Já se interrogou sobre qual o melhor cabo: cobre ou alumínio? Este artigo faz uma comparação detalhada dos cabos de cobre e alumínio, destacando as suas vantagens e desvantagens. Desde a resistividade e ductilidade até ao custo e resistência à corrosão, ficará a conhecer o desempenho de cada tipo em diferentes cenários. No final, compreenderá qual o cabo que se adequa às suas necessidades, quer seja para durabilidade a longo prazo ou para soluções económicas. Descubra os principais factores que influenciam a escolha entre estes dois materiais essenciais no mundo da engenharia eléctrica.
A resistividade dos cabos com núcleo de alumínio é cerca de 1,68 vezes superior à dos cabos com núcleo de cobre.
A taxa de alongamento das ligas de cobre é de 20-40%, a taxa de alongamento do cobre elétrico é superior a 30%, enquanto a das ligas de alumínio é de apenas 18%.
A tensão admissível à temperatura ambiente para o cobre é 7-28% superior à do alumínio. Especialmente a altas temperaturas, a diferença de tensão entre os dois é ainda mais significativa.
O material de alumínio é propenso a fraturar após flexões repetidas, enquanto o cobre não o é. Em termos de índice de elasticidade, o cobre é também cerca de 1,7-1,8 vezes superior ao alumínio.
O núcleo de cobre é resistente à oxidação e à corrosão, enquanto o núcleo de alumínio é suscetível à oxidação e à corrosão.
Devido à baixa resistividade, a capacidade de transporte de corrente admissível (a corrente máxima que pode passar) dos cabos com núcleo de cobre com a mesma secção transversal é cerca de 30% superior à dos cabos com núcleo de alumínio.
Devido à baixa resistividade dos cabos com núcleo de cobre, têm uma queda de tensão menor quando a mesma corrente passa pela mesma secção transversal.
Por conseguinte, para a mesma distância de transmissão, pode garantir uma qualidade de tensão mais elevada; por outras palavras, em condições de queda de tensão admissíveis, os cabos com núcleo de cobre podem transmitir energia a distâncias mais longas, ou seja, têm uma maior área de cobertura de fornecimento, o que é benéfico para o planeamento de redes de fornecimento de energia temporárias e reduz o número de pontos de fornecimento necessários.
Com a mesma corrente, o calor gerado pelos cabos com núcleo de cobre com a mesma secção transversal é muito inferior ao dos cabos com núcleo de alumínio, tornando o funcionamento mais seguro.
Uma vez que o cobre tem uma baixa resistividade, em comparação com os cabos de alumínio, os cabos de cobre têm uma menor perda de energia eléctrica, o que é óbvio. Isto é benéfico para melhorar a eficiência da produção de energia e proteger o ambiente.
As ligações dos cabos com alma de cobre são estáveis e não provocam acidentes devido à oxidação. As ligações dos cabos com alma de alumínio são frequentemente instáveis e podem causar acidentes devido ao aumento da resistência de contacto e ao aquecimento provocado pela oxidação. Por conseguinte, a taxa de acidentes é muito mais elevada do que a dos cabos com alma de cobre.
O preço da vareta de cobre é 3,5 vezes superior ao da vareta de alumínio e a gravidade específica do cobre é 3,3 vezes superior à do alumínio, pelo que os cabos com núcleo de alumínio são muito mais baratos do que os cabos com núcleo de cobre, adequados para projectos de baixo capital ou fornecimento temporário de energia.
O peso dos cabos com núcleo de alumínio é 40% do peso dos cabos com núcleo de cobre, o que resulta em menores custos de construção e transporte.
O alumínio reage rapidamente com o oxigénio no ar para formar uma película de óxido, que impede a oxidação adicional, tornando os condutores de alumínio o material de eleição para a transmissão aérea de alta tensão, grande secção transversal e longo alcance.
O fio de cobre tem uma resistência mais baixa. O fio de alumínio tem uma resistência mais elevada do que o fio de cobre, mas dissipa o calor mais rapidamente do que o fio de cobre.
Embora os cabos com núcleo de alumínio sejam muito baratos, os cabos de cobre têm vantagens notáveis no fornecimento de energia por cabo, especialmente no domínio do fornecimento de energia por cabo subterrâneo.
A utilização de cabos com núcleo de cobre para o fornecimento de energia subterrânea tem características como a baixa taxa de acidentes, a resistência à corrosão, a elevada fiabilidade e a conveniência de construção e manutenção. Esta é também a razão pela qual os cabos de cobre são principalmente utilizados no fornecimento de energia eléctrica subterrânea na China.
Os cabos e fios podem ser de núcleo de cobre ou de núcleo de alumínio, mas os cabos ou fios de núcleo de cobre devem ser utilizados em edifícios civis. Os cabos ou fios com núcleo de cobre devem ser utilizados nos seguintes locais:
(1) Locais inflamáveis e explosivos;
(2) Edifícios públicos e edifícios residenciais importantes;
(3) Locais particularmente húmidos e locais corrosivos para o alumínio;
(4) Locais com grande concentração de pessoas;
(5) Salas de dados importantes, salas de computadores e armazéns importantes;
(6) Equipamentos móveis ou locais com vibrações fortes;
(7) Outros locais com regulamentação especial.
Os cabos de controlo devem utilizar condutores de cobre. Os cabos de alimentação utilizados nas seguintes situações devem utilizar condutores de cobre:
(1) Circuitos que necessitam de manter uma elevada fiabilidade de ligação, como a excitação de motores, fontes de energia importantes, equipamento elétrico móvel, etc;
(2) Ambientes de trabalho agressivos com vibrações fortes, riscos de explosão ou agentes corrosivos;
(3) Cabos resistentes ao fogo;
(4) Disposto próximo de equipamentos de alta temperatura;
(5) Instalações públicas com elevados requisitos de segurança;
(6) Quando é necessária uma corrente de trabalho maior, é necessário aumentar o número de cabos.
Exceto para os produtos que estão limitados a ter apenas condutores de cobre e em que se determina a utilização de condutores de cobre, o material do condutor do cabo pode ser cobre ou alumínio.
A 25m 2 o cabo de cobre, quando colocado à superfície, pode ter uma corrente de 120A com uma capacidade de 67KW e, quando diretamente enterrado, é de 110A, 61KW. Um cabo de 35m 2 O cabo de cobre pode ter uma corrente de 147A, 82KW e uma corrente de 130A, 75KW. Um cabo de 35m 2 o fio de alumínio, se reduzido por 30%, pode atingir uma corrente de 103A, 57KW; e uma corrente de 91A, 53KW.
Não tão bom como um 25m 2 cabo de cobre (a capacidade é baseada em 380V trifásico, Cosφ=0,85; se monofásico 220V, Cosφ=0,85, a capacidade deve ser multiplicada por 1/3); os condutores de cobre têm melhor estabilidade térmica em comparação com os condutores de alumínio, e a corrente nominal também é um nível mais alto, o que significa que um condutor de cobre de 10 milímetros quadrados é equivalente a um condutor de alumínio de 16 milímetros quadrados. O cobre também tem melhor resistência à corrosão, resistência à tração e resistência à oxidação do que o alumínio.
A "Especificação de Construção e Aceitação de Dispositivos de Barramento de Engenharia de Instalação de Equipamento Elétrico" estipula claramente: Quando os barramentos se sobrepõem a barramentos, barramentos com ramais e barramentos com ligações de terminais eléctricos, o tratamento da superfície de sobreposição deve cumprir os seguintes requisitos:
No exterior, em condições de temperatura elevada e humidade, ou em interiores com gases corrosivos para o barramento, deve ser aplicada estanhagem; em interiores secos, é possível a ligação direta.
Ligação direta.
No interior e em ambiente seco, o condutor de cobre deve ser estanhado. No exterior ou no interior, onde a humidade relativa do ar é próxima de 100%, deve ser utilizada uma placa de transição de cobre-alumínio e a extremidade de cobre deve ser estanhada. Do mesmo modo, ao ligar cabos de cobre a cabos de alumínio, podem ser utilizados conectores de cobre-alumínio e, ao ligar cabos de cobre a fios de alumínio, podem ser utilizados terminais de cobre-alumínio, com a extremidade de cobre estanhada, etc.
Ao determinar as especificações para a utilização de fios e cabos (secção transversal do condutor), devem ser geralmente consideradas as condições de seleção, como o aquecimento, a perda de tensão, a densidade económica da corrente e a resistência mecânica.
Com base na experiência, para as linhas eléctricas de baixa tensão com correntes de carga maiores, a secção transversal é geralmente selecionada em primeiro lugar com base nas condições de aquecimento, sendo depois verificadas a perda de tensão e a resistência mecânica; para as linhas de iluminação de baixa tensão, que têm requisitos de nível de tensão mais elevados, a secção transversal pode ser selecionada em primeiro lugar com base nas condições de perda de tensão admissíveis, sendo depois verificadas as condições de aquecimento e a resistência mecânica.
Embora os cabos com núcleo de alumínio sejam mais baratos, os cabos de cobre têm vantagens notáveis no domínio do fornecimento de energia eléctrica por cabo, especialmente no fornecimento de energia eléctrica por cabo subterrâneo. A utilização de cabos com núcleo de cobre para o fornecimento de energia subterrânea tem características como baixa taxa de acidentes, resistência à corrosão, alta fiabilidade e construção e manutenção convenientes.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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