銅とアルミニウムのケーブル包括的な比較

I.アルミ・コア・ケーブルに対する銅コア・ケーブルの利点：

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.良好な延性：

銅合金の伸び率は20～40%、電気銅の伸び率は30%以上、アルミニウム合金の伸び率は18%に過ぎない。

3.高い強度：

銅の室温での許容応力はアルミニウムのそれよりも7-28%高い。特に高温では、両者の応力の差はさらに大きくなります。

4.耐疲労性：

アルミ材は繰り返し曲げると破断しやすいが、銅はそうではない。弾性指数でも銅はアルミニウムの1.7～1.8倍ほど高い。

5.良好な安定性、耐食性：

銅コアは酸化や腐食に強く、アルミコアは酸化や腐食に弱い。

6.大きな通電容量：

抵抗率が低いため、同じ断面の銅心ケーブルの許容通電容量（通過可能な最大電流）は、アルミ心ケーブルより約30%高い。

7.低電圧損失：

銅芯ケーブルは抵抗率が低いため、同じ断面に同じ電流を流しても電圧降下が小さい。

そのため、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。言い換えれば、許容される電圧降下条件下であれば、銅心ケーブルはより長い距離にわたって電力を送電することができる。

8.加熱温度が低い：

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のそれよりもはるかに少ないため、より安全な運用が可能になる。

9.低エネルギー消費：

銅は抵抗率が低いので、アルミ・ケーブルに比べて、銅ケーブルの方が電気エネルギーの損失が少ないのは明らかです。これは発電効率の向上と環境保護に有益です。

10.耐酸化性、耐食性：

銅心ケーブルの接続部は安定しており、酸化による事故は起こらない。アルミ心ケーブルの接続部は不安定なことが多く、接触抵抗の増加や酸化による発熱で事故を起こすことがある。そのため、事故率は銅心ケーブルよりもはるかに高い。

11.取り付けが簡単：

• 銅コアは柔軟で曲げ半径が小さいため、曲げやすく、電線管に通しやすい；
• 銅コアは疲労に強く、繰り返し曲げても壊れにくいので配線が便利；
• 銅コアは機械的強度が高く、より大きな機械的張力に耐えることができるため、建設敷設に大きな利便性をもたらし、機械化建設の条件も整える。

II.銅心ケーブルに対するアルミ心ケーブルの利点

1.価格が安い：

銅棒の価格はアルミ棒の3.5倍、銅の比重はアルミの3.3倍であるため、アルミ芯線ケーブルは銅芯線ケーブルよりもはるかに安く、低資本のプロジェクトや一時的な電力供給に適している。

2.ケーブルはとても軽い：

アルミニウム・コア・ケーブルの重量は銅コア・ケーブルの40%であり、その結果、建設コストと輸送コストが低減される。

3.耐酸化性、耐食性：

アルミニウムは空気中の酸素と素早く反応して酸化皮膜を形成し、それ以上の酸化を防ぐため、アルミニウム導体は高電圧、大断面、長スパンの架空送電に適した素材となっている。

4.アルミ線は銅線よりも早く熱を放散する。

銅線は抵抗が低い。アルミ線は銅線より抵抗が高いが、銅線より早く熱を放散する。

アルミニウム・コア・ケーブルは非常に安価だが、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は、事故率が低く、耐食性に優れ、信頼性が高く、建設やメンテナンスが便利であるなどの特徴がある。これが、中国の地下ケーブル電力供給で銅ケーブルが主に使用されている理由でもあります。

III.関連仕様

1.土木電気設計仕様書：

ケーブルや電線には銅芯とアルミ芯があるが、土木建築物には銅芯のケーブルや電線を使用すべきである。銅芯のケーブルや電線は次のような場所に使用する：

(1) 可燃性および爆発性の場所；

(2) 重要な公共建築物や住宅；

(3) 特に湿気の多い場所、アルミニウムに腐食性のある場所；

(4) 人が集中している場所；

(5) 重要なデータ室、コンピュータ室、重要な書庫；

(6) 移動装置または振動の激しい場所；

(7) その他特別な規制がある場所。

2.パワーエンジニアリングケーブル設計仕様

制御ケーブルは銅導体を使用すべきである。以下の状況で使用される電源ケーブルは、銅導体を使用すべきである：

(1)モーターの励磁、重要な電源、移動電気機器など、高い接続信頼性を維持する必要がある回路；

(2) 激しい振動、爆発の危険性、または腐食性物質を伴う過酷な作業環境；

(3) 耐火性ケーブル；

(4) 高温機器の近くに配置する；

(5) 高い安全性が要求される公共施設；

(6) より大きな使用電流が必要な場合は、ケーブルの本数を増やす必要がある。

銅導体のみに限定され、銅導体を使用することが決定されている製品を除き、ケーブル導体の材質は銅でもアルミニウムでもよい。

IV.現在の収容能力の計算

25m ² 銅ケーブルは、頭上に敷設された場合、67KWの容量で120Aの電流が許容され、直接埋設された場合は110A、61KWである。35メートル ² 銅ケーブルは147A、82KW、130A、75KWの電流が許容される。35m ² アルミ線は、30%で減少した場合、103A、57KWの電流が許容され、91A、53KWの電流が許容される。

25mには及ばない ² 銅ケーブル（容量は三相380V、Cosφ＝0.85の場合。単相220V、Cosφ＝0.85の場合は1/3倍）。銅導体はアルミ導体に比べて熱安定性に優れ、定格電流も1段階高い。つまり、10平方ミリの銅導体は16平方ミリのアルミ導体に相当する。また、銅はアルミニウムよりも耐食性、引張強度、耐酸化性に優れています。

電気設備工事技術基準 バスバー装置工事及び受入仕様書」に明確に規定されている：バスバーとバスバー、バスバーと支線、バスバーと電気端子接続部が重なる場合、重なり面の処理は以下の要件を満たすこと：

1.銅から銅へ：

高温多湿の屋外、または腐食性ガスのある屋内では、バスバーに錫メッキを施す必要があります。

2.アルミニウムからアルミニウムへ：

直接接続。

3.銅からアルミニウムへ：

屋内で乾燥している場合は、銅導体を錫メッキする。屋外や屋内で空気の相対湿度が100%に近い場合は、銅-アルミのトランジション・プレートを使用し、銅端は錫メッキする。これに対応して、銅ケーブルとアルミケーブルを接続する場合は、銅-アルミコネクタを使用することができ、銅ケーブルとアルミ線を接続する場合は、銅-アルミ端子を使用することができ、銅端は錫メッキされているなど。

V.電線やケーブルを選択する際には、一般的に電線やケーブルの種類と仕様（導体断面）の選択に注意を払う必要がある。

1.電線・ケーブルの種類の選択

• 電線やケーブルを選択する際は、目的、敷設条件、安全性を考慮すること；
• 目的に応じて、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；
• 敷設条件によって、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、防錆ケーブルなどを選ぶことができる；
• 安全要求に応じて、非燃焼伝播ケーブル、難燃ケーブル、ハロゲンフリー難燃ケーブル、耐火ケーブルなどを選択することができます。

2.電線・ケーブルの仕様選定

電線やケーブルの使用仕様（導体断面）を決定する際には、一般的に発熱、電圧損失、経済電流密度、機械的強度などの選定条件を考慮する必要がある。

経験に基づいて、負荷電流が大きい低電圧送電線では、一般に、まず加熱条件に基づいて断面を選択し、次に電圧損失と機械的強度をチェックする。電圧レベルの要求が高い低電圧照明線では、まず許容電圧損失条件に基づいて断面を選択し、次に加熱条件と機械的強度をチェックすることがある。

アルミ心ケーブルの方が安価ではあるが、銅心ケーブルはケーブル給電の分野、特に地下ケーブル給電において優れた利点がある。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。