Γιατί το αλουμίνιο χρησιμοποιείται στην ηλεκτρική καλωδίωση
Το αλουμίνιο μεταφέρει καλά τον ηλεκτρισμό, είναι περίπου το ένα τρίτο του βάρους του χαλκού και κοστίζει σημαντικά λιγότερο ανά μονάδα αγωγιμότητας. Αυτές οι ιδιότητες το καθιστούν τη φυσική επιλογή για εναέριες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, όπου τα μεγάλα ανοίγματα και η εξοικονόμηση βάρους μειώνουν τα φορτία του πύργου και για μεγάλους αγωγούς τροφοδοσίας σε βιομηχανικές και βοηθητικές εγκαταστάσεις. Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται επίσης σε περιελίξεις μετασχηματιστών, ράβδους ζυγού και επένδυση καλωδίων. Για μια δεδομένη τιμή ρεύματος, ένας αγωγός αλουμινίου πρέπει να είναι μεγαλύτερος σε διατομή-από τον χαλκό, αλλά το χαμηλότερο κόστος υλικού συνήθως καθιστά τη συνολική εγκατάσταση πιο οικονομική.
Ιδιότητες που έχουν σημασία για τους αγωγούς
Η αγωγιμότητα του αλουμινίου είναι περίπου 61 τοις εκατό εκείνης του χαλκού σε βάση όγκου, επομένως ένας αγωγός αλουμινίου χρειάζεται μεγαλύτερη διάμετρο για να μεταφέρει το ίδιο ρεύμα με την ίδια αντίσταση. Με βάση το βάρος, ωστόσο, το αλουμίνιο μεταφέρει περίπου το διπλάσιο ρεύμα από χαλκό για το ίδιο βάρος, γι' αυτό κυριαρχεί στην εναέρια μετάδοση. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του αλουμινίου είναι υψηλότερος από τον χαλκό και το μέταλλο σχηματίζει ένα μονωτικό φιλμ οξειδίου στις εκτεθειμένες επιφάνειες. Και οι δύο παράγοντες επηρεάζουν το σχεδιασμό της σύνδεσης: οι συνδέσεις πρέπει να γίνονται με συμβατά υλικά, αντιοξειδωτικές ενώσεις και κατάλληλη ροπή για να παραμείνουν αξιόπιστες για δεκαετίες υπηρεσίας.
Εφαρμογές σήμερα
Το αλουμίνιο εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως στη διανομή ισχύος-μεγάλης κλίμακας. Οι εναέριες γραμμές μεταφοράς, οι-ζυγοί υποσταθμών υψηλής τάσης, οι μεγάλοι τροφοδότες υπηρεσιών κτιρίου και οι αγωγοί κοινής χρήσης-είναι σχεδόν πάντα αλουμίνιο ή κράμα αλουμινίου. Στις καλωδιώσεις καταστημάτων κατοικιών και εμπορικών χώρων, η σύγχρονη πρακτική χρησιμοποιεί αγωγούς από κράμα αλουμινίου όπως η σειρά AA-8000, οι οποίοι αναπτύχθηκαν για την αντιμετώπιση των προβλημάτων σύνδεσης που παρουσιάζονται με παλαιότερες καλωδιώσεις καθαρού αλουμινίου. Οι ηλεκτρικοί κώδικες ορίζουν πλέον τους απαιτούμενους συνδέσμους, τις μεθόδους εγκατάστασης και τις πρακτικές επιθεώρησης για συστήματα καλωδίωσης αλουμινίου και η σωστά τοποθετημένη καλωδίωση αλουμινίου θεωρείται ασφαλής και ανθεκτική.
Καλωδίωση αλουμινίου έναντι χαλκού
Ο χαλκός προσφέρει υψηλότερη αγωγιμότητα, μεγαλύτερη ολκιμότητα και ευκολότερο τερματισμό και είναι η προεπιλεγμένη επιλογή για κυκλώματα μικρών διακλαδώσεων και ευαίσθητο ηλεκτρονικό εξοπλισμό. Το αλουμίνιο προσφέρει χαμηλότερο κόστος, πολύ χαμηλότερο βάρος και επαρκή αγωγιμότητα όταν έχει το σωστό μέγεθος, καθιστώντας το την οικονομική επιλογή για μεγάλες διαδρομές και μεγάλους αγωγούς. Τα δύο υλικά συνδυάζονται συχνά σε μία εγκατάσταση, για παράδειγμα τροφοδότες εισόδου σέρβις αλουμινίου που συνδέονται με κυκλώματα διακλάδωσης χαλκού μέσω κατάλληλα ονομαστικών ωτίδων. Η σωστή απόφαση εξαρτάται από την τρέχουσα βαθμολογία, τη διάρκεια εκτέλεσης, το περιβάλλον τερματισμού και το κόστος κύκλου ζωής του έργου.
Προφυλάξεις ασφαλείας για καλωδιώσεις αλουμινίου
Οι κίνδυνοι που συνδέονται ιστορικά με την καλωδίωση αλουμινίου προέρχονται από συνδέσεις, όχι από το ίδιο το μέταλλο. Οι χαλαρές συνδέσεις και η οξείδωση στους ακροδέκτες μπορεί να προκαλέσουν υπερθέρμανση και, σε ακραίες περιπτώσεις, πυρκαγιά. Η σύγχρονη πρακτική εξαλείφει αυτούς τους κινδύνους με συνδέσμους που έχουν χαρακτηριστεί ειδικά για αλουμίνιο, αντιοξειδωτικές ενώσεις αρμών, ελεγχόμενο τερματισμό με ροπή-και τακτική επιθεώρηση συνδέσεων υψηλού-ρεύματος. Σε παλαιότερα κτίρια με κυκλώματα διακλάδωσης αλουμινίου, ένας εξουσιοδοτημένος ηλεκτρολόγος θα πρέπει να επαληθεύει την κατάσταση των τερματισμών και, όπου είναι απαραίτητο, να τοποθετεί εκ των υστέρων εγκεκριμένους συνδέσμους ή κοτσίδες με χαλκό. Η τήρηση του ισχύοντος ηλεκτρικού κώδικα είναι το πιο σημαντικό μέτρο ασφαλείας.
FAQ
Ε: Είναι ασφαλής η καλωδίωση αλουμινίου στα σπίτια;
Α: Ναι, όταν έχει εγκατασταθεί σωστά με αλουμινένια-αξιολόγηση και σωστές μεθόδους τερματισμού. Τα προβλήματα που παρατηρήθηκαν σε παλαιότερα σπίτια οφείλονταν σε ασυμβίβαστα εξαρτήματα και κακή κατασκευή, τα οποία αποτρέπουν οι σύγχρονοι κώδικες και οι εκπαιδευμένοι ηλεκτρολόγοι.
Ε: Γιατί το αλουμίνιο οξειδώνεται στις συνδέσεις;
Α: Το αλουμίνιο αντιδρά γρήγορα με τον αέρα για να σχηματίσει ένα λεπτό, σκληρό στρώμα οξειδίου που είναι μονωτής. Στις συνδέσεις, αυτό το οξείδιο αυξάνει την αντίσταση και τη θερμότητα, επομένως χρησιμοποιούνται αντιοξειδωτική πάστα και ονομαστικοί σύνδεσμοι για τον αποκλεισμό αέρα και τη διατήρηση χαμηλής αντίστασης.
Ε: Πώς συγκρίνεται σε μέγεθος το σύρμα αλουμινίου με το χαλκό για το ίδιο φορτίο;
Α: Το αλουμίνιο χρειάζεται μεγαλύτερη διατομή-, περίπου δύο μεγέθη μετρητή μεγαλύτερα σε όρους American Wire Gauge, για να ταιριάζει με την εμβέλεια του χαλκού. Το μεγαλύτερο μέγεθος αντισταθμίζεται από το πολύ χαμηλότερο βάρος και το κόστος του αλουμινίου.
Ε: Τι είναι το αλουμίνιο AA-8000;
A: Το AA-8000 είναι μια οικογένεια κραμάτων αλουμινίου που αναπτύχθηκε ειδικά για την κατασκευή συρμάτων. Η μεταλλουργία και οι μηχανικές ιδιότητές τους σχεδιάστηκαν για να αποτρέψουν τον ερπυσμό και τις αστοχίες σύνδεσης που επηρέασαν παλαιότερους αγωγούς καθαρού αλουμινίου.
Ε: Πού είναι ακόμα συνήθης πρακτική η καλωδίωση αλουμινίου;
Α: Οι εναέριες γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, οι υποσταθμοί κοινής ωφέλειας, οι περιελίξεις μετασχηματιστών, τα συστήματα ζυγών και οι μεγάλοι τροφοδότες κτιρίων χρησιμοποιούν το αλουμίνιο ως βασικό υλικό αγωγού λόγω του βάρους και των πλεονεκτημάτων κόστους του.