Сравнение медных и алюминиевых ТПЖ

[Aлександр 0]

Силовой кабель используется для передачи переменного тока к конечному потребителю низкого, среднего и высокого напряжения, однако есть отдельные исполнения кабеля, выдерживающие до 330 кВ.

Токопроводящие жилы – сердце кабеля. По сути - это специальная проволока или группа проволок, по которым идет ток. Основные параметры и технические требования к жилам силовых кабелей указаны в ГОСТ 22483-77.

Основные требования к ТПЖ – это низкое электрическое сопротивление, что бы ток мог «свободно», без потери «проходить» по жиле, не нагревая ее.

Существует лишь два материала исполнения жил:

·         алюминий;

·         медь.

У каждого есть свои плюсы и минусы.

Алюминий более распространён в металлопрокате и продукции из металла. С его помощью производят не только ТПЖ, но и другие изделия. К примеру, на авиационный алюминий приходится около 75-80% общей массы современного самолёта, а белый салют и подводный факел являются следствием реакции алюминия и магния.

Алюминий экспортируется в различные страны. Однако в 2013-2016 годах произошёл резкий упадок экспортной возможности алюминия, в связи с чем была сделана переориентировка сбыта продукции на внутренний рынок. Поэтому в последующие года металл активно поставлялся в зарубежные страны.

Несмотря на свою распространённость, алюминий не слишком надёжен в качестве проводки. Дело в том, что данный металл имеет специфические характеристики: мягкость и текучесть. Из-за этого места соединений начинают ослабевать, и конструкция постепенно разрушается. Кроме этого, алюминиевую проводку легко сломать при многократных сгибах.

Преимущества силового кабеля с медными жилами:

 ·         медный провод может выдерживать более высокие нагрузки в течение продолжительного времени;

·         медь имеет более высокую электрическую проводимость.

Несмотря на запрет применения алюминиевой проводки в строительстве, Минэнерго приказом от 16 октября 2017 г даёт решение использовать  современные проводки из алюминиевых сплавов марок 8176 и 8030.

Физико-химические характеристики и токовые нагрузки

Разработанные в скором времени сплавы с точки зрения металлургии не слишком отличаются от чистого алюминия. Добавление легирующих добавок в количестве 0,01% меди и 0,5% железа носят больше маркетинговый ход по патентированию и как следствие монополизации рынка, нежели выигрыш в физических и электрических свойствах. В алюминиевые сплавы входят:

• Железо.

• Медь.

• Алюминий.

Основной проблемой применения алюминия в электротехнике является его активность. Все металлы левее водорода Н более химически активны чем справа. Металлы до Na вообще воспламеняются в контакте с водой, элементы, находящиеся правее от Н с трудом, реагируют даже с кислотами.

Можно рассмотреть это на примере гальванической пары. Применительно к электротехнике это сказывается так - при соединении медного и алюминиевого контактов между ними возникает «гальваническая пара», если учесть, что поверхность как алюминиевого, так и медного проводника покрыта соответствующим оксидом то последние имеют возможность диссоциации, то есть распада на заряженные ионы. Диссоциация возможна благодаря естественной влаге, которая всегда есть в воздухе. Ионы окислов алюминия и меди, будучи мелкими частицами с различным электрическим потенциалом, начинают принимать участие образовании и протекании тока.

Начинается «электролиз», в ходе которого ионы переносят заряды и перемещаются сами. Но, кроме того, ионы – это ведь частицы металлов проводников. При их перемещениях металл разрушается, образовывается пустота и прогалины. Особенно это касается алюминия. Ну, а там, где есть пустоты и раковины, там уже нельзя иметь надёжней электрический контакт. Плохой контакт начинает греться, становится ещё хуже и так далее (вплоть до возгорания).

Недостатки алюминия

Кроме перечисленного, следует выделить такие недостатки данного металла в ТПЖ и любой электротехнике:

• Тенденция к частым замыканиям и возгоранию проводки.

• Ненадёжность дешёвых алюминиевых проводов.

• Трудности в использовании.

В сравнении с удельным сопротивлением меди, удельное сопротивление алюминия составляет 0,0271 Ом/мм2. Это означает, что из-за своей высокой активности металл начинает образовывать оксид алюминия Al2O3, а уже это вещество преобразовывается в диэлектрик с электрической прочностью 10 кВ/мм. Это способствует нагреванию в местах контакта, ионизации токов и т.д. Поэтому происходит критический нагрев или обрыв.

Существуют еще и конструктивные особенности кабеля в зависимости от материала ТПЖ

Если площадь поперечного сечения алюминиевой жилы не превышает 35 мм², используется одиночная проволока. При площади свыше 35 и до 300 мм² может использоваться как одиночная, так и сплетенная из нескольких проволока. При сечении от 300 мм² допустимо использование только жилы из нескольких алюминиевых проволок.

Для медных жил цифры несколько отличаются. При небольшой площади сечения (до 16 мм²) применяются жилы из одинарной проволоки, при сечении от 17 до 95 мм² равно применимы как одиночные, так и множественные проволоки. Если площадь поперечного сечения превышает 120 мм², подходит жила из нескольких проволок.

Силовой кабель с алюминиевой жилой подходит для организации электросетей практически любой протяженности. Алюминий широко распространен и доступен, поэтому в качестве материала обладает главными преимуществами – надежностью и невысокой ценой.

По этой причине если речь идет о кабелях с небольшим поперечным сечением (до 16 мм²), замена алюминиевых на медные вполне оправдана. В тех случаях, когда требуется проложить сеть с большим сечением, стоимость замены возрастает многократно.

В конечном счете следует упомянуть, что технологии всегда развиваются, и в каждой ситуации присутствуют решения, проверенные временем и тысячами людей. Выбор остаётся за мастерами своего дела, дорожащими своей репутацией и предпочитающими надёжность.

Кабельный Завод "Эксперт Кабель" осуществляет выпуск новых кабелей из алюминиевой и медной ТПЖ. Они обеспечивают максимальную пожаробезопасность за счет качественного материала жилы и специальной изоляции из полимерных композиций, которая не содержит галогены и не поддерживает горение.

Если Вам нужна особая конструкция кабеля, то наши специалисты кратчайшие сроки разработают согласно вашему техническому заданию КПП, отвечающую всем требованиям.