помнить о том, что электропроводность алюминия почти в 2 раза ниже, чем электропроводность меди, а значит, и кабель из алюминия должен быть в два раза большим по диаметру по сравнению с медным. А изготовление такого кабеля требует применения большего количества материалов, в том числе изолирующих и защитных, а это сводит экономию к минимальным значениям.

Источник

Какую проводку лучше использовать – медную или алюминиевую

Перед началом капитального ремонта встает вопрос — какая проводка лучше медная или алюминиевая? Разобраться несложно, достаточно знать характеристики этих металлов и как они правильно используются.

Что учесть при выборе проводки

Медь и алюминий хорошо проводят электрический ток. Большая часть существующей проводки производится из этих металлов. Но между ними существуют отличия. Чтобы решить, какая проводка нужна в вашем случае, необходимо учесть следующие факторы:

  1. Медный провод выдерживает больший ток, если говорить о равном сечении.
  2. Алюминий обладает более высоким удельным электрическим сопротивлением. При одинаковых пропускаемых мощностях он нагревается сильнее меди.
  3. Кабеля из меди стоят дороже. Этот металл менее распространен в природе.
  4. Алюминий ломкий. Это вызывает трудности при монтаже.

Кабель алюминиевый АПВ 2х2,5

Алюминиевый провод, выпущенный несколько десятилетий назад, качественно отличается по механическим свойствам. Даже с учетом пройденного времени, он мягче и удобнее. По этому признаку можно отличить качественную проводку.

Технические характеристики проводов

Характеристики кабелей разнятся между собой. Оба металла имеют сильные и слабые стороны. Эти параметры необходимо знать для правильного выбора, монтажа и обслуживания проводки в квартире. Для их сравнения следует учесть ряд критериев.

Удельное электрическое сопротивление

Эта величина показывает связь между материалом проводника и электрическим сопротивлением. От этого параметра зависит, какой максимальный ток сможет пропустить кабель без перегрева и расплавления изоляции.

Металл Удельное электрическое сопротивление, Ом*мм2/м
Медь 0,017
Алюминий 0,028

Из таблицы следует, что при равных длинах и сечениях сопротивление алюминиевых проводов будет в 1,67 выше. Отсюда более высоким будет и нагрев при равных токах.

У меди меньше сопротивление поэтому можно обойтись кабелем меньшего сечения

Теплопроводность

Данный параметр характеризует возможность проводника рассеивать лишнее тепло. Это свойство важно принять во внимание, ведь на кабеле не должно быть локальных перегревов. Для учета этого параметра применяет коэффициент теплопроводности. Чем он выше, тем лучше металл рассеивает температуру.

Металл Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*°C)
Медь 389,6
Алюминий 209,3

Очевидно, что превосходство меди сохраняется. Она рассеивает тепло в 1,86 раза эффективнее.

Температурный коэффициент сопротивления

Температура проводки влияет на электрическое сопротивление. Отсюда будет меняться и падение напряжение в электросети. Связь между нагревом и проводимостью кабеля характеризуется температурным коэффициентом сопротивления.

Металл Температурный коэффициент сопротивления
Медь 0,043
Алюминий 0,042
Читайте также:  Как получают щелочные металлы с помощью электролиза

Таблица показывает, что сопротивления металлов при нагреве ведут себя практически одинаково.

Вес кабелей из алюминия и меди

От этого параметра будет зависеть удобство монтажа и стоимость проводки. Вес вещества первостепенно зависит от плотности.

Металл Плотность, кг/м3
Медь 8900
Алюминий 2700

При равных объемах соотношение масс меди и алюминия составляет 3,3 раза. Для квартирной проводки этот фактор некритичен. Но для монтажа воздушных линий электропередач вес токоведущей жилы играет значимую роль. В данном случае алюминий выигрывает. Его масса ощутимо меньше.

Из-за меньшего веса алюминиевый провод исползуется на воздушных линиях электропередачи

Прочность при растяжении

Это свойство применимо к воздушным линиям. Проводник должен выдерживать свой вес и круглогодичные растяжения из-за летней жары и зимних морозов. Прочность металлов определяется их временным механическим сопротивлением.

Металл Временное сопротивление, МПа
Медь 200-250
Алюминий 80-120

Таблица показывает, что медь на разрыв в 2 раза прочнее.

Период эксплуатации

Время эксплуатации кабеля зависит от условий среды. Если говорить о квартирной проводке, то срок службы рассматриваемых кабелей имеет существенные отличия.

Металл Ориентировочный период эксплуатации, лет
Медь 30
Алюминий 15

В старых домах проводку выполняли из алюминия. Она до сих пор исправно служит. Однако с цифрами не поспоришь. Срок службы медной проводки в 2 раза больше.

Медные провода отличаются больше долговечностью

Какая проводка нужна для квартиры

В советское время для прокладки проводки использовали алюминиевые кабели. Самыми мощными потребителями электроэнергии были стиральные машины и холодильники. Они брали из сети по паре сотен ватт. С такими низкими нагрузками алюминий справлялся на ура.

Сейчас же люди используют электрические чайники (2 кВт), пылесосы (1-2 кВт) и прочие мощные бытовые приборы. Провода из алюминия в таких условиях перегреваются и отгорают. Поэтому в современной квартире можно использовать только медную проводку.

Дополнительная информация. Независимо от того, используется алюминиевая или медная проводка, стоит учитывать и материал изоляции. Должно быть соответствие требованиям пожарной безопасности. Изоляция выполняется из негорючих материалов. Особенно эти нормы контролируются в местах скопления людей.

Плюсы и минусы алюминиевых кабелей

Провода из меди по ряду технических характеристик превосходят алюминиевые. Но кабеля из серебристого металла по-прежнему востребованы и находят свое применение. Объясняется это достоинствами, которыми обладает алюминиевая проводка:

  • малый вес и податливость при монтаже;
  • дешевизна;
  • устойчивость к окислению.

Электропроводка, выполненная из алюминиевой лапши обойдется дешеле

Не обходится и без недостатков:

  • плохая тепло- и электропроводность;
  • высокое сопротивление и его зависимость от температуры;
  • низкая прочность, ломкость.

Важно! Работая с алюминиевыми кабелями, необходимо помнить об их низкой прочности. Если загнуть токоведущую жилу 3-7 раз, то с огромной вероятностью она сломается. Если надлом будет под изоляцией кабеля, то он может остаться незамеченным вплоть до окончания ремонта.

Преимущества и недостатки проводов из меди

Использование меди требует ПУЭ. Такие провода более пригодны для передачи электрического тока. Они обладают следующими достоинствами:

  • высокая тепло- и электропроводимость;
  • устойчивость к воздействию окружающей среды;
  • прочность;
  • удобство укладки проводов.

Согласно ПУЭ электропроводку в жилых помещениях следует выполнять медным кабелем

Скрутка из меди с алюминием

Кабеля из алюминия категорически запрещено скручивать с медными. Эти металлы обладают разными электрохимическими свойствами. Полученный контакт перегревается, окисляется и начинает обгорать. Отсюда и все вытекающие последствия вроде дыма и пожара.

Как соединить медь с алюминием

Для правильного соединения можно воспользоваться промежуточным проводником. Подключить медный и алюминиевый провод через железный болт с аналогичными шайбами и гайками.

Болтовое соединение меди и алюминия

Другой распространенный метод — специальные зажимы Wago с токопроводящей смазкой. Соединение выйдет существенно дороже, но проще, быстрее и компактнее.

Нужно ли менять алюминиевую проводку на медную

Если старая алюминиевая проводка справляется с текущими нагрузками, то можно и не менять. Ревизия электросети в квартире — дело нелегкое и пыльное. Придется сверлить, штукатурить и, по сути, сделать капитальный ремонт. Эти мероприятия потратят кучу времени и денег.

Читайте также:  Вес крытого вагона на металлолом

Если же проводка не справляется, то она подлежит замене. Делать это следует как можно скорее. Признаки того, что провод не выдерживает нагрузку, таковы:

  • перегрев свыше 40-50 °C (рука почти не терпит);
  • запах гари;
  • деформация изоляции из-за оплавления;
  • потемнение кабелей;
  • трещины на изоляции.

Дополнительная информация. Трещина может быть и незаметной. Если стена или окружающий воздух отсыреют, то через поврежденную изоляцию возможно протекание токов утечки. Они будут приводить к постоянным ложным срабатываниям противопожарного УЗО.

Другое дело, если вы делаете ремонт. В таком случае желательно заодно заменить и проводку на более мощную медную. Того же рекомендует и ПУЭ.

Материал проводки — самый важный ее параметр. От него зависят максимальные нагрузки, которые можно передать по кабелям. Влияет материал и на пожарную безопасность, срок службы и надежность электрической системы.

Медные кабели более пригодны для передачи электричества, чем алюминиевые. Об этом говорят их технические параметры и ПУЭ. Поэтому ответственную проводку выполняют из меди. Неответственные и временные электрические сети прокладываются алюминием.

Источник

Почему для проводов используют медь и алюминий?

Почему для проводов используют медь и алюминий. Какой тип кабеля лучше выбрать. Купить медный кабель силовой недорого в компании Вионет

В качестве материала проводников для изготовления силовых кабелей используются такие материалы как медь или алюминий. Но мало кто задумывается, почему же именно эти металлы среди множества остальных являются наиболее подходящими для проведения электроэнергии. Всё дело в оптимальном сочетании проводящих свойств элементов с их доступностью с ценой.

Использование медных проводов уходит корнями в начало 19 века. Медь обладает низким показателем удельного сопротивления, соответственно передача электроэнергии по подобным проводникам происходит при низких энергозатратах, т.к. электричество проводится с наименьшими потерями. Сегодня медные проводники используются для производства медножильных кабелей связи и силовых проводов, клемм, катушек, трансформаторов и прочих устройств электротехнического характера.

Алюминиевые же провода начали применять в качестве проводника в середине 20 века. Алюминий можно охарактеризовать как легкий, практичный и недорогой материал с хорошими показателями проводимости. Однако в сравнении с медью алюминий имеет большее сопротивление току, поэтому слабее проводит электроэнергию. Так при одинаковом сопротивлении жил алюминиевый провод будет в 1,5 раза толще медного.

И медные, и алюминиевые кабели широко используются во всех сферах деятельности, при этом выбор проводника зависит от конкретных условий эксплуатации и цены.
Малая стоимость алюминиевых силовых кабелей зачастую сильно влияет на выбор покупателей. При невысоких ценах качество исполнения алюминиевых проводов находится на приличном уровне, а сами проводники представлены широкой типоразмерной линейкой изделий. Но алюминиевый кабель обладает и рядом существенных недостатков.

Во-первых, это уже упомянутая низкая проводимость. В сравнении с медными проводниками данный показатель у алюминиевых модификаций в 1,5 раза меньше.

Во-вторых, алюминиевый провод абсолютно негибкий. Он легко переламывается и не терпит больших изгибающих усилий, что соответственно откладывает отпечаток на сферу его применения.

И, наконец, алюминий быстро окисляется на воздухе, что при неблагоприятных условиях способствует образованию оксидной плёнки и препятствует нормальной передаче тока.
Медный силовой кабель является всё-таки более надёжным проводником электроэнергии. Медный проводник характеризуется отличной проводимостью, малым сопротивлением и хорошей гибкостью. При этом медь сама по себе плотнее и тяжелее алюминия, поэтому медная кабельная продукция имеет большой вес, что в свою очередь может представлять некие трудности при транспортировке и монтаже. Так же стоит отметить, что силовые кабели с медными жилами достаточно дорогие.

При выборе силового кабеля необходимо основываться на конкретных требованиях к продукции и планируемых условиях эксплуатации. Конечно, на сегодняшний день наиболее оптимальным вариантом для построения качественной, надёжной и безопасной электрической сети является медный силовой кабель. Однако при особых требованиях к массе изделия или жёстких ценовых ограничениях целесообразно приобретать именно алюминиевый кабель.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector