Bei der Planung von Elektroarbeiten in einem Haus oder einer Wohnung kann sich die Frage stellen, was besser ist: Kupfer- oder Aluminiumleitungen?
In diesem Artikel erfahren wir, welches Material bei der Verkabelung verwendet werden sollte eines elektrischen Kabels in Wohnräumen und wägen die Vor- und Nachteile von Kupfer- und Aluminiumleitern ab.
Inhalt
Ein Vergleich von Aluminium- und Kupferkabeln in Bezug auf technische Merkmale
Um die Unterschiede zwischen Kupfer und Aluminium zu verstehen, müssen Sie ihre Spezifikationen betrachten und vergleichen.
Eigenschaften von Leitern
Die wichtigsten elektrischen Eigenschaften eines Leitermaterials sind sein spezifischer elektrischer Widerstand, seine Wärmeleitfähigkeit und sein Temperaturkoeffizient des Widerstands. Zu den mechanischen Eigenschaften gehören Gewicht, Festigkeit, Dehnung vor dem Bersten und Lebensdauer im Normalbetrieb.
Elektrischer Widerstand
Elektrischer Widerstand - ist die Fähigkeit eines Materials, elektrischem Strom zu widerstehen, wenn er durch einen Leiter fließt. Der Widerstand wird nach der folgenden Formel berechnet
Ρ = r⋅S/l,
wobei l die Länge des Leiters, S die Querschnittsfläche und r der Widerstand ist.
Zum Vergleich:
| Material des Leiters | Elektrischer Widerstand, Ohm-mm²/m |
|---|---|
| Kupfer | 0,0175 |
| Aluminium | 0,0300 |
Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, hat Kupfer einen geringeren spezifischen Widerstand, erwärmt sich daher weniger und leitet den Strom besser.
Wärmeleitfähigkeit
Wärmeleitfähigkeit - ist eine Eigenschaft eines Leiters, die die Wärmemenge angibt, die pro Zeiteinheit durch eine Materieschicht hindurchgeht. Zur Berechnung Elektrokabel Diese Eigenschaft ist sehr wichtig, da sie den sicheren Betrieb von elektrischen Leitungen bestimmt. Je höher die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist, desto weniger erwärmt es sich und desto besser kann es überschüssige Wärme ableiten.
Zum Vergleich:
| Material des Leiters | Wärmeleitfähigkeit, W/(m-K) |
|---|---|
| Kupfer | 401 |
| Aluminium | 202—236 |
Temperaturkoeffizient des Widerstands
Wenn verschiedene Materialien erhitzt werden, ändert sich ihre elektrische Leitfähigkeit. Ein Merkmal, das diese Veränderung anzeigt, wird als Temperaturkoeffizient des Widerstands (WIDERSTANDSKOEFFIZIENT). Dieser Wert wird mit einem speziellen TKC-Messgerät ermittelt und der Durchschnittswert dieses Koeffizienten wird genommen.
Bitte beachten Sie! Der Temperaturkoeffizient des Widerstands - ist das Verhältnis der relativen Widerstandsänderung zu einer Temperaturänderung. Sie wird als α bezeichnet.
Im Vergleich dazu:
| Material des Leiters | Temperaturkoeffizient des Widerstands, 10-3/K |
|---|---|
| Kupfer | 4,0 |
| Aluminium | 4,3 |
Je niedriger der Temperaturkoeffizient des Widerstands ist, desto größer ist die Stabilität des Leiters.
Gewicht und elektrische Leitfähigkeit eines Leiters
Kupfer ist viel schwerer als Aluminium. Seine Dichte beträgt 8900 kg/m³, während die Dichte von Aluminium 2700 kg/m³ beträgt. Das bedeutet, dass ein Kupferleiter 3,4 Mal schwerer ist als ein Aluminiumdraht ähnlicher Größe.
Es ist wichtig zu wissen, dass die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer mehr als 50 % höher ist als die von Aluminium. Damit ein Aluminiumleiter den gleichen Strom leiten kann, muss er daher 50 % größer sein als ein Kupferleiter.
Daher ist es effizienter, einen Kupferleiter zu verwenden als ein Aluminiumkabel.
Dehnung vor dem Bruch und Festigkeit
Elektrokabel können in verschiedenen Betriebsarten und unter verschiedenen Betriebsbedingungen eingesetzt werden. Daher ist es bei der Auswahl eines Leiters sehr wichtig, seine Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen zu berücksichtigen. Die Zugfestigkeit ist ein Merkmal, das die Festigkeit des Materials und den Widerstand gegen die Bruchlast berücksichtigt.
Im Vergleich dazu:
| Material des Leiters | Zugfestigkeit, kg/m² |
|---|---|
| Kupfer | 27 – 44,9 |
| Aluminium | 8 – 25 |
Aus der Analyse der Tabelle geht hervor, dass Kupfer eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchung aufweist und Aluminium in dieser Eigenschaft deutlich übertrifft.
Nutzungsdauer
Die Lebensdauer von elektrischen Leitungen hängt von den Betriebsbedingungen und der Umgebung ab. Es ist allgemein anerkannt, dass die Lebensdauer eines Aluminiumkabels unter normalen Betriebsbedingungen 20-30 Jahre beträgt. Andererseits haben Kupferleitungen eine längere Lebensdauer und können bis zu 50 Jahre halten.
Welches Material sollte für die Verkabelung einer Wohnung gewählt werden?
Zu Sowjetzeiten war es üblich, in Wohngebäuden Aluminiumleitungen zu verwenden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Wohngebäude aufgrund der geringen Leistung und der geringen Anzahl elektrischer Geräte keine hohe Belastung für das Stromnetz darstellen. Mit der Entwicklung der Technik und dem Aufkommen einer Vielzahl leistungsfähiger Elektrogeräte im Haushalt sind die Anforderungen an die Qualität und das Material des Elektrokabels erheblich gestiegen. In der modernen Welt werden Aluminiumkabel kaum noch verwendet, wie in den folgenden Vorschriften festgelegt ist elektrische Leitungen im Haushalt sollten aus Kupfer bestehen!
Das ist eine interessante Tatsache! Nur wenige wissen, dass kurz vor der Aluminiumverdrahtung in der Stalinzeit Kupferkabel in Wohnungen verwendet wurden.
Vor- und Nachteile der Aluminiumverkabelung
Die Hauptvorteile von elektrischen Leitungen aus Aluminium sind:
- Geringes GewichtDie Dichte von Aluminium ist geringer und daher ist das Gewicht niedriger. Für einfache Netze mit vielen Kabeln, aber geringer Last ist dies ein praktischer Vorteil.
- Geringe KostenAluminium ist um ein Vielfaches billiger als Kupfer, weshalb Produkte aus diesem Material auch einen niedrigen Preis haben.
- OxidationsbeständigkeitLange Lebensdauer und Oxidationsbeständigkeit, wenn es nicht mit der Umwelt in Berührung kommt.
Zu den Nachteilen dieses Materials gehören:
- Geringe elektrische Leitfähigkeit - Aluminium hat einen hohen spezifischen Widerstand und erwärmt sich, wenn Strom durch das Material fließt. Die elektrischen Vorschriften lassen solche Kabel in Hausinstallationen nicht zu, wenn der Leiterquerschnitt kleiner als 16 mm² ist.
- Schlechte Verbindung - Aufgrund von Oxidationsprozessen und Heiz-/Kühlzyklen verschlechtern sich Aluminiumkabelverbindungen allmählich, was zu fehlerhaften Verdrahtungen oder Kurzschlüssen führen kann.
- Spröde Leiter - Solche Kabel brechen bei Erwärmung leicht, was ebenfalls sehr häufig zu Fehlfunktionen führt.
Vor- und Nachteile von Kupferkabeln
Kupfer ist für die elektrische Verkabelung in Wohn- und Industriegebäuden zugelassen und weit verbreitet. Mit seinen elektrischen Eigenschaften ist es vielen Materialien überlegen und wird nur von Silber übertroffen.
Die Vorteile von Kupferkabeln sind:
- Hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit - Kupfer hat einen relativ geringen Widerstand und leitet den elektrischen Strom effizient, hat einen hohen Wirkungsgrad und erwärmt sich bei entsprechendem Kabelquerschnitt nicht wesentlich.
- Korrosionsbeständigkeit - Kupferleiter können unter allen Betriebs- und Umgebungsbedingungen arbeiten, haben eine lange Lebensdauer und sind praktisch korrosionsfrei.
- Widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchung - Elektrokabel aus Kupfer sind robust, dehnbar und flexibel.
- flexibel und einfach zu installieren - Kupferkabel sind sehr flexibel und lassen sich leicht abwinkeln und in Steckdosen und Schalter einstecken.
Der größte Nachteil von Kupfer ist sein hohe Kosten. Es ist jedoch zu bedenken, dass Sicherheit und Langlebigkeit bei so anspruchsvollen Arbeiten wie der Verkabelung unerlässlich sind. Daher machen sich Kupferkabel trotz ihrer Kosten schnell bezahlt und sind bei richtiger Anwendung sehr lange reparatur- und störungsfrei.
Lohnt es sich, alte Aluminiumdrähte zu ersetzen?
Die Antwort auf diese Frage lautet definitiv und eindeutig: Ja, das ist es wert! Die Verwendung von alten Aluminiumkabeln ist nicht nur ineffizient, sondern bei den heutigen Strombelastungen auch nicht sicher. Außerdem dürfen nach dem PUE keine Aluminiumdrähte für die Installation von Hausinstallation. Wenn sich also die Möglichkeit bietet, die Verkabelung zu ändern, lohnt es sich, sie mit der richtigen Berechnung auf Kupfer umzustellen, Größenordnung Querschnitt und die Anzahl der elektrischen Leitungen.
Bei Elektroinstallationsarbeiten sollte man nicht an der Qualität der Materialien sparen. Die Sicherheit von Personen und der ordnungsgemäße Betrieb von Elektrogeräten im Haus hängen von der richtigen Auswahl und Berechnung der Materialien ab.
Wenn Sie sich dafür entscheiden, die alte Verkabelung beizubehalten, sollten Sie die Schalttafel neu verdrahten, die Leistung begrenzen und jede Leitung so schützen, dass sie 16 A nicht überschreitet (damit Sie nicht befürchten müssen, dass sie überhitzt und irgendwann Feuer fängt).
Kupferkabel sind zwar wesentlich teurer als Aluminiumkabel, aber sie zahlen sich langfristig aus und bereiten dem Nutzer keine Probleme.
Ähnliche Artikel:
