مقایسه کابل مسی با کابل آلومینیومی

انسان ها برای اولین بار حدود 10000 سال پیش شروع به استفاده از مس کردند. برای مدت طولانی تنها فلز شناخته شده و مورد استفاده بود و پس از کشف خواص الکتریکی آن به عنوان رسانای انتخابی برای کاربردهای الکتریکی مورد استفاده قرار گرفت.

با این حال، اشتهای روزافزون ما برای محصولات الکتریکی و در نتیجه تقاضا برای مس، به تدریج هزینه استفاده از مس را به عنوان یک کالا افزایش داده است. در نتیجه، جایگزین‌های ارزان‌تری برای مس دیده‌ایم که به طور فزاینده‌ای برای کاربردهای الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شما می توانید انواع کابل کواکسیال و کابل پاور را از سیم و کابل زیتون تهیه کنید.

آلومینیوم جایگزین پیشرو؟

طبق استاندارد بین المللی مس آنیل شده (IACS)، اگرچه آلومینیوم تنها 61 درصد رسانایی مس را دارد، اما تنها 30 درصد وزن آن است و بنابراین به طور قابل توجهی ارزان تر است.

بنابراین، آیا این بدان معناست که ما باید آلومینیوم را به جای مس برای کاربردهای الکتریکی انتخاب کنیم؟

نه لزوما - زیرا مشکلاتی وجود دارد که باید به آنها توجه کنیم.

مشکلات استفاده از آلومینیوم

ضرب المثل قدیمی «اگر برای درست بودن خیلی خوب به نظر می رسد، احتمالاً درست است» را می توان به درستی در بحث مس و آلومینیوم به کار برد، به ویژه در مورد هزینه و رسانایی.

آیا واقعا ارزان تر است؟

روی کاغذ، خرید کابل‌های آلومینیومی ارزان‌تر به نظر می‌رسد، اما این هزینه و تلاش اضافی برای نصب کابل‌های آلومینیومی کمتر انعطاف‌پذیر را در نظر نمی‌گیرد. به همین دلیل است که کابل‌های مسی هنوز عمدتاً برای بخش‌های ولتاژ پایین کار استفاده می‌شوند، مگر در شرایطی که کابل‌های سربار نصب می‌شوند و وزن یک عامل است.

تفاوت رسانایی بین مس و آلومینیوم چیست؟

کابل آلومینیومی به سطح مقطع بزرگتری برای مطابقت با رسانایی کابل مسی معادل نیاز دارد. این تفاوت بر چندین عامل تأثیر می گذارد و ممکن است در کاربردهای خاص محدود کننده باشد. به عنوان یک نشانه، یک کابل آلومینیومی به سطح مقطع 56٪ بزرگتر برای دستیابی به همان قابلیت رسانایی کابل مسی نیاز دارد. مشکلات جایگزینی مس با هادی آلومینیومی معادل چیست و چگونه بر صرفه جویی های پیش بینی شده تأثیر می گذارد؟

اگر در زیر زمین اجرا شود، اندازه و تعداد مجراها باید افزایش یابد تا با سطح مقطع کابل آلومینیومی افزایش یافته مطابقت داشته باشد.

اگر در بالای زمین اجرا شود، عرض سینی کابل باید افزایش یابد تا کابل های آلومینیومی بزرگتر و اضافی را در خود جای دهد.

نصب کابل های آلومینیومی به دلیل انعطاف پذیری و اندازه دشوارتر است.

کابل آلومینیومی کمتری را می توان روی یک درام ذخیره کرد و این می تواند منجر به در دسترس بودن کابل های کوتاه تر شود و به طور بالقوه به اتصالات کابل بیشتری نیاز داشته باشد و خطر خرابی سیستم را افزایش دهد.

مس رسانای حرارتی بیشتری نسبت به آلومینیوم است، اما زمانی که اندازه کابل های بزرگتر در نظر گرفته شود، تفاوت ها ناچیز می شوند. اندازه کابل آلومینیومی بزرگتر میزان افتادگی را افزایش می دهد و ممکن است نیروهای مخربی را روی اتصالات وارد کند.

اندازه های موجود کابل های آلومینیومی کوچکتر محدود است، کابل آلومینیومی فقط در سطح مقطع اسمی حداقل 16 میلی متر مربع موجود است.

برای جلوگیری از اکسیداسیون بین اتصالات آلومینیومی و مسی، در هر نقطه پایانی در تابلو برق، گیره های دو فلزی مورد نیاز است.

افت ولتاژ (mV/A.m) برای کابل های آلومینیومی بیشتر از کابل مسی معادل است (همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است). این ممکن است مستلزم افزایش اندازه کابل های آلومینیومی باشد تا افت ولتاژ را در محدوده های تعیین شده کاهش دهد و در نتیجه سود کلی هزینه را کاهش دهد. این امر هنگام مقایسه کابل های سایز کوچکتر قابل توجه تر است، به عنوان مثال. Cu 95mm² با Al 120mm²، که در آن تفاوت قیمت در مقایسه با "هزینه های پنهان" تغییر به آلومینیوم ناچیز است.

چندین عامل دیگر برای استفاده گسترده از کابل های مسی وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند:

شرایط محیطی برای نصب کابل آلومینیومی در مکانی نمکی که ممکن است خطر اکسیداسیون وجود داشته باشد باید در نظر گرفته شود.

آلومینیوم در دمای اتاق خزش قابل توجهی را نشان می دهد که برای فشار تماس (اتصالات) در مقایسه با نرخ مشابه خزش مس در 150 درجه اعمال می شود.

از دیدگاه طراحی، نشان داده شده است که تغییر از کابل های مسی به کابل های آلومینیومی می تواند منجر به تغییرات اساسی در سیستم توزیع برق شود. از نظر ریاضی، این تغییرات ناشی از افزایش افت ولتاژ و هدایت است. AS/NZS 3008.1.1:2017 معیارهایی را که یک کابل باید از جمله ظرفیت حمل جریان، افت ولتاژ و افزایش دمای اتصال کوتاه داشته باشد، ترسیم می کند. هنگامی که در تاسیسات بزرگتر اعمال می شود، اثرات می تواند بر اندازه تابلوهای برق و انتخاب قطع کننده های مدار نیز تاثیر بگذارد. افزایش در مقادیر و اندازه لوله‌ها و چاله‌های کابل را نمی‌توان نادیده گرفت زیرا این امر پیامدهای هزینه بیشتری را به همراه خواهد داشت.

همه اینها تنها پس از انجام جایگزینی در مقایسه با محاسبه اصلی قابل تعیین است، جایگزینی که واقعاً باید در ارتباط با انتظارات چرخه عمر نصب در نظر گرفته شود.

این یک مبادله شبیه به مشابه نیست

با در نظر گرفتن این خطرات و مشکلات احتمالی جایگزینی مس به جای آلومینیوم، جای تعجب نیست که کابل مسی همچنان محصول انتخابی اکثر طراحان برق است. با در نظر گرفتن هزینه های چرخه عمر، مزایای مالی کابل آلومینیومی در مقایسه با کابل مسی برتر از نظر فنی، درخشش خود را از دست می دهند.

اگر به فکر استفاده از آلومینیوم به جای مس در پروژه بعدی خود بوده اید و می خواهید هر گونه راهنمایی یا بحث در مورد گزینه های خود داشته باشید، با مهندس برق اصلی ما، کلاید پلو، تماس بگیرید.

سیم ها هادی هایی هستند که برای هدایت جریان الکتریسیته یا الکترون استفاده می شوند. فلزات مغناطیسی و غیر مغناطیسی هر دو رسانا هستند، اما فلزات غیر مغناطیسی بهترین هستند. فلزات مختلفی برای این منظور در صنایع مورد استفاده قرار می گیرد، اما فلزات مورد استفاده آلومینیوم و مس هستند. هر دو سیم آلومینیوم و مس برای مدت بسیار طولانی مورد استفاده قرار می گیرند و هر دو دارای خواص متفاوتی هستند.

سیم آلومینیومی در مقابل سیم مسی

تفاوت اصلی سیم آلومینیوم و سیم مسی در این است که هر دو دارای خواص متفاوتی هستند و این به دلیل فلز مربوط به آنها است. وزن، هزینه، رسانایی، شکل پذیری، کشش، رنگ، مقاومت در برابر دما و بسیاری موارد دیگر متفاوت است. سیم‌های آلومینیومی در مقایسه با سیم‌های مسی بسیار ارزان‌تر، رسانایی کمتر، انعطاف‌پذیر و کششی، سبک‌تر و خورنده هستند.

مفتول های آلومینیومی مقرون به صرفه تر هستند و سیم سبک تر هستند که استفاده از آن را افزایش می دهد. اگرچه سیم آلومینیومی به دلیل ماهیت خورنده نمی تواند در هر مکان استفاده شود. و ساخت سیم از آلومینیوم به دلیل ماهیت کمتر کششی و شکل پذیری آن کمی دشوار است.

سیم های مسی را می توان به راحتی از مس تهیه کرد زیرا انعطاف پذیری و کشش بیشتری دارد و همچنین می توان از آن در مکان های بیشتری حتی در دمای بالا استفاده کرد، اما تنها عیب آن قیمت و وزن آن است. سیم مسی مقرون به صرفه نیست. آنها واقعا گران هستند و از نظر وزن سنگین تر هستند.

منبع: https://dmaengineers.com.au/2020/12/03/copper-vs-aluminium-cables-which-is-best-for-electrical-installations/