Vous êtes-vous déjà demandé quel était le meilleur câble : cuivre ou aluminium ? Cet article compare en détail les câbles en cuivre et en aluminium, en soulignant leurs avantages et leurs inconvénients. De la résistivité et de la ductilité au coût et à la résistance à la corrosion, vous apprendrez comment chaque type de câble se comporte dans différents scénarios. À la fin, vous saurez quel câble répond à vos besoins, qu'il s'agisse de durabilité à long terme ou de solutions rentables. Découvrez les facteurs clés qui influencent le choix entre ces deux matériaux essentiels dans le monde de l'ingénierie électrique.
La résistivité des câbles à âme en aluminium est environ 1,68 fois plus élevée que celle des câbles à âme en cuivre.
Le taux d'allongement des alliages de cuivre est compris entre 20 et 40%, celui du cuivre électrique est supérieur à 30%, tandis que celui des alliages d'aluminium n'est que de 18%.
La contrainte admissible à température ambiante pour le cuivre est supérieure de 7-28% à celle de l'aluminium. À haute température, la différence de contrainte entre les deux est encore plus importante.
L'aluminium a tendance à se fracturer après des pliages répétés, ce qui n'est pas le cas du cuivre. En termes d'indice d'élasticité, le cuivre est également 1,7 à 1,8 fois plus élevé que l'aluminium.
L'âme en cuivre est résistante à l'oxydation et à la corrosion, tandis que l'âme en aluminium est sensible à l'oxydation et à la corrosion.
En raison de la faible résistivité, la capacité de transport de courant admissible (le courant maximal qui peut passer) des câbles à âme en cuivre de même section est supérieure d'environ 30% à celle des câbles à âme en aluminium.
En raison de la faible résistivité des câbles à âme en cuivre, ils présentent une chute de tension plus faible lorsque le même courant passe par la même section.
En d'autres termes, dans des conditions de chute de tension admissibles, les câbles à âme en cuivre peuvent transmettre de l'énergie sur de plus longues distances, c'est-à-dire qu'ils ont une plus grande zone de couverture, ce qui est bénéfique pour la planification des réseaux d'alimentation électrique temporaires et réduit le nombre de points d'alimentation nécessaires.
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.
Le cuivre ayant une faible résistivité par rapport aux câbles en aluminium, les câbles en cuivre ont une perte d'énergie électrique plus faible, ce qui est évident. Cela permet d'améliorer l'efficacité de la production d'électricité et de protéger l'environnement.
Les connexions des câbles à âme en cuivre sont stables et ne provoquent pas d'accidents dus à l'oxydation. Les jonctions des câbles à âme en aluminium sont souvent instables et peuvent provoquer des accidents en raison de l'augmentation de la résistance de contact et de l'échauffement dû à l'oxydation. Par conséquent, le taux d'accidents est beaucoup plus élevé que celui des câbles à âme en cuivre.
Le prix du fil de cuivre est 3,5 fois plus élevé que celui du fil d'aluminium, et la densité du cuivre est 3,3 fois plus élevée que celle de l'aluminium. Les câbles à âme en aluminium sont donc beaucoup moins chers que les câbles à âme en cuivre, et conviennent aux projets à faible investissement ou à l'alimentation électrique temporaire.
Le poids des câbles à âme en aluminium représente 40% de celui des câbles à âme en cuivre, ce qui permet de réduire les coûts de construction et de transport.
L'aluminium réagit rapidement avec l'oxygène de l'air pour former un film d'oxyde qui empêche toute oxydation ultérieure, ce qui fait des conducteurs en aluminium le matériau de choix pour les transmissions aériennes à haute tension, à grande section et à longue portée.
Le fil de cuivre a une résistance plus faible. Le fil d'aluminium a une résistance plus élevée que le fil de cuivre, mais il dissipe la chaleur plus rapidement que le fil de cuivre.
Bien que les câbles à âme en aluminium soient très bon marché, les câbles en cuivre présentent des avantages remarquables en matière d'alimentation par câble, en particulier dans le domaine de l'alimentation par câble souterrain.
L'utilisation de câbles à âme en cuivre pour l'alimentation électrique souterraine présente des caractéristiques telles qu'un faible taux d'accidents, une résistance à la corrosion, une grande fiabilité et une facilité de construction et d'entretien. C'est également la raison pour laquelle les câbles en cuivre sont principalement utilisés dans l'alimentation électrique par câble souterrain en Chine.
Les câbles et les fils peuvent être en cuivre ou en aluminium, mais les câbles et les fils en cuivre doivent être utilisés dans les bâtiments civils. Les câbles ou fils à âme en cuivre doivent être utilisés dans les endroits suivants :
(1) Lieux inflammables et explosifs ;
(2) Bâtiments publics et résidentiels importants ;
(3) Endroits particulièrement humides et corrosifs pour l'aluminium ;
(4) Lieux à forte concentration de personnes ;
(5) Les salles de données importantes, les salles informatiques et les entrepôts importants ;
(6) Équipements mobiles ou lieux soumis à de fortes vibrations ;
(7) Autres lieux soumis à des réglementations particulières.
Les câbles de commande doivent utiliser des conducteurs en cuivre. Les câbles d'alimentation utilisés dans les situations suivantes doivent être en cuivre :
(1) Circuits nécessitant une grande fiabilité de connexion, tels que l'excitation des moteurs, les sources d'alimentation importantes, les équipements électriques mobiles, etc ;
(2) Environnements de travail difficiles avec de fortes vibrations, des risques d'explosion ou des agents corrosifs ;
(3) Câbles résistants au feu ;
(4) Disposés à proximité d'équipements à haute température ;
(5) Installations publiques présentant des exigences élevées en matière de sécurité ;
(6) Lorsqu'un courant de travail plus important est nécessaire, le nombre de câbles doit être augmenté.
Sauf pour les produits qui sont limités à des conducteurs en cuivre et lorsqu'il est décidé d'utiliser des conducteurs en cuivre, le matériau du conducteur du câble peut être soit du cuivre, soit de l'aluminium.
A 25m 2 Le câble en cuivre, lorsqu'il est posé en aérien, peut supporter un courant de 120A avec une capacité de 67KW, et lorsqu'il est directement enterré, il peut supporter un courant de 110A, 61KW. Un câble de 35 m 2 Un câble en cuivre est autorisé à supporter un courant de 147A, 82KW et un courant de 130A, 75KW. Un câble de 35 m 2 le fil d'aluminium, s'il est réduit à 30%, peut supporter un courant de 103A, 57KW ; et un courant de 91A, 53KW.
Moins bien qu'un 25m 2 câble en cuivre (la capacité est basée sur le triphasé 380V, Cosφ=0,85 ; si le monophasé 220V, Cosφ=0,85, la capacité doit être multipliée par 1/3) ; les conducteurs en cuivre ont une meilleure stabilité thermique que les conducteurs en aluminium, et le courant nominal est également supérieur d'un niveau, ce qui signifie qu'un conducteur en cuivre de 10 millimètres carrés équivaut à un conducteur en aluminium de 16 millimètres carrés. Le cuivre présente également une meilleure résistance à la corrosion, à la traction et à l'oxydation que l'aluminium.
Les "spécifications de construction et d'acceptation des dispositifs de barres omnibus de l'ingénierie d'installation de l'équipement électrique" stipulent clairement ce qui suit : Lorsque des barres omnibus se chevauchent avec des barres omnibus, des barres omnibus avec des lignes de dérivation et des barres omnibus avec des connexions de bornes électriques, le traitement de la surface de chevauchement doit répondre aux exigences suivantes :
À l'extérieur, dans des conditions de température et d'humidité élevées, ou à l'intérieur en présence de gaz corrosifs sur le jeu de barres, il faut appliquer un étamage ; à l'intérieur, dans des conditions sèches, il est possible de procéder à un raccordement direct.
Connexion directe.
À l'intérieur et au sec, le conducteur en cuivre doit être étamé. À l'extérieur ou à l'intérieur, lorsque l'humidité relative de l'air est proche de 100%, il convient d'utiliser une plaque de transition cuivre-aluminium et d'étamer l'extrémité en cuivre. De même, pour connecter des câbles en cuivre à des câbles en aluminium, on peut utiliser des connecteurs en cuivre-aluminium, et pour connecter des câbles en cuivre à des fils en aluminium, on peut utiliser des bornes en cuivre-aluminium, avec l'extrémité en cuivre étamée, etc.
Pour déterminer les spécifications d'utilisation des fils et des câbles (section des conducteurs), il faut généralement tenir compte des conditions de sélection telles que l'échauffement, la perte de tension, la densité de courant économique et la résistance mécanique.
D'après l'expérience, pour les lignes électriques à basse tension avec des courants de charge plus importants, la section est généralement sélectionnée d'abord en fonction des conditions de chauffage, puis la perte de tension et la résistance mécanique sont vérifiées ; pour les lignes d'éclairage à basse tension, qui ont des exigences plus élevées en matière de niveau de tension, la section peut être sélectionnée d'abord en fonction des conditions de perte de tension admissibles, puis les conditions de chauffage et la résistance mécanique sont vérifiées.
Bien que les câbles à âme en aluminium soient moins chers, les câbles en cuivre présentent des avantages exceptionnels dans le domaine de l'alimentation par câble, en particulier dans l'alimentation par câble souterrain. L'utilisation de câbles à âme en cuivre pour l'alimentation électrique souterraine présente des caractéristiques telles qu'un faible taux d'accidents, une résistance à la corrosion, une grande fiabilité et une facilité de construction et d'entretien.
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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