Vous avez du mal à choisir entre un câble à âme en cuivre et un câble à âme en aluminium ? Comprendre les principales différences peut vous aider à faire un choix éclairé. Les câbles en cuivre offrent une résistivité plus faible, une plus grande résistance et une meilleure stabilité, ce qui les rend idéaux pour l'alimentation électrique souterraine. Les câbles en aluminium, quant à eux, sont plus légers et moins chers, et conviennent aux applications à haute tension et à longue portée. Cet article présente leurs avantages et leurs inconvénients, afin que vous puissiez choisir le câble le mieux adapté à vos besoins. Plongez dans cet article pour apprendre à optimiser efficacement vos systèmes électriques !
(1) Faible résistivité : La résistivité des câbles à âme en aluminium est environ 1,68 fois plus élevée que celle des câbles à âme en cuivre.
(2) Bonne ductilité : Les alliages de cuivre ont une ductilité de 20 à 40%, tandis que le cuivre électrique a une ductilité supérieure à 30%, tandis que l'alliage d'aluminium n'a qu'une ductilité de 18%.
(3) Haute résistance : A température normale, la contrainte admissible du cuivre est supérieure de 7-28% à celle de l'aluminium. Cette différence est particulièrement importante à haute température.
(4) Résistance à la fatigue : L'aluminium a tendance à se fracturer après des flexionLe cuivre, quant à lui, ne l'est pas. En termes d'indice d'élasticité, le cuivre est environ 1,7 à 1,8 fois plus élevé que l'aluminium.
(5) Bonne stabilité et résistance à la corrosion : Les noyaux en cuivre sont résistants à l'oxydation et à la corrosion, alors que les noyaux en aluminium sont sujets à l'oxydation et à la corrosion.
(6) Grande capacité de transport de courant : En raison de leur faible résistivité, la capacité de transport de courant (courant maximal qu'ils peuvent transporter) des câbles à âme en cuivre de même section est supérieure d'environ 30% à celle des câbles à âme en aluminium.
(7) Faible production de chaleur : À courant égal, la chaleur générée par les câbles à âme en cuivre de même section est nettement inférieure à celle des câbles à âme en aluminium, ce qui rend leur utilisation plus sûre.
(8) Faible consommation d'énergie : En raison de la faible résistivité du cuivre, la perte de puissance dans les câbles en cuivre est inférieure à celle des câbles en aluminium. Cela est évident et bénéfique pour l'amélioration de l'utilisation de la production d'énergie et la protection de l'environnement.
(9) Résistant à l'oxydation et à la corrosion : Câble à âme en cuivre sont stables et ne provoquent pas d'accidents dus à l'oxydation. Les connexions des câbles à âme en aluminium sont instables et la résistance de contact accrue due à l'oxydation peut souvent provoquer des échauffements et des accidents. Par conséquent, le taux d'accidents est beaucoup plus élevé que pour les câbles à âme en cuivre.
(10) Pratique pour la construction : Les âmes en cuivre sont flexibles avec une faible marge de manœuvre. rayon de courbureLes âmes en cuivre sont résistantes à la fatigue et ne se cassent pas facilement après des pliages répétés, ce qui facilite le câblage ; la résistance mécanique des âmes en cuivre est élevée et peut supporter des tensions mécaniques plus importantes, ce qui facilite grandement la construction et la pose et crée des conditions propices à la construction mécanisée.
(11) Faible perte de tension : En raison de la faible résistivité des câbles à âme en cuivre, lorsque le même courant circule dans la même section, la chute de tension des câbles à âme en cuivre est faible. La même distance de transmission peut garantir une meilleure qualité de tension ; sous réserve d'une chute de tension admissible, les câbles à âme en cuivre peuvent atteindre une grande distance, c'est-à-dire que la zone de couverture de l'alimentation électrique est étendue, ce qui est propice à la planification du réseau et à la réduction du nombre de points d'alimentation électrique.
En conclusion, les câbles à âme en cuivre présentent les avantages d'une faible résistivité, d'une bonne ductilité, d'une grande solidité, d'une résistance à la fatigue, d'une bonne stabilité et d'une grande capacité de transport de courant. Ils présentent des avantages remarquables dans le domaine de l'alimentation par câble, en particulier l'alimentation par câble souterrain.
Les câbles à âme en aluminium sont moins chers que les câbles à âme en cuivre, plus légers et faciles à transporter, ce qui en fait des matériaux essentiels pour les transmissions aériennes à haute tension, de grande section et de longue portée.
C'est pourquoi je tiens à vous rappeler qu'il convient de choisir le câble approprié en fonction des différentes applications et des caractéristiques des produits fabriqués à partir de différents matériaux.
Nous utilisons souvent des câbles à âme en cuivre et des câbles à âme en aluminium, mais de nombreux utilisateurs ne savent pas s'ils doivent choisir des câbles à âme en cuivre ou des câbles à âme en aluminium.
Afin d'établir un jugement clair entre les deux, je vais présenter les avantages des câbles à âme en cuivre par rapport aux câbles à âme en aluminium.
(1) Forte conductivité : La résistivité des câbles à âme en aluminium est environ 1,68 fois supérieure à celle des câbles à âme en cuivre. En raison de la plus faible résistivité des câbles à âme en cuivre, les câbles à âme en cuivre de même section ont une capacité de transport de courant plus importante que les câbles à âme en aluminium, de sorte que la conductivité des câbles à âme en cuivre est généralement plus élevée que celle des câbles à âme en aluminium.
(2) Bonne ductilité : Les métaux ont une bonne ductilité, comme l'or, le platine, le cuivre, l'argent, le tungstène et l'aluminium, qui sont riches en ductilité. Parmi eux, la ductilité des alliages de cuivre est comprise entre 20 et 40%, et la ductilité du cuivre électrique est supérieure à 30%.
(3) Bonne élasticité : Les câbles en cuivre ne se cassent pas facilement lorsqu'ils sont pliés plusieurs fois à la main et présentent une forte résistance à la fatigue, alors que l'aluminium est très susceptible de se casser. En termes d'indice d'élasticité, le cuivre est environ 1,7 à 1,8 fois plus élevé que l'aluminium.
(4) Bonne anti-oxydation : Le joint de câble de l'âme en aluminium est instable et réagit à l'oxydation de l'air, ce qui entraîne une augmentation de la résistance du conducteur du câble, un échauffement du conducteur et des accidents. En revanche, le joint de câble de l'âme en cuivre est plus stable et ne provoque pas d'accidents dus à l'oxydation. Par conséquent, la stabilité des câbles à âme en cuivre est bien supérieure à celle des câbles à âme en aluminium.
(5) Faible perte de tension : En raison de la plus faible résistivité des câbles à âme en cuivre, lorsque le même courant circule dans la même section, la chute de tension des câbles à âme en cuivre est plus faible. Sur une même distance de transmission, les câbles à âme en cuivre peuvent assurer une meilleure qualité de tension.
Dans des conditions de chute de tension admissibles, la transmission par câble à âme en cuivre peut atteindre une plus grande distance, ce qui signifie une plus grande zone de couverture de l'alimentation électrique, ce qui profite à la planification du réseau et réduit le nombre de points d'alimentation électrique. La résistivité des câbles à âme en aluminium est plus élevée et leurs performances sont bien inférieures à celles des câbles à âme en cuivre.
(6) Construction facile : L'élasticité des câbles à âme en cuivre étant beaucoup plus élevée que celle des câbles à âme en aluminium, ils ne se cassent pas facilement en cas de flexions répétées et leur flexibilité est meilleure, avec un rayon de courbure admissible plus faible.
Il est donc plus facile à plier lors de la pose et plus pratique à enfiler. En outre, la résistance mécanique des câbles à âme en cuivre est élevée et peut supporter davantage de dommages dus à des forces extérieures, ce qui est plus pratique pendant la construction.
Les câbles à âme en cuivre présentent les avantages d'une faible résistivité, d'une bonne ductilité, d'une grande élasticité, d'une bonne protection contre l'oxydation et d'une grande capacité de transport de courant. Ils présentent des avantages remarquables en matière d'alimentation électrique par câble.
De nombreuses personnes ne savent pas distinguer les avantages des câbles à âme en aluminium et des câbles à âme en cuivre, ni où ils sont utilisés. C'est pourquoi j'ai rassemblé les différences, les avantages et les inconvénients de ces deux types de câbles.
1) Les différences fondamentales entre le fil d'aluminium et le fil de cuivre :
1. La capacité de transport de courant du fil de cuivre et du fil d'aluminium est différente.
2. Le fil d'aluminium est relativement moins cher.
3. Le fil d'aluminium est plus léger.
4. Le fil d'aluminium a une moins bonne résistance mécanique.
5. Le fil d'aluminium est sujet à l'oxydation au niveau du point de connexion, et une fois le point de connexion oxydé, une augmentation de la température se produit.
6. Le fil de cuivre a une résistance interne plus faible. Bien que le fil d'aluminium ait une résistance interne plus élevée que le fil de cuivre, il dissipe la chaleur plus rapidement. Les principales différences sont les capacités de transport de courant et la résistance mécanique.
La résistivité du cuivre est de 0,017 et celle de l'aluminium de 0,029. Par conséquent, la capacité de transport de courant de l'aluminium est d'environ 80% de celle du cuivre. La résistance mécanique du cuivre est également bien meilleure.
2) Comparaison des avantages et des inconvénients des câbles à âme en cuivre et des câbles en aluminium :
1. Le câble à âme en cuivre a une résistivité plus faible : la résistivité des câbles à âme en aluminium est environ 1,68 fois plus élevée que celle des câbles à âme en cuivre.
2. Le câble à âme en cuivre a une bonne ductilité.
3. Le câble à âme en cuivre est très résistant : La contrainte admissible à température ambiante peut atteindre 20 pour le cuivre, tandis que celle de l'aluminium est de 15,6 kgt/mm.2.
4. Le câble à âme en cuivre est résistant à la fatigue : matériau en aluminium est susceptible de se briser en cas de pliage répété, ce qui n'est pas le cas du cuivre.
5. Le câble à âme en cuivre est stable et résistant à la corrosion : les âmes en cuivre sont résistantes à l'oxydation et à la corrosion, alors que les âmes en aluminium sont sujettes à l'oxydation et à la corrosion.
Auparavant, les câbles en aluminium pur étaient progressivement abandonnés au profit des câbles en cuivre en raison de leur forte résistivité, de l'échauffement des jonctions dû à l'oxydation, de leur faible résistance à la fatigue, de la corrosion électrochimique et du fluage.
Cependant, avec l'amélioration des propriétés des alliages d'aluminium, les câbles en alliage d'aluminium produits avec de l'AA-8000 série aluminium Des conducteurs en alliage, utilisant des technologies avancées telles que des procédés de sertissage spéciaux et des traitements de recuit, ont vu le jour.
Ce type de câble électrique en alliage d'aluminium compense les déficiences des câbles en aluminium pur précédents, résout les problèmes de corrosion électrochimique et de fluage des câbles en aluminium pur, et permet de réduire les coûts d'exploitation. conducteurs en aluminiumIl améliore les performances de flexion, la résistance à la fatigue, la résistance au fluage et la résistance à la corrosion des câbles en alliage d'aluminium.
Cela garantit que le câble conserve des performances stables pendant de longues périodes de surcharge et de surchauffe. Par conséquent, les fabricants sont de plus en plus nombreux et les câbles sont utilisés dans des domaines connexes.
Les différences de propriétés physiques entre les alliages d'aluminium et le cuivre sont indiquées dans le tableau 1.
| Câble en cuivre | Câble en alliage d'aluminium | État comparatif | |
| Densité (g/mm3) | 8.89 | 2.7 | Le poids d'un câble en alliage d'aluminium de même diamètre est un tiers de celui d'un câble en cuivre. |
| Conductivité électrique % IACS (68°F) | 100 | 61.8 | La conductivité d'un câble en alliage d'aluminium de même diamètre est 61,8% de celle d'un câble en cuivre, tandis que sa capacité de transport de courant est 79% de celle du cuivre. |
À performances électriques identiques, les câbles traditionnels en alliage d'aluminium ont un diamètre beaucoup plus important que leurs homologues en cuivre. Ces dernières années, les fabricants de câbles ont mis au point de nouvelles techniques de production, notamment des méthodes de compression avancées.
En maximisant la compression, ces techniques compensent le manque de conductivité volumétrique des alliages d'aluminium, ce qui permet aux câbles en alliage d'aluminium d'avoir une section transversale 1,1 à 1,25 fois supérieure à celle des câbles en cuivre traditionnels, tout en pesant deux fois moins.
Après avoir examiné les informations pertinentes, procédé à des échanges techniques avec les fabricants et pris en compte les conditions réelles sur le terrain, les exigences d'application des câbles en alliage d'aluminium et des câbles en cuivre se comparent comme suit :
| Câble électrique en cuivre | Câble en alliage d'aluminium | |
| La construction | Le sertissage est simple | Des outils spécialisés sont nécessaires pour le sertissage, qui exige une grande précision. |
| Le personnel de la construction est peu sollicité. | Le personnel de construction doit être hautement qualifié. | |
| L'objet est lourd, ce qui rend son installation peu pratique. | Légers et faciles à installer, certains cas permettent de se passer de chemins de câbles. | |
| Connecteur de câble | Prix abordable | Dans les situations où le coût est élevé et où il y a de nombreuses sections de câbles, la part des dépenses attribuée aux jonctions de câbles est importante. |
| Normes universelles | Il s'agit généralement d'un produit désigné par le fabricant du câble. | |
| Le connecteur en cuivre est court | Le joint cuivre-aluminium est long, ce qui rend son utilisation difficile dans certaines situations - par exemple, une commande sur mesure est nécessaire pour les boîtes de jonction de moteurs. | |
| Prix du câble | Coûteux | A performances électriques équivalentes, le coût des câbles en alliage d'aluminium est inférieur de 20% à 40% à celui des câbles traditionnels à âme en cuivre. |
Depuis 1968, la Southern Cable Company aux États-Unis a commencé à développer et à produire des câbles électriques en alliage, qui ont été progressivement introduits et utilisés dans des pays tels que les États-Unis, le Canada et le Mexique.
Ils sont principalement utilisés dans les projets de construction d'aéroports, de bases militaires, d'immeubles de bureaux, de zones résidentielles, d'hôtels, de supermarchés, d'établissements d'enseignement, de stades, d'hôpitaux et de bâtiments industriels.
Il est évident que l'utilisation des câbles en alliage d'aluminium se développe, et les fabricants affirment qu'à performances électriques équivalentes, le prix de ces câbles est 20%-40% inférieur à celui des câbles traditionnels à âme en cuivre.
Toutefois, après examen des documents et échanges techniques avec les fabricants, les points suivants doivent être pris en compte dans l'utilisation des câbles en alliage d'aluminium :
1. Actuellement, la norme nationale "Rare Earth High-Speed Aluminum Alloy Conductor" n'a pas encore été introduite. Différentes unités de production utilisent des normes d'entreprise, ce qui entraîne une forte individualisation des produits des différentes entreprises et une qualité inégale des produits.
2. Les propriétés de flexion, de résistance à la fatigue, d'anti-fluage et de résistance à la corrosion des câbles en alliage d'aluminium sont fortement liées à l'alliage. propriétés des matériauxles exigences en matière de matériaux sont nettement plus élevées que celles des câbles en cuivre.
D'autre part, les exigences de construction pour un fonctionnement stable sont beaucoup plus élevées que celles des câbles en cuivre, ce qui rend les contrôles d'acceptation plus difficiles. Si la qualité des matériaux et de la construction ne peut être garantie, il peut y avoir des risques cachés importants à l'avenir.
3. À l'heure actuelle, on estime généralement que les câbles en alliage d'aluminium ne conviennent pas pour les zones à haute température et à fortes vibrations, ni pour une utilisation sur des équipements mobiles.
4. S'il y a de nombreuses ruptures de câble et que le câble est court, le nombre de joints cuivre-aluminium utilisés dans les câbles en alliage d'aluminium est important. L'avantage en termes de coût n'est pas évident et les exigences en matière de construction sont élevées, ce qui augmente la charge de travail.
5. Comme les joints cuivre-aluminium sont plus longs que les joints cuivre, la faisabilité économique de leur utilisation dans certaines situations doit être soigneusement étudiée. Par exemple, il peut être nécessaire de personnaliser les boîtes de jonction des moteurs ; et le nombre d'interrupteurs disposés dans certaines armoires électriques peut devoir être réduit, ce qui nécessite une augmentation du nombre d'armoires électriques.
6. L'utilisation des câbles en alliage d'aluminium dans l'alimentation électrique des entreprises métallurgiques est limitée et la durée d'utilisation est courte, de sorte que la durée de vie est inconnue. La durée de vie des câbles en cuivre est généralement supérieure à 30 ans, et on ne sait pas si les câbles en alliage d'aluminium peuvent atteindre cette limite. Si ce n'est pas le cas, l'avantage en termes de coût n'est pas évident.
Compte tenu de ce qui précède, il est suggéré d'essayer d'abord d'utiliser ces câbles sur les lignes d'éclairage, d'alimentation électrique de maintenance et d'alimentation électrique temporaire.
Pour les autres systèmes de transmission et de distribution d'énergie, des recherches et des vérifications supplémentaires sont nécessaires en raison du manque de données pertinentes pour l'application dans l'industrie métallurgique.
Sélection des types de fils et de câbles électriques :
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En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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