Cavo con anima in rame o con anima in alluminio: Qual è il migliore?

I. Quali sono le differenze tra i cavi con anima in rame e i cavi con anima in alluminio?

(1) Bassa resistività: La resistività dei cavi con anima in alluminio è circa 1,68 volte superiore a quella dei cavi con anima in rame.

(2) Buona duttilità: Le leghe di rame hanno una duttilità di 20-40%, mentre il rame elettrico supera i 30%, ma la lega di alluminio ha solo 18%.

(3) Alta resistenza: A temperature normali, la sollecitazione ammissibile del rame è 7-28% superiore a quella dell'alluminio. Questa differenza è particolarmente significativa alle alte temperature.

(4) Resistente alla fatica: L'alluminio tende a fratturarsi dopo ripetute piegaturamentre il rame non lo fa. In termini di indice di elasticità, il rame è circa 1,7-1,8 volte superiore all'alluminio.

(5) Buona stabilità e resistenza alla corrosione: I nuclei in rame sono resistenti all'ossidazione e alla corrosione, mentre quelli in alluminio sono soggetti a ossidazione e corrosione.

(6) Grande capacità di trasporto di corrente: A causa della bassa resistività, la capacità di trasporto di corrente (corrente massima che può trasportare) dei cavi con anima in rame della stessa sezione è di circa 30% superiore a quella dei cavi con anima in alluminio.

(7) Bassa generazione di calore: A parità di corrente, il calore generato dai cavi con anima in rame della stessa sezione è significativamente inferiore a quello dei cavi con anima in alluminio, rendendo il funzionamento più sicuro.

(8) Basso consumo energetico: Grazie alla bassa resistività del rame, la perdita di potenza nei cavi di rame è inferiore a quella dei cavi di alluminio. Questo è ovvio e vantaggioso per migliorare l'utilizzo della produzione di energia e proteggere l'ambiente.

(9) Resistente all'ossidazione e alla corrosione: Cavo con anima in rame sono stabili e non causano incidenti dovuti all'ossidazione. Le connessioni dei cavi con anima in alluminio sono instabili e l'aumento della resistenza di contatto dovuto all'ossidazione può spesso causare riscaldamento e incidenti. Pertanto, il tasso di incidenti è molto più elevato rispetto ai cavi con anima in rame.

(10) Conveniente per la costruzione: I nuclei in rame sono flessibili e hanno una piccola tolleranza. raggio di curvaturaLe anime in rame sono resistenti alla fatica e non si rompono facilmente dopo ripetute piegature, facilitando il cablaggio; la resistenza meccanica delle anime in rame è elevata, in grado di sopportare grandi tensioni meccaniche, il che facilita notevolmente la costruzione e la posa e crea le condizioni per una costruzione meccanizzata.

(11) Piccola perdita di tensione: Grazie alla bassa resistività dei cavi con anima in rame, quando la stessa corrente scorre attraverso la stessa sezione trasversale, la caduta di tensione dei cavi con anima in rame è ridotta. A parità di distanza di trasmissione, è possibile garantire una qualità di tensione più elevata; in presenza di una caduta di tensione ammissibile, i cavi con anima in rame possono raggiungere una distanza elevata, ovvero l'area di copertura dell'alimentazione è ampia, il che favorisce la pianificazione della rete e la riduzione del numero di punti di alimentazione.

In conclusione, i cavi con anima in rame presentano i vantaggi della bassa resistività, della buona duttilità, dell'elevata resistenza, della resistenza alla fatica, della buona stabilità e della grande capacità di trasporto della corrente. Presentano notevoli vantaggi nel campo dell'alimentazione in cavo, soprattutto in quello sotterraneo.

I cavi con anima in alluminio sono più economici dei cavi con anima in rame, più leggeri e facili da trasportare, il che li rende materiali essenziali per la trasmissione aerea ad alta tensione, di grande sezione e di lunga portata.

Pertanto, vorrei ricordarvi di scegliere il cavo appropriato in base alle diverse applicazioni e alle caratteristiche dei prodotti realizzati con materiali diversi.

II. Quali sono i vantaggi dei cavi con anima in rame rispetto ai cavi con anima in alluminio?

Spesso utilizziamo cavi con anima in rame e cavi con anima in alluminio, ma molti utenti non sanno se scegliere cavi con anima in rame o cavi con anima in alluminio.

Per poter esprimere un giudizio chiaro tra i due tipi di cavi, vi illustrerò i vantaggi dei cavi con anima in rame rispetto a quelli con anima in alluminio.

(1) Forte conduttività: La resistività dei cavi con anima in alluminio è circa 1,68 volte superiore a quella dei cavi con anima in rame. A causa della minore resistività dei cavi con anima in rame, a parità di sezione i cavi con anima in rame hanno una maggiore capacità di trasporto di corrente rispetto ai cavi con anima in alluminio, per cui la conduttività dei cavi con anima in rame è generalmente superiore a quella dei cavi con anima in alluminio.

(2) Buona duttilità: I metalli hanno una buona duttilità, come l'oro, il platino, il rame, l'argento, il tungsteno e l'alluminio, che sono ricchi di duttilità. Tra questi, la duttilità delle leghe di rame è di 20-40% e la duttilità del rame elettrico è superiore a 30%.

(3) Buona elasticità: I cavi di rame non si rompono facilmente se piegati ripetutamente a mano e hanno una forte resistenza alla fatica, mentre l'alluminio è molto soggetto a rotture. In termini di indice di elasticità, il rame è circa 1,7-1,8 volte superiore all'alluminio.

(4) Buona antiossidazione: Il giunto del cavo con anima in alluminio è instabile e reagisce con l'ossidazione dell'aria, causando un aumento della resistenza del conduttore del cavo, con conseguente riscaldamento del conduttore e incidenti. Tuttavia, la giunzione del cavo con anima in rame è più stabile e non provoca incidenti a causa dell'ossidazione. Pertanto, la stabilità dei cavi con anima in rame è di gran lunga superiore a quella dei cavi con anima in alluminio.

(5) Perdita di tensione: Grazie alla minore resistività dei cavi con anima in rame, quando la stessa corrente scorre attraverso la stessa sezione trasversale, la caduta di tensione dei cavi con anima in rame è minore. A parità di distanza di trasmissione, i cavi con anima in rame possono garantire una qualità di tensione superiore.

In condizioni di caduta di tensione consentite, la trasmissione con cavi con anima in rame può raggiungere una distanza maggiore, il che significa un'area di copertura dell'alimentazione più ampia, a vantaggio della pianificazione della rete e della riduzione del numero di punti di alimentazione. La resistività dei cavi con anima in alluminio è più elevata e le loro prestazioni sono di gran lunga inferiori a quelle dei cavi con anima in rame.

(6) Facilità di costruzione: Poiché l'elasticità dei cavi con anima in rame è molto più elevata di quella dei cavi con anima in alluminio, non si rompono facilmente con ripetute piegature e la loro flessibilità è migliore, con un raggio di curvatura consentito più piccolo.

Pertanto, è più facile da piegare durante il processo di posa e più comodo da infilare. Inoltre, la resistenza meccanica dei cavi con anima in rame è elevata e può sopportare un maggior numero di danni causati da forze esterne, garantendo una maggiore comodità durante la costruzione.

I cavi con anima in rame presentano i vantaggi della bassa resistività, della buona duttilità, dell'elevata elasticità, della buona antiossidazione e della grande capacità di trasporto di corrente. Presentano quindi notevoli vantaggi nell'alimentazione via cavo.

III. Differenze, vantaggi e svantaggi dei cavi con anima in alluminio e dei cavi con anima in rame

Spesso molte persone non riescono a distinguere i vantaggi dei cavi con conduttore in alluminio da quelli con conduttore in rame, né i loro campi di applicazione. Pertanto, ho raccolto le differenze, i vantaggi e gli svantaggi dei due tipi di cavi.

1) Le differenze fondamentali tra i fili di alluminio e i fili di rame:

1. La capacità di trasporto di corrente del filo di rame e del filo di alluminio è diversa.

2. Il filo di alluminio è relativamente più economico.

3. Il filo di alluminio è più leggero.

4. Il filo di alluminio ha una resistenza meccanica inferiore.

5. Il filo di alluminio è soggetto a ossidazione nel punto di connessione e, dopo l'ossidazione del punto di connessione, si verifica un aumento della temperatura.

6. Il filo di rame ha una resistenza interna inferiore. Sebbene il filo di alluminio abbia una resistenza interna superiore a quella del filo di rame, dissipa il calore più velocemente. Le differenze principali sono le diverse capacità di trasporto della corrente e la resistenza meccanica.

La resistività del rame è pari a 0,017, mentre quella dell'alluminio è pari a 0,029. Pertanto, la capacità di trasporto di corrente dell'alluminio è pari a circa 80% del rame. Anche la resistenza meccanica del rame è molto migliore.

2) Confronto tra i vantaggi e gli svantaggi dei cavi con anima in rame e dei cavi in alluminio:

1. Il cavo con anima in rame ha una resistività inferiore: la resistività dei cavi con anima in alluminio è circa 1,68 volte superiore a quella dei cavi con anima in rame.

2. Il cavo con anima in rame ha una buona duttilità.

3. Il cavo con anima in rame ha un'elevata resistenza: Lo sforzo ammissibile a temperatura ambiente può raggiungere i 20 per il rame, mentre l'alluminio è di 15,6 kgt/mm.².

4. Il cavo con anima in rame è resistente alla fatica: materiale in alluminio è soggetto a rottura con ripetute piegature, mentre il rame non lo è.

5. Il cavo con anima in rame è stabile e resistente alla corrosione: le anime in rame sono resistenti all'ossidazione e alla corrosione, mentre le anime in alluminio sono soggette a ossidazione e corrosione.

IV. Confronto tra le applicazioni dei cavi in lega di alluminio e di rame

1. Panoramica

In passato, i cavi in alluminio puro sono stati gradualmente abbandonati a favore dei cavi in rame a causa dell'elevata resistività, del riscaldamento delle giunzioni dovuto all'ossidazione, della scarsa resistenza alla fatica, della corrosione elettrochimica e del creep.

Tuttavia, con il miglioramento delle proprietà dei materiali in lega di alluminio, i cavi in lega di alluminio prodotti con AA-8000 serie alluminio Sono emersi conduttori in lega che utilizzano tecnologie avanzate, come speciali processi di crimpatura e trattamenti di ricottura.

Questo tipo di cavo elettrico in lega di alluminio compensa le carenze dei precedenti cavi in alluminio puro, risolve i problemi di corrosione elettrochimica e di creep dei cavi in alluminio puro. conduttori in alluminioe migliora le prestazioni di piegatura, la resistenza alla fatica, la resistenza allo scorrimento e la resistenza alla corrosione dei cavi in lega di alluminio.

Ciò garantisce che il cavo mantenga prestazioni costanti anche in caso di lunghi periodi di sovraccarico e surriscaldamento. Di conseguenza, il numero di produttori è in aumento e i cavi vengono utilizzati in settori correlati.

2. Confronto delle prestazioni di base

Le differenze tra le proprietà fisiche delle leghe di alluminio e quelle del rame sono riportate nella Tabella 1.

A parità di prestazioni elettriche, i cavi tradizionali in lega di alluminio hanno un diametro molto più grande rispetto ai loro omologhi in rame. Negli ultimi anni, i produttori di cavi hanno sviluppato nuove tecniche di produzione, in particolare metodi di compressione avanzati.

Massimizzando la compressione, queste tecniche compensano la mancanza di conduttività volumetrica delle leghe di alluminio, consentendo ai cavi in lega di alluminio di avere una sezione trasversale pari a 1,1-1,25 volte quella dei tradizionali cavi in rame, pur pesando solo la metà.

3. Applicazione a confronto

Dopo aver esaminato le informazioni pertinenti, aver intrapreso scambi tecnici con i produttori e aver considerato le condizioni reali in loco, i requisiti di applicazione dei cavi in lega di alluminio e dei cavi in rame si confrontano come segue:

4. Stato dell'applicazione

Dal 1968, la Southern Cable Company negli Stati Uniti ha iniziato a sviluppare e produrre cavi elettrici in lega, che da allora sono stati progressivamente introdotti e utilizzati in paesi come Stati Uniti, Canada e Messico.

Sono utilizzati principalmente in progetti di costruzione di aeroporti, basi militari, edifici per uffici, aree residenziali, hotel, supermercati, istituti scolastici, stadi sportivi, ospedali ed edifici industriali.

5. Considerazioni

È evidente che l'uso dei cavi in lega di alluminio si sta espandendo e i produttori sostengono che, a fronte di prestazioni elettriche equivalenti, il prezzo di questi cavi è 20%-40% inferiore a quello dei tradizionali cavi con anima in rame.

Tuttavia, dopo aver esaminato i materiali e gli scambi tecnici con i produttori, è necessario tenere presente i seguenti punti nell'uso dei cavi in lega di alluminio:

1. Attualmente non è ancora stato introdotto lo standard nazionale "Conduttore in lega di alluminio ad alta velocità per terre rare". Le diverse unità produttive utilizzano gli standard aziendali, il che porta a una forte individualizzazione dei prodotti delle diverse aziende e a una qualità disomogenea dei prodotti.

2. Poiché le proprietà di flessione, resistenza alla fatica, anti-crisi e resistenza alla corrosione dei cavi in lega di alluminio sono fortemente correlate alla lega proprietà del materialeI requisiti di materiale sono notevolmente superiori a quelli dei cavi in rame.

D'altra parte, i requisiti di costruzione per un funzionamento stabile sono molto più elevati di quelli dei cavi in rame, rendendo più impegnativi i controlli di accettazione. Se non è possibile garantire la qualità dei materiali e della costruzione, in futuro potrebbero esserci notevoli rischi nascosti.

3. Attualmente, si ritiene che i cavi in lega di alluminio non siano adatti ad aree ad alta temperatura e ad alta vibrazione, né all'uso su apparecchiature mobili.

4. Se ci sono molte interruzioni e il cavo è corto, il numero di giunzioni rame-alluminio utilizzate nei cavi in lega di alluminio è elevato. Il vantaggio in termini di costi non è evidente e i requisiti di costruzione sono elevati, con conseguente aumento del carico di lavoro.

5. Poiché i giunti in rame-alluminio sono più lunghi di quelli in rame, è necessario valutare attentamente la fattibilità economica del loro utilizzo in alcune situazioni. Ad esempio, potrebbe essere necessaria una personalizzazione delle scatole di derivazione dei motori; inoltre, il numero di interruttori disposti all'interno di alcuni armadi elettrici potrebbe dover essere ridotto, rendendo necessario un aumento del numero di armadi elettrici.

6. L'uso dei cavi in lega di alluminio nell'alimentazione delle imprese metallurgiche è limitato e il tempo di utilizzo è breve, quindi la durata di vita è sconosciuta. La durata di vita dei cavi in rame è generalmente superiore a 30 anni e non si sa se i cavi in lega di alluminio possano raggiungere questo limite. In caso contrario, il vantaggio economico non è evidente.

6. Suggerimenti per l'applicazione

In base a queste circostanze, si suggerisce di provare inizialmente a utilizzare questi cavi per l'illuminazione, l'alimentazione di manutenzione e le linee di alimentazione temporanea.

Per altri sistemi di trasmissione e distribuzione dell'energia, sono necessarie ulteriori indagini e verifiche a causa della mancanza di dati rilevanti per l'applicazione nell'industria metallurgica.

V. Come scegliere i fili e i cavi elettrici

Selezione dei tipi di fili e cavi elettrici:

1. Quando si scelgono i cavi elettrici, bisogna considerare lo scopo, le condizioni di installazione e la sicurezza. Ad esempio, in base alle diverse finalità, si possono scegliere cavi elettrici, cavi isolati aerei, cavi di controllo, ecc.
2. In base alle diverse condizioni di installazione, è possibile scegliere cavi isolati in plastica, cavi blindati con nastro d'acciaio, cavi blindati con filo d'acciaio, cavi anticorrosione, ecc.
3. In base ai requisiti di sicurezza, è possibile scegliere cavi non infiammabili, cavi ritardanti di fiamma, cavi ritardanti di fiamma senza alogeni, cavi resistenti al fuoco, ecc.

Selezione delle specifiche di fili e cavi elettrici:

1. Quando si determinano le specifiche d'uso (sezione dei conduttori) dei fili e dei cavi elettrici, si considerano generalmente condizioni quali il riscaldamento, la perdita di tensione, la densità di corrente economica e la resistenza meccanica.
2. In base all'esperienza, poiché la corrente di carico delle linee elettriche a bassa tensione è maggiore, la sezione trasversale viene generalmente scelta prima in base alle condizioni di riscaldamento e poi viene calcolata la perdita di tensione.
3. Resistenza meccanica: Per i cavi di illuminazione a bassa tensione, poiché richiedono un livello di tensione più elevato, la sezione trasversale può essere scelta prima in base alla condizione di perdita di tensione ammissibile, quindi vengono calcolate le condizioni di riscaldamento e la resistenza meccanica.
4. Sebbene i cavi con anima in alluminio siano più economici, i cavi in rame presentano notevoli vantaggi nell'alimentazione via cavo, soprattutto nel campo dell'alimentazione via cavo sotterranea. L'utilizzo di cavi con anima in rame per l'alimentazione elettrica sotterranea presenta caratteristiche quali bassi tassi di incidenti, resistenza alla corrosione, elevata affidabilità e facilità di costruzione e manutenzione.