¿Le cuesta decidirse entre los cables de cobre y los de aluminio? Entender las principales diferencias puede ayudarle a tomar una decisión informada. Los cables de cobre ofrecen menor resistividad, mayor resistencia y mejor estabilidad, lo que los hace ideales para el suministro eléctrico subterráneo. Los cables de aluminio, en cambio, son más ligeros y baratos, adecuados para aplicaciones de alta tensión y grandes luces. Este artículo desglosa sus ventajas e inconvenientes para que elijas el cable adecuado a tus necesidades. Sumérjase y aprenda a optimizar eficazmente sus sistemas eléctricos.
(1) Baja resistividad: La resistividad de los cables con núcleo de aluminio es aproximadamente 1,68 veces superior a la de los cables con núcleo de cobre.
(2) Buena ductilidad: Las aleaciones de cobre tienen una ductilidad de 20-40%, mientras que el cobre eléctrico supera los 30%, pero la aleación de aluminio sólo tiene 18%.
(3) Alta resistencia: A temperaturas normales, la tensión admisible del cobre es 7-28% superior a la del aluminio. Esta diferencia es especialmente significativa a altas temperaturas.
(4) Resistente a la fatiga: El aluminio tiende a fracturarse tras repetidas flexiónmientras que el cobre no. En cuanto al índice de elasticidad, el cobre es entre 1,7 y 1,8 veces superior al aluminio.
(5) Buena estabilidad y resistencia a la corrosión: Los núcleos de cobre son resistentes a la oxidación y la corrosión, mientras que los de aluminio son propensos a la oxidación y la corrosión.
(6) Gran capacidad de transporte de corriente: Debido a su baja resistividad, la capacidad de transporte de corriente (corriente máxima que puede transportar) de los cables con núcleo de cobre de la misma sección transversal es aproximadamente 30% superior a la de los cables con núcleo de aluminio.
(7) Baja generación de calor: Con la misma corriente, el calor generado por los cables con núcleo de cobre de la misma sección es significativamente menor que el de los cables con núcleo de aluminio, lo que hace que su funcionamiento sea más seguro.
(8) Bajo consumo de energía: Debido a la baja resistividad del cobre, la pérdida de potencia en los cables de cobre es menor que en los de aluminio. Esto es obvio y beneficioso para mejorar la utilización de la generación de energía y proteger el medio ambiente.
(9) Resistente a la oxidación y a la corrosión: Cable con núcleo de cobre son estables y no provocan accidentes por oxidación. Las conexiones de los cables con núcleo de aluminio son inestables, y el aumento de la resistencia de contacto por oxidación puede provocar a menudo calentamientos y accidentes. Por lo tanto, el índice de accidentes es mucho mayor que el de los cables con núcleo de cobre.
(10) Conveniente para la construcción: Los núcleos de cobre son flexibles con un pequeño radio de curvaturaLos núcleos de cobre son resistentes a la fatiga, no se rompen fácilmente después de doblarlos repetidamente, lo que facilita el cableado; la resistencia mecánica de los núcleos de cobre es alta, capaz de soportar una mayor tensión mecánica, lo que facilita enormemente la construcción y el tendido y crea las condiciones para la construcción mecanizada.
(11) Pequeñas pérdidas de tensión: Debido a la baja resistividad de los cables con núcleo de cobre, cuando circula la misma corriente por la misma sección transversal, la caída de tensión de los cables con núcleo de cobre es pequeña. La misma distancia de transmisión puede garantizar una mayor calidad de la tensión; con una caída de tensión admisible, los cables con núcleo de cobre pueden alcanzar una gran distancia, es decir, la zona de cobertura del suministro eléctrico es amplia, lo que favorece la planificación de la red y la reducción del número de puntos de suministro eléctrico.
En conclusión, los cables con núcleo de cobre tienen las ventajas de baja resistividad, buena ductilidad, alta resistencia, resistencia a la fatiga, buena estabilidad y gran capacidad de transporte de corriente. Presentan ventajas sobresalientes en el campo del suministro eléctrico por cable, especialmente en el suministro eléctrico por cable subterráneo.
Los cables con alma de aluminio son más baratos que los cables con alma de cobre, más ligeros y fáciles de transportar, lo que los convierte en materiales esenciales para la transmisión aérea de alta tensión, gran sección y gran distancia.
Por lo tanto, quiero recordarle que elija el producto de cable adecuado según las diferentes aplicaciones y las características de los productos fabricados con diferentes materiales.
A menudo utilizamos cables con núcleo de cobre y cables con núcleo de aluminio, pero muchos usuarios no saben si elegir cables con núcleo de cobre o cables con núcleo de aluminio.
Para poder juzgar con claridad entre ambos, presentaré las ventajas de los cables con núcleo de cobre frente a los cables con núcleo de aluminio.
(1) Fuerte conductividad: La resistividad de los cables con núcleo de aluminio es aproximadamente 1,68 veces superior a la de los cables con núcleo de cobre. Debido a la menor resistividad de los cables con núcleo de cobre, los cables con núcleo de cobre de la misma sección transversal tienen una mayor capacidad de transporte de corriente que los cables con núcleo de aluminio, por lo que la conductividad de los cables con núcleo de cobre suele ser mayor que la de los cables con núcleo de aluminio.
(2) Buena ductilidad: Los metales tienen buena ductilidad, como el oro, el platino, el cobre, la plata, el tungsteno y el aluminio, que son ricos en ductilidad. Entre ellos, la ductilidad de las aleaciones de cobre es de 20-40%, y la ductilidad del cobre eléctrico es superior a 30%.
(3) Buena elasticidad: Los cables de cobre no se rompen fácilmente cuando se doblan repetidamente con la mano y tienen una gran resistencia a la fatiga, mientras que los de aluminio son muy propensos a romperse. En términos de índice de elasticidad, el cobre es unas 1,7-1,8 veces superior al aluminio.
(4) Buena antioxidación: El empalme del cable con núcleo de aluminio es inestable y reaccionará con la oxidación del aire, provocando un aumento de la resistencia del conductor del cable, causando el calentamiento del conductor y accidentes. Sin embargo, la unión de los cables con núcleo de cobre es más estable y no provocará accidentes debido a la oxidación. Por lo tanto, la estabilidad de los cables con núcleo de cobre es muy superior a la de los cables con núcleo de aluminio.
(5) Pérdida de baja tensión: Debido a la menor resistividad de los cables con núcleo de cobre, cuando circula la misma corriente por la misma sección transversal, la caída de tensión de los cables con núcleo de cobre es menor. En la misma distancia de transmisión, los cables con núcleo de cobre pueden garantizar una mayor calidad de tensión.
En condiciones de caída de tensión admisible, la transmisión por cable con núcleo de cobre puede alcanzar una distancia mayor, lo que significa una zona de cobertura de suministro eléctrico más amplia, lo que beneficia la planificación de la red y reduce el número de puntos de suministro eléctrico. La resistividad de los cables con núcleo de aluminio es mayor, y su rendimiento es muy inferior al de los cables con núcleo de cobre.
(6)Fácil construcción: Como la elasticidad de los cables con núcleo de cobre es mucho mayor que la de los cables con núcleo de aluminio, no se rompen fácilmente al doblarlos repetidamente y su flexibilidad es mayor, con un radio de curvatura admisible menor.
Por lo tanto, es más fácil de doblar durante el proceso de tendido y más conveniente para el enhebrado. Además, la resistencia mecánica de los cables con núcleo de cobre es alta y puede soportar más daños por fuerzas externas, lo que proporciona una mayor comodidad durante la construcción.
De lo anterior se desprende que los cables con núcleo de cobre tienen las ventajas de baja resistividad, buena ductilidad, alta elasticidad, buena antioxidación y gran capacidad de transporte de corriente. Presentan ventajas sobresalientes en el suministro de energía por cable.
Muchas personas no saben distinguir las ventajas de los cables con núcleo de aluminio y los cables con núcleo de cobre, ni dónde se aplican. Por ello, he recopilado las diferencias, ventajas y desventajas de ambos.
1) Diferencias básicas entre el alambre de aluminio y el de cobre:
1. La capacidad de transporte de corriente del hilo de cobre y del hilo de aluminio es diferente.
2. El alambre de aluminio es relativamente más barato.
3. El alambre de aluminio pesa menos.
4. El alambre de aluminio tiene menor resistencia mecánica.
5. El alambre de aluminio es propenso a la oxidación en el punto de conexión, y después de que el punto de conexión se oxide, se producirá un aumento de la temperatura.
6. El hilo de cobre tiene menor resistencia interna. Aunque el alambre de aluminio tiene mayor resistencia interna que el de cobre, disipa el calor más rápidamente. Las principales diferencias son la capacidad de transporte de corriente y la resistencia mecánica.
La resistividad del cobre es de 0,017, y la del aluminio, de 0,029. Por lo tanto, la capacidad de transporte de corriente del aluminio es aproximadamente 80% de la del cobre. La resistencia mecánica del cobre también es mucho mejor.
2) Comparación de las ventajas e inconvenientes de los cables con núcleo de cobre y los cables de aluminio:
1. El cable con núcleo de cobre tiene menor resistividad: la resistividad de los cables con núcleo de aluminio es aproximadamente 1,68 veces mayor que la de los cables con núcleo de cobre.
2. El cable con núcleo de cobre tiene buena ductilidad.
3. El cable con núcleo de cobre tiene una gran resistencia: La tensión admisible a temperatura ambiente puede llegar a 20 para el cobre, mientras que el aluminio es de 15,6kgt/mm2.
4. El cable con núcleo de cobre es resistente a la fatiga: material de aluminio es propenso a romperse con la flexión repetida, mientras que el cobre no lo es.
5. El cable con núcleo de cobre es estable y resistente a la corrosión: los núcleos de cobre son resistentes a la oxidación y la corrosión, mientras que los de aluminio son propensos a la oxidación y la corrosión.
En épocas anteriores, los cables de aluminio puro se fueron eliminando gradualmente en favor de los cables de cobre debido a su alta resistividad, el calentamiento en las uniones por oxidación, la escasa resistencia a la fatiga, la corrosión electroquímica y la fluencia.
Sin embargo, con la mejora de las propiedades de los materiales de aleación de aluminio, los cables de aleación de aluminio producidos con AA-8000 serie aluminio han surgido conductores de aleación que utilizan tecnologías avanzadas, como procesos especiales de prensado y tratamientos de recocido.
Este tipo de cable de alimentación de aleación de aluminio compensa las deficiencias de los anteriores cables de aluminio puro, resuelve los problemas de corrosión electroquímica y fluencia de los cables de aluminio puro. conductores de aluminioy mejora el comportamiento a la flexión, la resistencia a la fatiga, la resistencia a la fluencia y la resistencia a la corrosión de los cables de aleación de aluminio.
Esto garantiza que el cable mantenga un rendimiento constante durante largos periodos de sobrecarga y sobrecalentamiento. Como resultado, cada vez hay más fabricantes y los cables se utilizan en campos relacionados.
Las diferencias en las propiedades físicas entre las aleaciones de aluminio y el cobre se muestran en la Tabla 1.
| Cable de cobre | Cable de aleación de aluminio | Estado comparativo | |
| Densidad (g/mm3) | 8.89 | 2.7 | El peso de un cable de aleación de aluminio del mismo diámetro es un tercio del de un cable de cobre. |
| Conductividad eléctrica % IACS (68°F) | 100 | 61.8 | La conductividad de un cable de aleación de aluminio del mismo diámetro es 61,8% la de un cable de cobre, mientras que su capacidad de transporte de corriente es 79% de la del cobre. |
Con idénticos requisitos de rendimiento eléctrico, los cables tradicionales de aleación de aluminio tienen un diámetro mucho mayor que sus homólogos de cobre. En los últimos años, los fabricantes de cables han desarrollado nuevas técnicas de producción, en concreto, métodos avanzados de compresión.
Al maximizar la compresión, estas técnicas compensan la falta de conductividad volumétrica de las aleaciones de aluminio, lo que permite que los cables de aleación de aluminio tengan una sección transversal entre 1,1 y 1,25 veces superior a la de los cables de cobre tradicionales y pesen sólo la mitad.
Tras revisar la información pertinente, realizar intercambios técnicos con los fabricantes y considerar las condiciones reales in situ, los requisitos de aplicación de los cables de aleación de aluminio y los cables de cobre se comparan de la siguiente manera:
| Cable eléctrico de cobre | Cable de aleación de aluminio | |
| Construcción | El engarce es sencillo | Para el crimpado se necesitan herramientas especializadas, que exigen una gran precisión. |
| Las exigencias al personal de la construcción son bajas. | El personal de construcción debe estar altamente cualificado. | |
| El objeto es pesado, por lo que resulta incómodo de instalar. | Ligeras y fáciles de instalar, algunas situaciones permiten omitir las bandejas portacables. | |
| Conector del cable | Precio asequible | En situaciones en las que el coste es elevado y hay muchas secciones de cable, la proporción del gasto atribuida a las juntas de los cables es significativa. |
| Normas universales | Normalmente, es un producto designado por el fabricante del cable. | |
| El conector de cobre está corto | La junta de cobre-aluminio es larga, lo que dificulta su uso en determinadas situaciones; por ejemplo, se requiere un pedido a medida para las cajas de conexiones de los motores. | |
| Precio del cable | Caro | Con un rendimiento eléctrico equivalente, el coste de los cables de aleación de aluminio es de 20% a 40% inferior al de los cables tradicionales con núcleo de cobre. |
Desde 1968, la Southern Cable Company de Estados Unidos empezó a desarrollar y producir cables eléctricos de aleación, que desde entonces se han ido introduciendo y utilizando progresivamente en países como Estados Unidos, Canadá y México.
Se utilizan principalmente en proyectos de construcción de aeropuertos, bases militares, edificios de oficinas, zonas residenciales, hoteles, supermercados, instituciones educativas, estadios deportivos, hospitales y naves industriales.
Es evidente que el uso de cables de aleación de aluminio se está extendiendo, y los fabricantes afirman que, bajo la premisa de satisfacer un rendimiento eléctrico equivalente, el precio de estos cables es 20%-40% inferior al de los cables tradicionales con núcleo de cobre.
Sin embargo, tras revisar los materiales e intercambios técnicos con los fabricantes, hay que tener en cuenta los siguientes puntos en el uso de cables de aleación de aluminio:
1. En la actualidad, aún no se ha introducido la norma nacional "Conductor de aleación de aluminio de alta velocidad de tierras raras". Las distintas unidades de fabricación utilizan normas de empresa, lo que da lugar a una fuerte individualización de los productos de las distintas empresas y a una calidad desigual de los productos.
2. Dado que las propiedades de flexión, resistencia a la fatiga, antidesgarro y resistencia a la corrosión de los cables de aleación de aluminio están muy relacionadas con la aleación propiedades del materialLos requisitos de material son mucho mayores que los de los cables de cobre.
Por otra parte, los requisitos de construcción para un funcionamiento estable son mucho más estrictos que los de los cables de cobre, lo que hace que los controles de aceptación sean más difíciles. Si no se puede garantizar la calidad del material y la construcción, puede haber importantes riesgos ocultos en el futuro.
3. En la actualidad, la opinión generalizada es que los cables de aleación de aluminio no son adecuados para zonas de altas temperaturas y vibraciones, ni para su uso en equipos móviles.
4. Si hay muchas roturas y el cable es corto, el número de empalmes de cobre-aluminio utilizados en los cables de aleación de aluminio es grande. La ventaja de coste no es evidente, y los requisitos de construcción son elevados, lo que aumenta la carga de trabajo.
5. Dado que los empalmes de cobre-aluminio son más largos que los de cobre, es necesario estudiar detenidamente la viabilidad económica de su uso en algunas situaciones. Por ejemplo, puede ser necesario personalizar las cajas de conexiones de los motores; y puede ser necesario reducir el número de interruptores dispuestos en el interior de algunos armarios eléctricos, lo que obligaría a aumentar el número de armarios eléctricos.
6. El uso de cables de aleación de aluminio en el suministro eléctrico de las empresas metalúrgicas es limitado, y el tiempo de uso es corto, por lo que se desconoce su vida útil. La vida útil de los cables de cobre suele ser superior a 30 años, y se desconoce si los cables de aleación de aluminio pueden alcanzar este límite. Si no es así, la ventaja económica no es evidente.
Teniendo en cuenta las circunstancias anteriores, se sugiere probar inicialmente el uso de estos cables en líneas de alumbrado, suministro eléctrico de mantenimiento y suministro eléctrico temporal.
En cuanto a otros sistemas de transmisión y distribución de energía, es necesario seguir investigando y verificando debido a la falta de datos pertinentes para su aplicación en la industria metalúrgica.
Selección de tipos de hilos y cables eléctricos:
Selección de especificaciones de hilos y cables eléctricos:
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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