銅芯ケーブルとアルミ芯ケーブル：どちらが良いか？

I.銅芯ケーブルとアルミ芯ケーブルの違いとは？

(1) 抵抗率が低い： アルミニウム・コア・ケーブルの抵抗率は、銅コア・ケーブルの約1.68倍である。

(2) 優れた延性： 銅合金の延性は20～40%で、電気銅は30%以上だが、アルミニウム合金は18%しかない。

(3) 強度が高い： 常温では、銅の許容応力はアルミニウムより7-28%高い。この差は特に高温で大きくなります。

(4) 耐疲労性： アルミニウムは、繰り返し使用すると破断する傾向がある。 曲げ一方、銅はそうではない。弾性指数で見ると、銅はアルミニウムの約1.7～1.8倍高い。

(5) 安定性と耐食性が良い： 銅コアは酸化や腐食に強いが、アルミコアは酸化や腐食を起こしやすい。

(6) 通電容量が大きい： 抵抗率が低いため、同じ断面の銅心ケーブルの通電容量（通電可能な最大電流）は、アルミ心ケーブルより約30%高い。

(7) 発熱が少ない： 同じ電流を流した場合、同じ断面の銅芯ケーブルの発熱量はアルミ芯ケーブルより大幅に少なく、より安全な運用が可能です。

(8) 低エネルギー消費： 銅は抵抗率が低いため、銅ケーブルの電力損失はアルミケーブルよりも低い。これは明らかで、発電利用率の向上や環境保護に有益なことです。

(9) 耐酸化性、耐食性： 銅芯ケーブル 接続が安定し、酸化による事故を引き起こさない。アルミコアケーブルの接続は不安定で、酸化による接触抵抗の増加が発熱や事故につながることが多い。そのため、事故率は銅心ケーブルよりもはるかに高い。

(10）建設に便利である： 銅コアは柔軟で、許容範囲が小さい。 曲げ半径銅コアの機械的強度は高く、より大きな機械的張力に耐えることができるため、施工や敷設が非常に容易になり、機械化施工の条件が整う。

(11) 電圧損失が小さい： 銅心ケーブルは抵抗率が低いため、同じ断面に同じ電流が流れると、電圧降下が小さくなります。同じ送電距離であれば、より高い電圧品質を確保することができる。許容される電圧降下であれば、銅心ケーブルは遠くまで到達することができる。つまり、電力供給のカバーエリアが広く、ネットワーク計画に有利であり、電力供給ポイントの数を減らすことができる。

結論として、銅心ケーブルは抵抗率が低く、延性があり、強度が高く、疲労に強く、安定性が高く、通電容量が大きいという利点がある。ケーブル給電、特に地下ケーブル給電の分野では卓越した利点がある。

アルミ心ケーブルは銅心ケーブルより安価で軽く、輸送が容易であるため、高電圧、大断面、長スパンの架空送電に不可欠な素材となっている。

従って、さまざまな用途や異なる素材から作られた製品の特性に応じて、適切なケーブル製品を選択することを忘れないでほしい。

II.アルミ・コア・ケーブルと比較した銅コア・ケーブルの利点とは？

私たちはよく銅心ケーブルとアルミ心ケーブルを使うが、多くのユーザーは銅心ケーブルとアルミ心ケーブルのどちらを選べばいいのかわからない。

この2つの違いを明確に判断するために、アルミ心ケーブルに対する銅心ケーブルの利点を紹介しよう。

(1) 強い導電性： アルミ心ケーブルの抵抗率は銅心ケーブルの約1.68倍である。銅コアケーブルの抵抗率が低いため、同じ断面の銅コアケーブルはアルミコアケーブルよりも通電容量が大きく、一般的に銅コアケーブルの導電率はアルミコアケーブルよりも高くなります。

(2) 優れた延性： 金属は延性がよく、金、白金、銅、銀、タングステン、アルミニウムなどは延性に富んでいる。中でも銅合金の延性は20～40%、電気銅の延性は30%以上である。

(3）弾力性がある： 銅ケーブルは手で何度曲げても断線しにくく、耐疲労性に優れているが、アルミニウムは非常に断線しやすい。弾性指数では、銅はアルミニウムの約1.7～1.8倍です。

(4) 酸化防止に優れている： アルミコアのケーブルジョイントは不安定で、空気の酸化と反応してケーブル導体抵抗が増加し、導体発熱や事故の原因となる。しかし、銅コアのケーブル接合部は安定性が高く、酸化による事故は起こらない。従って、銅心ケーブルの安定性はアルミ心ケーブルよりはるかに高い。

(5) 低電圧損： 銅心ケーブルは抵抗率が低いため、同じ断面に同じ電流が流れた場合、銅心ケーブルの電圧降下は小さくなります。同じ伝送距離であれば、銅心ケーブルの方が高い電圧品質を確保できます。

許容電圧降下条件下では、銅芯ケーブルの送電はより遠くまで届くため、電力供給カバーエリアが広くなり、ネットワーク計画に有利で、電力供給ポイントの数を減らすことができる。アルミコアケーブルの抵抗率は高く、その性能は銅コアケーブルよりはるかに劣る。

(6)簡単な構造： 銅心ケーブルの弾力性はアルミ心ケーブルよりはるかに高いため、繰り返し曲げても断線しにくく、柔軟性が高く、許容曲げ半径が小さい。

そのため、敷設時に曲げやすく、通線にも便利です。さらに、銅心ケーブルの機械的強度は高く、より多くの外力による損傷に耐えることができるため、工事中の利便性が向上する。

以上のことから、銅心ケーブルは、低抵抗率、良好な延性、高弾性、良好な耐酸化性、大電流容量という利点を持つ。ケーブルによる電力供給において卓越した利点がある。

III.アルミコアケーブルと銅コアケーブルの違い、メリット、デメリット

アルミ芯線ケーブルと銅芯線ケーブルの長所や適用場所を区別できない人が多いようです。そこで、両者の違い、メリット、デメリットをまとめてみました。

1) アルミ線と銅線の基本的な違い：

1.銅線とアルミ線では通電容量が異なる。

2.アルミ線は比較的安価である。

3.アルミ線は軽量である。

4.アルミ線は機械的強度が弱い。

5.アルミ線は接続部が酸化しやすく、酸化後は温度上昇を起こす。

6.銅線は内部抵抗が低い。アルミ線は銅線より内部抵抗が高いが、放熱が早い。主な違いは、通電容量と機械的強度の違いである。

銅の抵抗率は0.017、アルミニウムは0.029である。したがって、アルミニウムの通電容量は銅の約80%となります。機械的強度も銅の方がはるかに優れています。

2) 銅心ケーブルとアルミケーブルの長所と短所の比較：

1.銅心ケーブルは抵抗率が低い：アルミ心ケーブルの抵抗率は銅心ケーブルの約1.68倍。

2.銅心ケーブルは延性が良い。

3.銅心ケーブルは強度が高い：室温での許容応力は、アルミが15.6kgt/mmであるのに対し、銅は20に達することができる。².

4.銅芯ケーブルは疲労に強い： アルミ素材 は繰り返し曲げると壊れやすいが、銅は壊れない。

5.銅心ケーブルは安定しており、耐食性に優れている：銅心ケーブルは酸化や腐食に強いが、アルミ心ケーブルは酸化や腐食を起こしやすい。

IV. アルミニウム合金と銅ケーブルの用途比較

1.概要

その昔、純アルミニウム・ケーブルは、抵抗率が高いこと、酸化による接合部の発熱、耐疲労性の低さ、電気化学的腐食、クリープなどの理由から、次第に銅ケーブルに取って代わられた。

しかし、アルミニウム合金の材料特性の向上に伴い、AA-8000 シリーズ・アルミニウム 特殊な圧着加工やアニール処理などの高度な技術を駆使した合金導体が登場している。

このタイプのアルミニウム合金電力ケーブルは、従来の純アルミニウムケーブルの欠点を補い、純アルミニウムケーブルの電気化学的腐食やクリープの問題を解決している。 アルミニウム導体アルミニウム合金ケーブルの曲げ性能、耐疲労性、耐クリープ性、耐食性を向上させる。

これにより、ケーブルは長時間の過負荷や過熱時にも安定した性能を維持することができる。その結果、製造メーカーが増え、ケーブルは関連分野で活用されている。

2.基本性能の比較

アルミニウム合金と銅の物理的特性の違いを表1に示す。

同一の電気的性能要求のもとでは、従来のアルミ合金ケーブルは銅製ケーブルよりもはるかに直径が大きい。近年、ケーブル・メーカーは新しい製造技術、特に高度な圧縮方法を開発した。

圧縮を最大化することで、これらの技術はアルミニウム合金の体積伝導率の不足を補い、アルミニウム合金ケーブルは従来の銅ケーブルの1.1～1.25倍の断面を持ちながら、重量は半分しかない。

3.アプリケーション比較

関連情報を検討し、メーカーと技術交流を行い、実際の現場条件を考慮した結果、アルミ合金ケーブルと銅ケーブルの適用条件は以下のように比較される：

4.申請状況

1968年以降、アメリカのサザン・ケーブル社が合金電力ケーブルの開発・生産を開始し、アメリカ、カナダ、メキシコなどで順次導入・使用されている。

主に空港、軍事基地、オフィスビル、住宅地、ホテル、スーパーマーケット、教育機関、スポーツスタジアム、病院、工場などの建設プロジェクトで使用されている。

5.考察

アルミ合金ケーブルの使用が拡大していることは明らかであり、メーカーは同等の電気的性能を満たすことを前提に、これらのケーブルの価格は従来の銅芯ケーブルよりも20%-40%低いとしている。

しかし、資料の検討やメーカーとの技術交流の結果、アルミ合金ケーブルの使用にあたっては、以下の点に留意する必要がある：

1.現在、「希土類高速アルミニウム合金導体」国家標準はまだ導入されていない。異なる製造部門が企業標準を使用しているため、各企業の製品の個性が強く、製品の品質もばらばらである。

2.アルミニウム合金ケーブルの耐屈曲性、耐疲労性、耐クリープ性、耐食性は、その合金に大きく関係しているため、アルミニウム合金ケーブルの耐屈曲性、耐疲労性、耐クリープ性、耐食性は、その合金に大きく関係している。 材料特性そのため、必要な材料は銅ケーブルよりもかなり多くなる。

その一方で、安定稼働のための施工条件は銅ケーブルのそれよりもはるかに高く、受け入れ検査はより難しくなる。材料や施工の品質が保証できなければ、将来的に大きなリスクが隠れている可能性がある。

3.現在のところ、アルミニウム合金ケーブルは高温・高振動地域や移動機器には適さないと一般に考えられている。

4.ケーブルの断線が多く、ケーブルが短い場合、アルミ合金ケーブルに使用される銅とアルミの接合部の数が多くなる。コスト面でのメリットは見えず、工事条件も高くなり、作業負担が増える。

5.銅とアルミの接合部は銅の接合部よりも長いため、状況によっては経済性を十分に考慮する必要がある。例えば、モーター用ジャンクションボックスのカスタマイズが必要になるかもしれない。また、電気キャビネット内に配置するスイッチの数を減らす必要があり、電気キャビネットの数を増やす必要があるかもしれない。

6.冶金企業の電源におけるアルミ合金ケーブルの使用は限定的であり、使用期間も短いため、寿命は未知数である。銅ケーブルの寿命は一般的に30年以上であり、アルミ合金ケーブルがこの限界に達するかどうかは不明である。もしそうでなければ、コストの優位性は明らかではない。

6.アプリケーションの提案

以上のような事情から、まずは照明、メンテナンス電源、仮設電源ラインなどで使ってみてはどうだろうか。

その他の送配電システムについては、冶金産業への応用に関連するデータが不足しているため、さらなる調査と検証が必要である。

V.電線とケーブルの選び方

電線とケーブルの種類の選択：

1. 電線やケーブルを選ぶ際には、目的、設置条件、安全性などを考慮する。例えば、用途に応じて、電力ケーブル、架空絶縁ケーブル、制御ケーブルなどを選ぶことができる。
2. さまざまな設置条件に基づいて、一般的なプラスチック絶縁ケーブル、スチールテープ装甲ケーブル、スチールワイヤー装甲ケーブル、耐食ケーブルなどを選択することができます。
3. 安全要求に基づいて、不燃性ケーブル、難燃性ケーブル、ハロゲンフリー難燃性ケーブル、耐火性ケーブルなどを選択できます。

電線・ケーブルの仕様選定

1. 電線やケーブルの使用仕様（導体断面積）を決定する際には、一般的に加熱、電圧損失、経済電流密度、機械的強度などの条件を考慮する。
2. 経験上、低圧送電線は負荷電流が大きいため、一般的にはまず加熱条件に応じて断面を選び、それから電圧損失を計算する。
3. 機械的強度：低電圧照明用電線は、より高い電圧レベルを必要とするため、まず許容電圧損失条件に従って断面を選択し、次に加熱条件と機械的強度を計算することができる。
4. アルミニウム・コア・ケーブルの方が安価ではあるが、銅ケーブルはケーブル電力供給、特に地下ケーブル電力供給の分野で卓越した利点がある。地中給電に銅心ケーブルを使用することで、事故率が低く、耐腐食性があり、信頼性が高く、建設やメンテナンスが便利といった特徴がある。