Vi siete mai chiesti quale sia il cavo migliore: quello in rame o quello in alluminio? Questo articolo si addentra in un confronto dettagliato tra cavi in rame e in alluminio, evidenziandone vantaggi e svantaggi. Dalla resistività e duttilità al costo e alla resistenza alla corrosione, scoprirete come ogni tipo di cavo si comporta in diversi scenari. Alla fine, capirete quale cavo è più adatto alle vostre esigenze, sia per la durata a lungo termine che per le soluzioni economiche. Scoprite i fattori chiave che influenzano la scelta tra questi due materiali essenziali nel mondo dell'ingegneria elettrica.
La resistività dei cavi con anima in alluminio è circa 1,68 volte superiore a quella dei cavi con anima in rame.
Il tasso di allungamento delle leghe di rame è di 20-40%, quello del rame elettrico è superiore a 30%, mentre quello delle leghe di alluminio è di soli 18%.
La sollecitazione ammissibile a temperatura ambiente per il rame è 7-28% superiore a quella dell'alluminio. Soprattutto alle alte temperature, la differenza di sollecitazione tra i due è ancora più significativa.
Il materiale in alluminio è soggetto a fratture dopo ripetute piegature, mentre il rame non lo è. Anche in termini di indice di elasticità, il rame è circa 1,7-1,8 volte superiore all'alluminio.
Il nucleo in rame è resistente all'ossidazione e alla corrosione, mentre quello in alluminio è soggetto a ossidazione e corrosione.
A causa della bassa resistività, la capacità di trasporto di corrente consentita (la corrente massima che può passare) dei cavi con anima in rame con la stessa sezione è di circa 30% superiore a quella dei cavi con anima in alluminio.
Grazie alla bassa resistività dei cavi con anima in rame, essi presentano una caduta di tensione minore quando la stessa corrente passa attraverso la stessa sezione trasversale.
Pertanto, a parità di distanza di trasmissione, può garantire una qualità di tensione più elevata; in altre parole, in condizioni di caduta di tensione ammissibili, i cavi con anima in rame possono trasmettere energia su distanze più lunghe, ovvero hanno un'area di copertura di alimentazione più ampia, il che è vantaggioso per la pianificazione di reti di alimentazione temporanee e riduce il numero di punti di alimentazione necessari.
A parità di corrente, il calore generato dai cavi con anima in rame della stessa sezione è molto inferiore a quello dei cavi con anima in alluminio, rendendo il funzionamento più sicuro.
Poiché il rame ha una bassa resistività, rispetto ai cavi in alluminio, i cavi in rame hanno una minore perdita di energia elettrica, il che è ovvio. Ciò è vantaggioso per migliorare l'efficienza della generazione di energia e proteggere l'ambiente.
I collegamenti dei cavi con anima in rame sono stabili e non causano incidenti dovuti all'ossidazione. Le giunzioni dei cavi con anima in alluminio sono spesso instabili e possono causare incidenti a causa dell'aumento della resistenza di contatto e del riscaldamento dovuto all'ossidazione. Pertanto, il tasso di incidenti è molto più elevato rispetto a quello dei cavi con anima in rame.
Il prezzo del tondino di rame è 3,5 volte quello del tondino di alluminio e il peso specifico del rame è 3,3 volte quello dell'alluminio, quindi i cavi con anima in alluminio sono molto più economici di quelli con anima in rame, adatti per progetti a basso capitale o per l'alimentazione temporanea.
Il peso dei cavi con anima in alluminio è pari a 40% di quello dei cavi con anima in rame, con conseguenti minori costi di costruzione e trasporto.
L'alluminio reagisce rapidamente con l'ossigeno presente nell'aria formando una pellicola di ossido che impedisce un'ulteriore ossidazione, rendendo i conduttori in alluminio il materiale preferito per le trasmissioni aeree ad alta tensione, di grande sezione e a lunga portata.
Il filo di rame ha una resistenza inferiore. Il filo di alluminio ha una resistenza superiore a quella del filo di rame, ma dissipa il calore più velocemente di quest'ultimo.
Sebbene i cavi con anima in alluminio siano molto economici, i cavi in rame presentano notevoli vantaggi nell'alimentazione dei cavi, soprattutto nel campo dell'alimentazione dei cavi sotterranei.
L'uso di cavi con anima in rame per l'alimentazione elettrica sotterranea ha caratteristiche come il basso tasso di incidenti, la resistenza alla corrosione, l'alta affidabilità e la facilità di costruzione e manutenzione. Questo è anche il motivo per cui i cavi di rame sono principalmente utilizzati per l'alimentazione elettrica in cavo sotterraneo in Cina.
I cavi e i fili possono avere un'anima in rame o in alluminio, ma i cavi e i fili con anima in rame dovrebbero essere utilizzati per gli edifici civili. I cavi e i fili con anima in rame dovrebbero essere utilizzati nei seguenti luoghi:
(1) Luoghi infiammabili ed esplosivi;
(2) Importanti edifici pubblici e residenziali;
(3) Luoghi particolarmente umidi e corrosivi per l'alluminio;
(4) Luoghi ad alta concentrazione di persone;
(5) Sale dati importanti, sale computer e magazzini importanti;
(6) Attrezzature mobili o luoghi soggetti a forti vibrazioni;
(7) Altri luoghi con normative speciali.
I cavi di controllo devono utilizzare conduttori in rame. I cavi di alimentazione utilizzati nelle seguenti situazioni devono utilizzare conduttori in rame:
(1) Circuiti che devono mantenere un'elevata affidabilità di connessione, come l'eccitazione dei motori, importanti fonti di alimentazione, apparecchiature elettriche mobili, ecc;
(2) Ambienti di lavoro difficili con forti vibrazioni, rischi di esplosione o agenti corrosivi;
(3) Cavi resistenti al fuoco;
(4) Disporre in prossimità di apparecchiature ad alta temperatura;
(5) Strutture pubbliche con elevati requisiti di sicurezza;
(6) Quando è richiesta una corrente di lavoro maggiore, è necessario aumentare il numero di cavi.
Fatta eccezione per i prodotti che sono limitati ad avere solo conduttori di rame e per i quali è stato stabilito di utilizzare conduttori di rame, il materiale dei conduttori dei cavi può essere sia rame che alluminio.
A 25m 2 Il cavo di rame, se posato sopraelevato, ha una corrente di 120A con una capacità di 67KW, mentre se interrato direttamente è di 110A, 61KW. Un cavo di 35 m 2 Il cavo in rame può erogare una corrente di 147A, 82KW e una corrente di 130A, 75KW. Un cavo di 35 m 2 Il filo di alluminio, se ridotto da 30%, può raggiungere una corrente di 103A, 57KW; e una corrente di 91A, 53KW.
Non è buono come un 25m 2 cavo in rame (la capacità è basata su 380V trifase, Cosφ=0,85; se monofase a 220V, Cosφ=0,85, la capacità deve essere moltiplicata per 1/3); i conduttori in rame hanno una migliore stabilità termica rispetto ai conduttori in alluminio e la corrente nominale è anche di un livello superiore, il che significa che un conduttore in rame di 10 millimetri quadrati è equivalente a un conduttore in alluminio di 16 millimetri quadrati. Il rame ha anche una migliore resistenza alla corrosione, alla trazione e all'ossidazione rispetto all'alluminio.
La "Specifica per la costruzione e l'accettazione dei dispositivi di sbarramento per l'installazione di apparecchiature elettriche" stabilisce chiaramente: Quando le sbarre si sovrappongono a sbarre, a sbarre con linee secondarie e a sbarre con connessioni di terminali elettrici, il trattamento della superficie di sovrapposizione deve soddisfare i seguenti requisiti:
All'esterno, in condizioni di temperatura elevata e umidità, o in ambienti interni con gas corrosivi sulla sbarra, è necessario applicare la stagnatura; in ambienti interni asciutti, è possibile il collegamento diretto.
Connessione diretta.
In ambienti interni e asciutti, il conduttore di rame deve essere stagnato. All'esterno o all'interno, dove l'umidità relativa dell'aria è prossima a 100%, è necessario utilizzare una piastra di transizione rame-alluminio e l'estremità in rame deve essere stagnata. Analogamente, quando si collegano cavi di rame a cavi di alluminio, si possono utilizzare connettori in rame-alluminio e quando si collegano cavi di rame a fili di alluminio, si possono utilizzare terminali in rame-alluminio, con l'estremità in rame stagnata, ecc.
Quando si determinano le specifiche per l'uso di fili e cavi (sezione del conduttore), si devono generalmente considerare le condizioni di selezione come il riscaldamento, la perdita di tensione, la densità di corrente economica e la resistenza meccanica.
In base all'esperienza, per le linee elettriche a bassa tensione con correnti di carico maggiori, la sezione trasversale viene generalmente selezionata prima in base alle condizioni di riscaldamento, quindi vengono verificate la perdita di tensione e la resistenza meccanica; per le linee di illuminazione a bassa tensione, che hanno requisiti di livello di tensione più elevati, la sezione trasversale può essere selezionata prima in base alle condizioni di perdita di tensione ammissibili, quindi vengono verificate le condizioni di riscaldamento e la resistenza meccanica.
Sebbene i cavi con anima in alluminio siano più economici, i cavi in rame presentano notevoli vantaggi nel campo dell'alimentazione via cavo, in particolare nell'alimentazione via cavo sotterranea. L'uso di cavi con anima in rame per l'alimentazione sotterranea ha caratteristiche quali basso tasso di incidenti, resistenza alla corrosione, elevata affidabilità e facilità di costruzione e manutenzione.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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