Kun suunnitellaan sähkötöitä talossa tai asunnossa, voi herätä kysymys, kumpi on parempi: kupari- vai alumiinijohdot?
Tässä artikkelissa selvitetään, mitä materiaalia tulisi käyttää, kun johdotetaan sähkökaapelista asuintiloissa ja pohtia kupari- ja alumiinijohtimien etuja ja haittoja.
Sisältö
Alumiini- ja kuparikaapeleiden vertailu teknisten ominaisuuksien osalta
Kuparin ja alumiinin erojen ymmärtämiseksi sinun on tarkasteltava ja verrattava niiden ominaisuuksia.
Johtimien ominaisuudet
Johtajamateriaalin tärkeimmät sähköiset ominaisuudet ovat sen sähköinen ominaisresistanssi, lämmönjohtavuus ja lämpötilakerroin. Mekaanisiin ominaisuuksiin kuuluvat paino, lujuus, venymä ennen murtumista ja käyttöikä normaalikäytössä.
Sähköinen resistiivisyys
Sähköinen resistiivisyys - on materiaalin kyky vastustaa sähkövirtaa, kun se virtaa johtimen läpi. Resistanssi lasketaan kaavalla
Ρ = r⋅S/l,
jossa l on johtimen pituus, S on poikkipinta-ala ja r on resistanssi.
Vertailun vuoksi:
| Johtimen materiaali | Sähköinen resistiivisyys, Ohm-mm²/m |
|---|---|
| Kupari | 0,0175 |
| Alumiini | 0,0300 |
Kuten taulukosta näkyy, kuparin ominaisvastus on pienempi, joten se lämpenee vähemmän ja johtaa sähköä paremmin.
Lämmönjohtavuus
Lämmönjohtavuus - on johtimen ominaisuus, joka osoittaa lämpömäärän, joka kulkee ainekerroksen läpi aikayksikköä kohti. Laskeminen sähkökaapeli Tämä ominaisuus on erittäin tärkeä, koska se määrittää sähkölaitteiston turvallisen toiminnan. Mitä korkeampi materiaalin lämmönjohtavuus on, sitä vähemmän se lämpenee ja sitä paremmin se pystyy johtamaan ylimääräisen lämmön pois.
Vertailun vuoksi:
| Johtimen materiaali | Lämmönjohtavuus, W/(m-K) |
|---|---|
| Kupari | 401 |
| Alumiini | 202—236 |
Vastuksen lämpötilakerroin
Kun eri materiaaleja lämmitetään, niiden sähkönjohtavuus muuttuu. Tätä muutosta kuvaavaa ominaisuutta kutsutaan vastuksen lämpötilakertoimeksi (VASTUSKERROIN). Tämä arvo määritetään erityisellä TKC-mittarilla ja otetaan kertoimen keskiarvo.
Huomaa! Vastuksen lämpötilakerroin - on resistanssin suhteellisen muutoksen suhde lämpötilan muutokseen. Sitä kutsutaan nimellä α.
Vertailun vuoksi:
| Johtimen materiaali | Vastuksen lämpötilakerroin, 10-3/K |
|---|---|
| Kupari | 4,0 |
| Alumiini | 4,3 |
Mitä pienempi on vastuksen lämpötilakerroin, sitä vakaampi on johdin.
Johtimen paino ja sähkönjohtavuus
Kupari on paljon alumiinia raskaampaa. Sen tiheys on 8900 kg/m³, kun taas alumiinin tiheys on 2700 kg/m³. Tämä tarkoittaa, että kuparijohdin on 3,4 kertaa raskaampi kuin samankokoinen alumiinijohdin.
On tärkeää ymmärtää, että kuparin sähkönjohtavuus on yli 50 prosenttia suurempi kuin alumiinin, ja siksi alumiinijohtimen on oltava 50 prosenttia suurempi kuin kuparijohtimen, jotta alumiinijohdin voisi johtaa samaa virtaa.
Siksi on tehokkaampaa käyttää kuparijohdinta kuin alumiinikaapelia.
Venymä ennen murtumista ja lujuus
Sähkökaapelit voivat toimia erilaisissa tiloissa ja käyttöolosuhteissa, joten johtimen valinnassa on erittäin tärkeää ottaa huomioon sen kestävyys mekaanista rasitusta vastaan. Vetolujuus on ominaisuus, jossa otetaan huomioon materiaalin lujuus ja murtokuormituksen kestävyys.
Vertailun vuoksi:
| Johtimen materiaali | Vetolujuus, kg/m² |
|---|---|
| Kupari | 27 – 44,9 |
| Alumiini | 8 – 25 |
Taulukon analyysistä käy selvästi ilmi, että kupari kestää hyvin mekaanista rasitusta ja on tässä ominaisuudessa huomattavasti alumiinia parempi.
Käyttöikä
Sähköjohtojen käyttöikä riippuu käyttöolosuhteista ja ympäristöstä. Yleisesti hyväksytään, että alumiinikaapelin käyttöikä normaaleissa käyttöolosuhteissa on 20-30 vuotta. Toisaalta kuparijohtojen käyttöikä on pidempi, ja ne voivat kestää jopa 50 vuotta.
Minkälainen johdotusmateriaali olisi valittava litteään asuntoon?
Neuvostoaikana asuinrakennuksissa käytettiin yleisesti alumiinijohtoja. Tämä johtui siitä, että asuinrakennukset eivät kuormittaneet sähköverkkoa suuresti, koska niiden teho oli pieni ja sähkölaitteita oli vähän. Tekniikan kehittyessä ja kodissa käytettävien tehokkaiden sähkölaitteiden valtavan määrän myötä sähkökaapeleiden laatu- ja materiaalivaatimukset ovat kasvaneet merkittävästi. Nykyaikana alumiinikaapeleita ei käytetä juuri koskaan, kuten seuraavissa säännöksissä säädetään. asuintilojen sähköjohtojen olisi oltava kuparia.!
Tässä on mielenkiintoinen fakta! Moni ei tiedä, mutta juuri ennen alumiinijohtoja, Stalinin aikana, asunnoissa käytettiin kuparijohtoja.
Alumiinijohtojen edut ja haitat
Alumiinisten sähköjohtojen tärkeimmät edut ovat:
- Pieni paino: Alumiinin tiheys on pienempi, joten paino on pienempi. Yksinkertaisissa verkoissa, joissa on paljon kaapeleita mutta vähän kuormitusta, tämä on kätevä etu.
- Alhaiset kustannuksetAlumiini on moninkertaisesti halvempaa kuin kupari, joten tästä materiaalista valmistetut tuotteet ovat myös edullisia.
- hapettumiskestävyysPitkä käyttöikä ja hapettumiskestävyys, jos se ei ole kosketuksissa ympäristön kanssa.
Tämän materiaalin haittoja ovat:
- Alhainen sähkönjohtavuus - Alumiinilla on suuri resistiivisyys, ja se lämpenee, kun sen läpi johdetaan sähköä. Sähkömääräykset ja -määräykset eivät salli tällaisia kaapeleita kotitalouksien virtapiireissä, joiden johtimien poikkipinta-ala on alle 16 mm².
- Huono yhteys - Hapettumisprosessien ja lämmitys-/jäähdytyssyklien vuoksi alumiinikaapelin liitokset heikkenevät vähitellen, mikä voi johtaa virheellisiin johdotuksiin tai oikosulkuihin.
- Hauraat johtimet - tällaiset kaapelit katkeavat helposti kuumennettaessa, mikä myös johtaa hyvin usein toimintahäiriöihin.
Kuparijohtojen edut ja haitat
Kupari on hyväksytty ja sitä käytetään laajalti asuin- ja teollisuusrakennusten sähköjohdoissa. Sähköisten ominaisuuksiensa ansiosta se on monia materiaaleja parempi ja jää hopean jälkeen toiseksi.
Kuparikaapeleiden etuja ovat:
- Korkea sähkön- ja lämmönjohtavuus - Kuparilla on suhteellisen alhainen vastus, ja se johtaa sähkövirtaa tehokkaasti, sillä on korkea hyötysuhde eikä se lämpene merkittävästi oikealla kaapelin poikkileikkauksella.
- Korroosionkestävyys - kuparijohtimet voivat toimia kaikissa käyttö- ja ympäristöolosuhteissa, niillä on pitkä käyttöikä ja ne ovat käytännössä korroosiovapaita.
- Kestää mekaanista rasitusta - Kupariset sähkökaapelit ovat kestäviä, sitkeitä ja joustavia.
- joustava ja helppo asentaa - Kuparikaapelit ovat erittäin taipuisia, ja ne on helppo taivuttaa ja liittää pistorasioihin ja kytkimiin.
Kuparin suurin haittapuoli on sen korkeat kustannukset. On kuitenkin tärkeää ymmärtää, että turvallisuus ja kestävyys ovat olennaisen tärkeitä, kun tehdään niinkin vaativia töitä kuin johdotus. Kustannuksistaan huolimatta kuparijohdot maksavat itsensä nopeasti takaisin, ja oikein käytettynä ne toimivat hyvin pitkään ilman korjauksia tai toimintahäiriöitä.
Kannattaako vanha alumiinijohto vaihtaa?
Vastaus tähän kysymykseen on ehdottomasti ja yksiselitteisesti: kyllä, se kannattaa! Vanhojen alumiinijohtojen käyttö ei ole ainoastaan tehotonta, vaan se ei ole myöskään turvallista nykyisillä sähkökuormilla. Lisäksi PUE:n mukaan alumiinijohtoja ei saa käyttää seuraavien laitteiden asennuksessa talon johdotukset. Jos siis on mahdollisuus vaihtaa johdotusta, se kannattaa vaihtaa kupariin oikean laskelman mukaan, mitoitus poikkileikkaus ja sähkökaapeleiden määrä.
Sähköjohdotustyöt ovat tapaus, jossa materiaalien laadusta ei voi tinkiä. Ihmisten turvallisuus ja sähkölaitteiden oikea toiminta talossa riippuu materiaalien oikeasta valinnasta ja laskennasta.
Jos päätät säilyttää vanhan johdotuksen, sinun on johdotettava kytkentäkaappi uudelleen, rajoitettava tehoa ja suojattava kukin johto siten, ettei se ylitä 16 A:ta (jotta sinun ei tarvitse huolehtia ylikuumenemisesta ja tulipalosta missään vaiheessa).
Vaikka kuparijohto on huomattavasti kalliimpi kuin alumiinijohto, se maksaa itsensä takaisin pitkällä aikavälillä eikä aiheuta käyttäjälle ongelmia.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
