Filo di rame o di alluminio: conduttività, costo, portata e come scegliere

Un alimentatore sotterraneo di 75 metri per un'officina, una stringa CC sul tetto di un edificio commerciale o un montante da 400 V in un impianto di processo: la prima decisione a cui si affida la maggior parte degli ingegneri è il materiale del conduttore. Il rame e l'alluminio sono entrambi conduttori collaudati, ma si comportano in modo molto diverso se si tiene conto della portata, della caduta di tensione, dell'hardware di terminazione, dell'esposizione ambientale e del costo totale di installazione.

Filo di rame vs alluminio: dati affiancati

La tabella seguente riassume le proprietà che contano di più nella scelta reale del cavo. I valori sono dati di riferimento per applicazioni tipiche di cavi e alimentatori per l'edilizia; lo standard del progetto e la temperatura nominale del conduttore potrebbero modificare i numeri.

Differenze tecniche fondamentali tra filo di rame e filo di alluminio

Le differenze iniziano a livello del materiale e si manifestano in ogni decisione a valle, dalla sezione del conduttore alla selezione del connettore.

Dimensionamento di conduttività e portata

Il rame ha una valutazione IACS al 100%, mentre l'alluminio ha una valutazione IACS al 61% circa. Per trasportare la stessa corrente, un conduttore di alluminio necessita di circa 1,6 volte la sezione trasversale del rame, in pratica una o due dimensioni di filo standard maggiori. Laddove un conduttore in rame da 16 mm² è adeguato, nelle stesse condizioni di installazione è generalmente richiesto un conduttore in alluminio da 25 mm².

Peso e maneggevolezza

Il rame ha una densità di 8,89 g/cm³ contro 2,70 g/cm³ dell'alluminio. A parità di portata, il conduttore in alluminio pesa circa la metà. Questo è il motivo per cui le campate delle linee aeree, le passerelle portacavi lunghe e i montanti verticali preferiscono l'alluminio quando il progetto consente una sezione trasversale maggiore.

Dilatazione termica e ciclismo

L'alluminio si espande circa il 35% in più rispetto al rame, con un coefficiente di circa 23 ppm/°C rispetto ai 17 ppm/°C del rame. Durante il ciclo di carico, un conduttore di alluminio si muove maggiormente ad ogni terminazione. Sono obbligatori la coppia corretta, i connettori nominali e un programma di riserraggio.

Comportamento alla corrosione

Il rame forma uno strato superficiale stabile e funziona bene nella maggior parte degli ambienti interni, esterni e costieri. L'alluminio forma quasi istantaneamente uno strato di ossido duro e isolante. In condizioni umide o salate, l'alluminio collegato direttamente al rame o all'ottone può subire corrosione galvanica a meno che non venga utilizzato un connettore di transizione approvato.

Terminazione e connessione

Il rame termina con alette standard e procedure di coppia standard. L'alluminio richiede dispositivi classificati come CO/ALR, composto antiossidante sul conduttore spelato e serraggio periodico. La differenza è piccola per un giunto ma significativa quando un progetto prevede centinaia di terminazioni.

Flessibilità produttiva

Una fabbrica che produce entrambi i materiali conduttori rende la decisione più semplice perché stai confrontando le specifiche piuttosto che i fornitori. Costruzioni del cavo Wuxi Sanxin cavi di alimentazione isolati in plastica con nucleo in rame e con nucleo in alluminio utilizzando gli stessi controlli di processo interni, quindi il passaggio dal rame all'alluminio modifica solo le specifiche del conduttore, non la catena di fornitura.

Rame core and aluminum core plastic insulated power cable with rated voltage o Il cavo Sanxin è un cavo di alimentazione isolato in plastica con nucleo in rame e nucleo in alluminio con tensione nominale di 26/35 kV e inferiore Fornitore e commercio all'ingrosso... Visualizza il prodotto →

Metriche più approfondite: peso, espansione e costo di installazione

Conduttività e ampacità sono solo la parte visibile del confronto. I fattori nascosti, tra cui peso, movimento termico e costo per amplificatore installato, spesso decidono il progetto. Il grafico seguente mostra la differenza relativa tra rame e alluminio quando entrambi sono dimensionati per la stessa portata.

Due fattori di costo nascosti meritano attenzione prima di scegliere un materiale. Il primo è la caduta di tensione. Poiché la resistenza dipende sia dalla resistività che dall'area della sezione trasversale, un conduttore in alluminio opportunamente sovradimensionato soddisfa lo stesso limite di caduta di tensione del rame. Nelle tirature lunghe, il calcolo spesso forza entrambi i materiali ad aumentare di una o due dimensioni e la differenza di costo tra loro solitamente aumenta con l'aumentare della tiratura. Il secondo driver è il riempimento del condotto. Il diametro maggiore dell'alluminio a parità di portata significa un condotto più grande e ciò compensa parte del risparmio di materiale.

Il creep è il terzo fattore che non appare mai sul listino prezzi. L'alluminio puro può deformarsi lentamente sotto pressione costante alle terminazioni, quindi la maggior parte degli alimentatori per edifici moderni utilizza la lega di alluminio della serie AA-8000 anziché l'alluminio di grado EC. La lega e un attento controllo della cordatura migliorano il comportamento a lungo termine della connessione.

Entrambe le questioni portano alla stessa conclusione: la scelta del conduttore dovrebbe essere fatta insieme al produttore del cavo. Il nostro pagina delle funzionalità di fabbrica documenta le fasi di produzione e i controlli di qualità dei conduttori in rame e alluminio, inclusa la selezione della lega, la cordatura e l'estrusione dell'isolamento, in modo da poter verificare ciò che si sta effettivamente specificando.

Dove dominano i conduttori in alluminio: distribuzione industriale

L’alluminio non è un sostituto universale del rame. Domina alcuni settori ed è raro in altri. Di seguito è mostrata la tipica distribuzione del volume dell'uso di conduttori in alluminio nella produzione di cavi.

Nei sistemi fotovoltaici, i cavi CC devono soddisfare standard come EN 50618 o UL 4703. Il rame rimane comune per i cavi a livello di modulo e le interconnessioni brevi, mentre un cavo solare in alluminio diventa interessante per le serie lunghe e gli impianti di grandi dimensioni dove il peso e il costo per metro contano di più.

CAVO SOLARE IN ALLUMINIO Fornitori, Fabbrica - Wuxi Sanxin Cable Co., Ltd. Sanxin Cable è fornitore di CAVI SOLARI IN ALLUMINIO e fabbrica all'ingrosso di CAVI SOLARI IN ALLUMINIO in Cina, ricevi un preventivo personalizzato gratuito Lancia il tuo p... Visualizza il prodotto →

Per gli alimentatori degli edifici, il rame è la scelta tradizionale per piccoli circuiti derivati e carichi sensibili. Al di sopra di circa 25-35 mm², la lega di alluminio diventa lo standard economico, soprattutto quando vengono specificati conduttori certificati AA-8000. Il Cavo in lega di alluminio serie YJLHV-8030 è una sostituzione comune dei cavi da costruzione perché la lega migliora la resistenza allo scorrimento viscoso, il comportamento delle terminazioni e le prestazioni di flessione.

Suppl. cavo in lega di alluminio isolato in polietilene reticolato serie YJLHV 8030 Il cavo Sanxin è fornitore di cavi in lega di alluminio isolati in polietilene reticolato serie YJLHV 8030 e fornitore di cavi incrociati serie YJLHV 8030... Visualizza il prodotto →

Guida alla selezione passo passo: rame o alluminio

Esegui questi passaggi in ordine. Saltare il confronto dei costi di installazione è l’errore più comune nell’approvvigionamento.

Considerazioni sulla manutenzione e sulla conformità

Il rame e l'alluminio richiedono diversi livelli di attenzione alle terminazioni e tali differenze determinano l'affidabilità a lungo termine.

• La coppia non è opzionale. Le terminazioni in alluminio devono essere serrate al valore di coppia pubblicato del connettore. Un serraggio insufficiente provoca il surriscaldamento; un serraggio eccessivo danneggia il conduttore e accelera lo scorrimento.
• Utilizzare l'hardware classificato. Capicorda classificati CO/ALR o Al/Cu, connettori bimetallici per transizioni di metalli misti e composto antiossidante sull'alluminio prima di chiudere il capocorda.
• Non unire mai direttamente rame e alluminio. Un semplice connettore a torsione o un capocorda in rame si guastano nel tempo a causa della corrosione galvanica e dei cicli termici.
• Pianificare un programma di serraggio e ispezione. Per gli alimentatori in alluminio, programmare un controllo termografico e serrare nuovamente dopo i primi cicli di carico, in genere entro 6-12 mesi dalla messa in servizio.
• Segui gli standard per il tuo mercato. La norma IEC 60228 copre le classi di conduttori; La norma IEC 60502 riguarda i cavi di alimentazione isolati XLPE; EN 50618 e UL 4703 riguardano i cavi fotovoltaici. Le linee di media tensione solitamente seguono la norma IEC 60502-2 o le specifiche del servizio locale.
• Acquista da un produttore con controllo di qualità interno documentato. Quando la trafilatura, la cordatura e l'isolamento dei conduttori sono controllati in un unico impianto, i rapporti sui test di tipo e la tracciabilità della produzione sono più facili da ottenere. Ciò è particolarmente importante per i cavi solari certificati e i cavi di alimentazione a media tensione.

Né il rame né l'alluminio sono migliori se isolati. Il rame è il materiale di riferimento per affidabilità, compattezza e prestazioni alla corrosione. L'alluminio è la scelta economica e dal peso ottimizzato per tirature lunghe, alimentatori di grandi dimensioni e impianti solari. Definire innanzitutto il limite di caduta di tensione, l'ambiente di terminazione e il budget dei costi di installazione; il materiale conduttore di solito sceglierà da solo.