Dlaczego główne przewodniki tego podziemnego kabla zasilającego nie są wykonane z miedzi?

Znalazłem kawałek kabla elektrycznego pozostawiony przez firmę elektryczną, która zaopatruje ten obszar. Niedawno przeprowadzili naprawę pod ziemią.

Ciekawe, dlaczego trzy duże trójkątne przewodniki nie są wykonane z miedzi. Wygląda mi to na aluminium, ale pomyślałem, że miedź byłaby znacznie lepszym przewodnikiem.

czego mi brakuje? Czy aluminium jest prawie tak samo dobre, ale o wiele tańsze?

Zdjęcie:

Anixter mówi:

Chociaż miedź ma długą historię jako materiał z wyboru do przewodzenia elektryczności, aluminium ma pewne zalety, które czynią go atrakcyjnym do określonych zastosowań.

Aluminium ma 61 procent przewodności miedzi, ale ma tylko 30 procent masy miedzi. Oznacza to, że nagi drut aluminiowy waży o połowę mniej niż drut miedziany o tej samej oporności elektrycznej. Aluminium jest na ogół tańsze w porównaniu do przewodów miedzianych.

Fastmarkets mówi (i nie twierdzę, że to rozumiem):

Copper     LME Averages Cash Ask ($/MT)    Sep 2017     $6,583.19
Aluminium  LME Official 3M Ask ($/MT)      21 Dec       $2,125.50

Tak więc, jeśli potrzebujemy 1 MT (tony metrycznej?) Miedzi, będzie to kosztować 6,5 tys. USD i potrzebujemy pół tony aluminium przy takim samym przewodnictwie, który będzie kosztował 1,1 tys. USD. To oszczędność> 80%.

Powodem, dla którego nie widzisz więcej miedzi, mogą być przyczyny wyjaśnione w kontynuacji pierwszego artykułu:

Przewodniki aluminiowe składają się z różnych stopów znanych jako seria AA-1350 i AA-8000. AA-1350 ma minimalną zawartość glinu 99,5 procent. W latach 60. i 70. XX wieku, ze względu na wysoką cenę miedzi w stosunku do aluminium, ten gatunek aluminium zaczął być powszechnie stosowany do instalacji domowych. Ze względu na niską jakość wykonania połączeń i fizyczne różnice między aluminium i miedzią, powstały połączenia o wysokiej odporności, które stały się zagrożeniem pożarowym.

W odpowiedzi opracowano stopy aluminium, które mają pełzanie i wydłużenie bardziej podobne do miedzi. Te stopy serii AA-8000 są jedynymi litymi lub skręconymi przewodnikami aluminiowymi dopuszczonymi do użytku zgodnie z art. 310 krajowego kodeksu elektrycznego *. Stopy serii AA-8000 spełniają wymagania normy ASTM B800, Standardowej specyfikacji dla drutu ze stopu aluminium serii 8000 do celów elektrycznych - wyżarzone i pośrednie temperatury.

• Amerykański (USA).

Dla kompletności gęstości są następujące:

metal        g/cm³
copper       8.96
aluminum     2.70

Aluminium ma niższą przewodność niż miedź, ale ma również znacznie niższą gęstość i koszt na tonę. Tak więc (dla danej rezystancji), podczas gdy kabel miedziany będzie mniejszy, kabel aluminiowy będzie lżejszy i tańszy.

Główną wadą kabli aluminiowych jest to, że potrzebują specjalnych praktyk w zakresie terminacji, aby uzyskać niezawodne zakończenia, a dokładne szczegóły zależą od konkretnego stopu aluminium. Niezawodność zakończenia jest problemem w okablowaniu elektrycznym, ponieważ złe zakończenia mogą być bardzo gorące i stanowić ryzyko pożaru.

Operatorzy sieci dystrybucji energii elektrycznej mogą ściśle kontrolować materiały i praktyki stosowane do zakończenia ich okablowania, stosunek zakończeń do ilości okablowania jest stosunkowo niewielki, a dla długich dużych kabli, których używają, oszczędności aluminium są zbyt duże, aby je pominąć.

OTOH w środowisku budowlanym rzeczy są zwykle znacznie mniej ściśle kontrolowane. Istnieje wiele innych zakończeń, prawdopodobnie będzie używanych wiele różnych akcesoriów, akcesoria często mają konstrukcje, w których zakończenia muszą być wykonane przed popchnięciem przewodów do ich ostatecznych lokalizacji, wiele różnych osób / firm prawdopodobnie będzie pracować nad instalacją w tym niektórzy, którzy nie są do tego specjalnie wykwalifikowani. W tym środowisku problemy z niezawodnością zakończenia są znacznie trudniejsze do złagodzenia.

Dlatego aluminium dominuje w okablowaniu dystrybucyjnym, a miedź dominuje w okablowaniu budynku.

Niektóre organy normalizacyjne zakazują stosowania małych aluminiowych przewodów, ponieważ są one postrzegane jako zbyt duża odpowiedzialność. AIUI US NEC ustala minimalny rozmiar 8AWG (~ 8mm²) dla aluminium (w nowej pracy), a BS7671 ustawia minimalny rozmiar 16mm².

Aluminium jest często używane do podziemnych źródeł zasilania, ponieważ znacznie łatwiej zgina się o 45 stopni w zwojach rur PVC. Dopuszczalne są tylko obroty o 45 stopni, ponieważ próba wykonania obrotu o 90 stopni spowodowałaby pęknięcie drutu „rybnego” lub pęknięcie rury PVC. Nadal potrzebuje stalowej linii „rybnej” i „mydła” oraz zmotoryzowanego ściągacza, gdy przeciągają 4 przewody przez rurkę o średnicy od 4 do 6 cali z drutami o wielkości od 300 do 500 mcm, dla 3 faz moc, 5 przewodów, jeśli mają podwójny przewód zerowy.

Powinienem wyjaśnić dwie rzeczy. A) OP pokazuje wykonany na zamówienie kabel używany poza USA, chociaż OP nie określił swojej lokalizacji. W USA dobra książka NEC i długoletni przemysł nadal używają pojedynczych kabli w grubej rurze z PCV. Jednym z powodów jest odporność na uszkodzenie przez korzenie drzew. B) Stalową linę „rybną” stosuje się na początku, ciągnąc grubą linę przez rurę, która może wytrzymać 2000 funtów naciągu.

Przewody są wyciągane z panelu wejściowego serwisu (wnętrza nie są jeszcze zainstalowane) na betonową płytkę transformatora. Transformator jest upuszczany na miejsce, a stelaż wyłącznika panelu serwisowego jest instalowany po zakończeniu wyciągania kabla, z kilku stóp drutu wychodzącego z każdego końca. Jest to całodzienne zadanie, w którym kilka osób po obu stronach pracuje zgodnie. To jest szorstka, brudna praca łamania pleców. Byłem tam, zrobiłem to.

Dostarczenie energii do dużego kompleksu biurowego lub zakładu produkcyjnego może wymagać kilku rur. Druty są połączone równolegle i dopasowane fazowo na obu końcach rur. W domach mieszkalnych drut rzadko ma rozmiar ponad 4 awg z 3 drutami (120/240 z dzieloną fazą), więc używają miedzi.

Aluminium jest rzeczywiście tańsze niż miedź, co może być istotnym czynnikiem przy wyborze materiału na okablowanie w zależności od obecnych cen rynkowych dla obu materiałów. Dodatkowo aluminium waży znacznie mniej niż miedź (~ 30%), dzięki czemu transport (przemieszczanie się i instalacja) jest łatwiejszy (a przez to tańszy).

Nie mam źródła, ale słyszałem o tym, że niższym kosztem aluminium nie jest oszczędzanie pieniędzy na koszcie kabla, ponieważ kabel aluminiowy kosztuje prawie tak samo z powodu wyższych kosztów produkcji. Metalowe aluminium służy do zapobiegania kradzieży, ponieważ druty miedziane można łatwo przekształcić i odsprzedać podmiotom zajmującym się recyklingiem, ale aluminium nie.

To rozumowanie może być lokalne, mieszkam w Izraelu, ale nie wiem, czy inżynier rozmawiał o kablu izraelskim, czy nie. Przedmiotem dyskusji była kradzież sprzętu, a nie zalety i wady miedzi w porównaniu z aluminium.

Niektóre linki pokazujące jak duży problemem jest metalowy kradzież .

Dodatkowym możliwym do rozważenia jest wkład „efektu skóry”. Ze względu na „efekt skóry” nie ma znaczenia, że ​​aluminium nie jest tak dobrym przewodnikiem jak miedź. Ponieważ aluminium jest tańsze i lżejsze, idealnie nadaje się do budowy centrum kabla, a miedź do „powłoki” kabla.