Почему медные и алюминиевые провода нельзя соединять напрямую?
Два типа проводки можно совместить, если нет возможности везде установить только медь. В таких ситуациях медные провода служат для подачи тока к розеткам и мощным электроприборам, а алюминиевые – на освещение. Таков действующий норматив.
Скрутка двух металлов друг с другом недопустима. Причина кроется в физических свойствах материалов, для которых иногда требуется замена. Металлы обладают разной токопроводимостью. Из-за чего места соединения активно нагреваются. Этому способствует наличие плёнок с окислением, о чём скажет норматив.
Нагрев не увеличивается из-за окислительной плёнки на меди, чего нельзя сказать об алюминии. После охлаждения соединение выглядит иначе. Медная проводка сама от этого страдает.
Потребляемая мощность электрических приборов должна быть меньше, чем номинальная мощность у проводки. Производитель указывает эту характеристику, опираясь на идеальные условия эксплуатации. Огромное влияние на выбор сечения провода оказывает то, какой суммарной мощностью обладают все приборы, находящиеся в доме. Чем больше сечение у изделий массового производства – тем большую нагрузку они способны выдержать. Но увеличение площади сечения ведёт к тому, что провод стоит дороже. Исключением из правила не становится медная проводка.
В конце 2017 года незамеченными для многих электриков остался ряд документов и приказов. Например такой, как приказ №968 от 16 октября 2017г.
Какие же изменения были внесены этим документом и почему это важно для всех, кто занимается электромонтажными работами в жилом фонде. Полный текст приказа можно скачать
Стоит ли проводить замену старой проводки
На данный вопрос ответ всегда будет однозначным – ДА! Одним из моментов, которые говорят в поддержку замены проводки из алюминия, является то, какую максимальную нагрузку она может выдерживать. Даже та электрическая проводка, которая функционирует на 100% и применялась ранее, не сможет выдержать нагрузок современного мира. Но и выполнять установку более мощной электрической проводки (с большим сечением) тоже запрещается, потому что это способно привести к возгоранию. Медный же кабель способен выдерживать уровень современных нагрузок, а также металл является более надежным и пожароустойчивым. По этой причине замена алюминиевой проводки будет стоящим делом. Более того, это отлично, если вы подберете наиболее оптимальный вариант.
Также одним из затрудняющих моментов может стать и финансовая сторона вопроса. Замена электрической проводки в квартире или по всему дому иногда выливается в кругленькую сумму. Кроме того, для полной замены старой проводки требуется пересверлить все жилые комнаты, и если вы не являетесь мастером на все руки, а значит, не сможете справиться с заданием сами, то в таком случае есть другой выход их положения – можно сделать пару отдельных линий, в которых будут медные кабеля, чтобы они брали на себя основную нагрузку электрической сети, а оставшиеся алюминиевые линии будут использованы лишь для освещения. Кроме того, новые провода вы всегда сможете спрятать под плинтус или в косяки двери. Таким образом, вам удастся снизить нагрузка на алюминиевую электрическую проводку, и вы сможете сделать ее более надежной и безопасной.
Да, срок службы электропроводки в многоквартирном доме не вечный, и если вы возьметесь за этот трудоемкий процесс самостоятельно, то приготовьтесь к большим затратам. Во-первых, вам потребуется инструмент для проведения электрического монтажа, и будет прекрасно, если все, что требуется, вы сможете попросить на время у родственников и друзей. Во-вторых, на это стоит выделить время, и это бывает крайне трудно при современном темпе жизни. И, в-третьих, следует быть готовыми к тому, что вы можете потратить на ремонт меньше времени, чем на уборку после него. Но иногда происходят такие жизненные ситуации, когда выполнить полностью или хотя бы частично замену электрической проводки попросту нет возможности, и в этом случае следует знать о самых важных правилах по использованию алюминиевой проводки в современных условиях.
Сравнение алюминиевых и медных проводов по техническим характеристикам
Для того, чтобы понять, чем отличается медь и алюминий, нужно рассмотреть и сравнить их технические характеристики.
Свойства проводников
Основными электрическими свойствами материала проводников являются их удельное электрическое сопротивление, теплопроводность и температурный коэффициент сопротивления. К механическим свойствам можно отнести вес, прочность, удлинение перед разрывом и срок службы в режиме нормальной работы.
Удельное электрическое сопротивление
Удельное электрическое сопротивление – это способность материала оказывать сопротивление электрическому току при его протекании через проводник. Эта характеристика вычисляется по формуле:
Ρ = r⋅S/l,
где l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения, r – сопротивление.
Для сравнения:
Материал проводника | Удельное электрическое сопротивление, Ом·мм²/м |
---|---|
Медь | 0,0175 |
Алюминий | 0,0300 |
Как видно из этой таблицы, у меди удельное сопротивление ниже и, соответственно, она меньше нагревается и лучше проводит электрический ток.
Теплопроводность
Теплопроводность – это свойство проводника, которое показывает количество тепла, которое проходит в единицу времени через слой вещества
Для расчёта электрического кабеля данная характеристика является достаточно важной, так как от неё зависит безопасная эксплуатация электропроводки. Чем выше теплопроводность материала, тем он меньше нагревается и лучше отдает лишнее тепло. Для сравнения:
Для сравнения:
Материал проводника | Теплопроводность, Вт/(м·К) |
---|---|
Медь | 401 |
Алюминий | 202—236 |
Температурный коэффициент сопротивления
При нагревании различных материалов их электропроводимость изменяется. Характеристикой, которая показывает это изменение называется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Это значение выявляют с помощью специального измерителя ТКС и берут среднее значение этого коэффициента.
Для сравнения:
Материал проводника | Температурный коэффициент сопротивления, 10-3/K |
---|---|
Медь | 4,0 |
Алюминий | 4,3 |
Чем меньше температурный коэффициент сопротивления, тем большей стабильностью обладает проводник.
Вес и электропроводимость проводника
Медь намного тяжелее алюминия. Её плотность составляет 8900 кг/м³, а плотность алюминия 2700 кг/м³. Это означает, что проводник из меди будет тяжелее аналогичного по размеру алюминиевого провода в 3,4 раза.
Важно понимать, что электропроводимость меди более чем на 50% выше, чем у алюминия и, соответственно, чтобы проводник из алюминия мог провести такой же ток он должен быть больше медного на 50%. Поэтому эффективнее использовать медный проводник, чем кабель из алюминиевого материала. Поэтому эффективнее использовать медный проводник, чем кабель из алюминиевого материала
Поэтому эффективнее использовать медный проводник, чем кабель из алюминиевого материала.
Удлинение перед разрывом и прочность
Электрический кабель может работать в различных режимах и условиях эксплуатации, поэтому при выборе проводника очень важно учитывать его стойкость к механическим нагрузкам. Сопротивление на разрыв – характеристика, которая учитывает прочность материала и противодействие разрушающей нагрузке. Для сравнения:
Для сравнения:
Материал проводника | Предел прочности на разрыв, кг/м² |
---|---|
Медь | 27 – 44,9 |
Алюминий | 8 – 25 |
Исходя из анализа таблицы хорошо видно, что медь обладает высокой стойкостью к механическому воздействию и существенно превосходит алюминий по такой характеристике.
Срок службы
Срок службы электрической проводки зависит от условий эксплуатации и окружающей среды. Принято считать, что срок службы алюминиевого кабеля в нормальных условиях работы составляет 20-30 лет. В то же время медная проводка служит значительно дольше и срок её службы может достигать до 50 лет.
Требования по удалению старой проводки
Прежде всего нужно обесточить пакетный переключатель. Это исключит вероятность удара током. Следующий этап – демонтаж старой проводки и оборудования.
Приступать к демонтажу лучше всего с распределительных коробок. Крышки, согласно планировке, расположены на стенах под потолком. С самого начала находят вводный провод, тщательно изолируют и обрезают. После этого можно приступать к извлечению оставшихся проводов.
Если кабельные каналы находятся в ненадлежащем состоянии, протянуть через них новую проводку не представляется возможным. В таких случаях электрики советуют оставлять старые коммуникации нетронутыми, а новые проложить на поверхности стен.
Номинальный срок службы
Этот показатель имеет теоретический характер, он используется конструкторами при разработке проекта. Обозначает временной промежуток, в течение которого кабеля при условии соблюдения правил их эксплуатации будут исправно обеспечивать доставку электроэнергии конечным потребителям. Пример: для кабеля NYM, работающего в температурном диапазоне от -50 до +50 °С, нагрузка по напряжению на который не превышает 660 вольт, этот срок составляет 25-30 лет.
Как правило, гарантируемый производителем срок службы проводов и кабелей меньше номинального. Например, в случае с вышеупомянутым кабелем NYM конструктор закладывает в документацию номинальный срок эксплуатации 25-30 лет, производитель же дает гарантию только на 5 лет. Это означает, что при возникновении пробоя в кабеле (или при его расплавлении), отслужившем менее этого времени, производитель заменит его бесплатно.
Но есть один важный момент. Бесплатная замена проводится только при соблюдении целого ряда условий:
- фирма-продавец обеспечила соответствие описанным производителем условиям хранения;
- при транспортировке не нарушались правила ее проведения, также описанные поставщиком;
- монтаж проводился организацией или частным лицом, имеющим соответствующую лицензию;
- реальные условия эксплуатации не выходили за рамки значений, указанных производителем.
Если кабель был перегрет, если на него было подано напряжение выше максимального расчетного, или была превышена максимальная сила тока, гарантия аннулируется.
Как выбирать провода?
В электропроводке провода – самая важная деталь. Длительно допустимая токовая нагрузка – главный фактор, о котором следует знать перед покупкой. Это величина тока, которую изделие способно пропускать на протяжении длительного срока. При производстве это учитывается.
Сначала считают мощность всех электроприборов в квартире, чтобы определить этот параметр. Затем находят силу тока, после чего – смотрят на таблицу соответствия. Выбирается ближайшее большее значение, если расчётные и табличное значения тока не совпадают. Это позволит оптимально сохранить срок службы электропроводки.
Основные недостатки «старой проводки»
Старая алюминиевая проводка прокладывалась во времена, когда в квартирах советских граждан не было мощных энергопотребителей: стиральных машин, кухонных комбайнов, пылесосов, микроволновок и прочей современной техники. Таким образом, сечение жил просто не предназначено для таких нагрузок, что и становится частой причиной пожаров.
Эксплуатация также опасна по причинам:
- Высокому показателю «ползучести».
- Низкой пластичности.
- Высокому температурному порогу.
- Склонности к вступлению контактов в химическую реакцию.
- Возникновению коррозии при соединении с некоторыми другими материалами (сталью, латунью).
Ползучесть
Старые алюминиевые сплавы марки 1350 от нагрузок «ползут». Здесь подразумевается медленный процесс деформации.
Ползучесть алюминия и ослабление контактаИсточник elec.ru
Современная алюминиевая жила отличается большей стойкостью к ползучести, близкой показателям, присущим меди. Такой эффект получается благодаря повышенному содержанию частиц железа.
Пластичность
Алюминиевая проводка марки 1350 применялась строго в состоянии нагартованности Н19. Находясь в таком состоянии сплав приобретает значение предела прочности, которое лишь не на много выше предела текучести. Кроме того, величина относительного удлинения лишь 1,5-2%. Этим и объясняется повышенная «хрупкость» алюминиевых жил и их чувствительность к надрезу и вмятине на поверхности.
Изменение пределов прочности и пластичности при нагартовке и отжиге алюминияИсточник Spkab.ru
К сведению, показатели алюминиевых сплавов марки 8030 и 8176 имеют значение относительного удлинения величина которого составляет не меньше 10%.
Температурное расширение
Под воздействием температуры алюминиевая проводка увеличивается в размерах. При остывании – сужается, приобретая первоначальный объём. В сравнении с другими проводниками (медь латунь, сталь), с которыми она контактирует, этот показатель выше. В результате происходящих напряжений происходят пластические деформации, приводящие к снижению площади контакта и к ещё большему нагреву.
Так может происходить соединение с высокой вероятностью нагрева контактовИсточник Infourok.ru
Величина температурного расширения алюминиевой проводки почти не зависит от характеристик легирующего элемента или выбранной технологии. Компенсация образовавшихся микрозазоров осуществляется за счет использования специальных контактных приспособлений, изготовленных из материалов, имеющих близкие показатели расширения.
Образование защитной плёнки
Как уже упоминалось, на свежей поверхности алюминия моментально образуется защитная оксидная плёнка. С одной стороны, она предохраняет сплав от возникновения окислительных процессов. С другой – становится преградой своеобразной диэлектрической помехой. Причём толщина её непосредственно связана с температурой и влажностью окружающего воздуха.
При средней комнатной температуре (21-25°С) толщина защитной плёнки равна 2-50 нм. В результате механического усилия, происходящего в момент затягивания прижимным винтом, она «проламывается». Поэтому, при использовании подходящих соединительных клемм, проблема является не актуальной.
Гальваническая коррозия
Подверженность гальванической коррозии опасна не только для старой алюминиевой проводки, но и контактирующих с неё проводников из других металлов. При нахождении во влажной среде в них может начаться процесс гальванической пары, что приведёт к вышеупомянутому циклу окисления. В результате ухудшается качество контакта, что может привести к перегреву и возгоранию.
Проблема решается аналогичным способом, использованием специальных соединительных клемм или контактной смазки.
Статистика возникновения пожаров из-за неисправности электропроводкиИсточник Spkab.ru
Стоит ли менять алюминиевую проводку в квартире или нет
В старых домах, где алюминиевая проводка сгнила и сыпется при прикосновении к ней, ответ может быть только один — срочно необходимо менять ее на медную электропроводку. Конечно затраты будут, но со старой электропроводкой вы можете потерять значительно больше.
Алюминиевая проводка в квартире
Иногда алюминиевая проводки может быть в удовлетворительном состоянии, когда она использовалась в сухих помещениях и не перегревалась. По составу советский алюминий соответствовал ГОСТу, который выдерживал многократные перегрузки, не имел такую ломкость как сегодняшний, китайский алюминий, да и российский тоже.
Чтобы сломать советский алюминий, нужно было хорошо постараться. Сечение алюминиевого провода того времени, соответствовало ГОСТу, не как сейчас, сечение провода в 2 мм² называют 2,5 мм² и т д. Кроме того в состав алюминиевого провода входят добавки которые удешевляют его стоимость, но никак не улучшает его характеристики, скорее наоборот.
Ещё один парадокс, если раньше допустимый номинальный ток алюминиевого провода сечением 1 мм² был равен 4 А, то сейчас он стал по-новому ГОСТу равен 7 А (для небольших сечений). При том, что качество алюминиевого провода ухудшилось и занижено сечение.
Зависимость номинального тока от сечения алюминиевых проводов
В случае если старая алюминиевая электропроводка неплохо сохранилась, а количество бытовых приборов значительно выросло, то есть нагрузка электросети в доме возросла, можно рекомендовать не трогать старую алюминиевую проводку в квартире, а установить реле приоритета.
С этим реле контроля нагрузки можно без модернизации электропроводки использовать мощность бытовых приборов в 2 раза большую, за счет последовательного включения приборов. Если у вас отсутствует электрический щиток в квартире, тогда нужно его установить. Не ставить же реле приоритета в подъездный щиток. В электрощит также можно установить вводной автомат вместо пробок в подъездном щите.
Ещё одним вариантом можно воспользоваться с небольшой переделкой электропроводки в квартире, при хорошем состоянии алюминиевых проводов. Основной ток нагрузки приходится на такие бытовые приборы как стиральная машина, бойлер, микроволновка, т. е. самую большую нагрузку несет кухня. В данном случае можно заменить алюминиевые провода, на медный кабель, только в помещении кухни.
Стоимость такой модернизации электропроводки будет невысокой. От подъездного щита нужно провести медный кабель с рассчитанным сечением по нагрузке до счетчика в квартире и установить щиток с вводным автоматом, автоматом для стиральной машины, розеток. Также желательно поставить УЗО, реле напряжения и реле приоритета.
УЗО необходимо для безопасности. Реле напряжения ставим обязательно, ведь у вас старая электропроводка и вероятность обрыва нуля очень высокая. Дешевле установить реле напряжения, чем приобретать дорогую бытовую технику заново. В подъездном электрощите нужно заменить все алюминиевые провода, на медный кабель и вывести его на клеммы вводного автомата нового квартирного щитка.
Заземление (при его отсутствии) можно взять с корпуса электрощита в подъезде с болтового соединения. С квартирного щитка лучше вести отдельный медный кабель для всех розеток кухни. Если есть электрическая плита, кабель должен быть также отдельным, от счетчика через автомат на розетку плиты. Освещение кухни можно не трогать.
Монтаж проводки по плинтусу
На кондиционер в комнатах устанавливают отдельный автомат, а медный кабель ведут от квартирного щитка по пластиковому кабельному каналу до плинтуса. Современные плинтуса имеют каналы для электропроводки. По плинтусу подводят кабель до места розетки, и поднимают его до розетки по кабельному каналу.
Такая модернизация обойдется вам значительно дешевле, чем замена электропроводки по всей квартире.
Помогла вам статья?
ДаНет
Особенности соединения жил на улице
Выполняя укладку кабелей на улице, надо учитывать негативное воздействие внешних факторов на кабельную линию. К уменьшению ресурса использования проводов приведут их обледенения, а также воздействие дождя. Поэтому монтажные работы по прокладке и соединению должны осуществляться в герметичных и закрытых конструкциях. Проводка будет максимально устойчива к воздействию пониженных температур и лучам солнца. Если соединения выполняются на столбах или на крышах, то рекомендуется использовать специальные прокалывающие зажимы.
Канал «Советы электрика» подробно рассказал о реализации герметичного соединения двух проводников.
Общие сведения
Достоинства
Для начала стоит сразу же отметить тот факт, что алюминиевая проводка не является самой надежной и качественной, и не способна хвастаться какими-то особенными заслугами по сравнению с остальными видами. Но как бы там ни было, именно этот вид электрической проводки и проведен во многих домах еще советской постройки и квартир (хрущевок).
Если говорить согласно главе 7.1. ПУЭ, пункт 7.1.34 электрическая проводка должна быть выполнена с кабелями, которые имеют медные жилы. Алюминиевые кабели и провода, сечение жил которых от 2.5 квадратных миллиметров допускается использовать для подключения отдельных электрических приборов, которые можно отнести к инженерному оборудованию или при подключении мощного электрического оборудования при помощи алюминиевого кабеля с сечением жил начиная от 16 квадратных миллиметров.
В соответствии со всем сказанным выше на данный момент алюминий в электрической проводке чаще всего используется в кабелях силиконового типа с большим сечением (речь идет о десятках и сотнях квадратных метров), где крайне важным фактором является стоимость и вес материала. В таком случае экономия бывает очень даже ощутимой – алюминий является достаточно дешевым металлом, а количество использованного материала все равно дает возможность тратить меньше, если сравнивать с остальными типами проводов. Истинным примером тому будет невероятная популярность СИП проводов, жилы которых сделаны именно из алюминия. Для воздушной прокладки кабеля данный проводник будет одним из самых лучших и подходящих для ситуации. При этом согласно ПУЭ, главе 2.1. пункту 2.1.14 и главе 7.1. пункту 7.1.131 сечение алюминиевого кабеля для ответвления по воздуху должно быть не менее 16 квадратных метров. Но все-таки в новых, недавно построенных домах уже давно не используется алюминиевая проводка, и на это есть свои причины.
Недостатки
А вот недостатков у такого типа проводов есть, и при этом достаточно много:
- Металл текучий. Алюминий имеет свойства растягиваться, что имеет крайне негативные последствия при случае, если соединение проводов винтового типа. Соединения проводов спустя какое-то время начинают ослабевать, даже перегреваться, подгорать и окисляться, вплоть до полной потери контакта.
- Ломкость алюминия как металла. При старении и большой эксплуатационном сроке провода попросту начинают переламываться, и это чаще всего бывает при частых нагрузках и перегревании. Это тоже следует обязательно учитывать, когда вы будете перезаделывать скрутки старого типа – во время раскручивания и повторного скручивания есть огромной риск того, что жила просто-напросто переломиться.
Все описанные выше недостатки в той или иной мере в самом конце приводят к тому, что вся система электрического снабжения становится недолговечной и ее эксплуатационный срок уменьшается в несколько раз. А на вопрос о том, каков срок службы электропроводки в квартире, вы получите правдивый, и самое главное – исчерпывающий ответ – столько, сколько прослужит ее изоляционный слой. В зависимости от способа прокладки и условий эксплуатационный срок будет равен от 5 до 27 лет.
Немного о важных факторах
Данные факторы могут стать реальной причиной возгорания домашней электрической сети, и как следствие, может появиться пожар. Наглядно увидеть, насколько это бывает опасно, и какие еще таятся угрозы в алюминиевой электрической проводке, можно в видеоролике. Именно по этой причине мы настоятельно не советуем использовать такой тип проводов для дома или квартиры, и особенно, если вы хотите сделать проводку в деревянном доме или просто на даче, где редко бываете.
Преимущества медной электропроводки
Медная электропроводка устойчива к изгибам, не обламывается, во время длительного использования у нее лучшая электропроводимость, окисление концевых проводов никак не влияет на работоспособность. Стоит заметить, что по новым правилам строительно-монтажных работ, закладывается исключительно медная электропроводка, алюминиевая в расчет не берется из-за выше перечисленных недостатков.
Сложную реконструкцию по замене электропроводки, полную или частичную, самостоятельно осуществить удается не каждому. Если вам не под силу произвести преобразования, приглашать первого попавшего электрика не советую. Для грамотной замены электропроводки наймите толкового электрика.
При укладке новой проводки собственник помещения стремится сделать все так, чтобы к этой операции не возвращаться, поэтому при проведении ремонта или в процессе строительства всегда интересуется, сколько составляет срок службы провода. При этом нередко возникает путаница в определении самого понятия срока службы – конструкторы, производители кабелей и электрики оперируют разными цифрами. Поэтому для начала определимся с терминологией.
Принципы монтажа электропроводки в квартире или загородном доме
От счетчика кабели протягиваются в каждую комнату к распределительным коробкам, из которых раскидываются линии к каждой электроточке. Лучше разделить питание освещения и розеток, использовав отдельные линии. На освещение пускают ветку из двухжильного кабеля, для подключения розеток следует использовать рассчитанный на нагрузку до 15 ампер трехжильный провод ВВГ 3×1,5. Как правило, пропускной способности данного кабеля достаточно. Точнее определить марку провода, ведущего к розеткам, можно, рассчитав нагрузку. Для этого требуется сложить суммарную мощность всех электроприборов, которые будут подключаться к ветке и прибавить еще 5%. Полученное значение в ваттах делим на 220 и получаем силу тока, исходя из которой, рассчитываем сечение проводов. Если полученное значение составило от 16 до 21, требуется использовать более мощный провод ВВГ 3×2,5. Для подключения электроплиты, бойлера и теплого пола можно проложить отдельный кабель, чтобы разгрузить линию.
Данный способ расчета необходимого сечения провода можно применять и при монтаже ретро-проводки, которая прокладывается открытым способом в современных деревянных домах. При грамотном монтаже крученый двух- и трехжильный декоративный провод смотрится очень стильно. Только следует приобрести специальные розетки, выключатели и распаечные коробки для монтажа на поверхности стены. Также потребуются фарфоровые изоляторы и втулки. Далее поговорим об элементах для электромонтажа более подробно.
В чем опасность алюминиевой проводки?
Срок жизни алюминиевых проводов, значительно меньше чем у проводов медных. Алюминий в большей мере подвержен окислению, и является менее гибким и более мягким металлом (если сравнивать с медными сплавами). Проблема алюминия, особенно сильно проявляется в местах соединений и перегибов в проводке. Повышенная влажность и плохой контакт, — также ускоряют процессы окисления. В последствии, это приводит к перегреву и отгоранию контакта.
Алюминиевая проводка
Так проходит ток через человека
Еще одним минусом старой проводки, является отсутствие третьего, так называемого «безопасного» провода, известного как провод заземления. В старых пятиэтажках, хрущевках, сталинских, и в панельных домах, вплоть до постройки начала 2000х годов. — Заземляющий провод просто не был предусмотрен! Поэтому ставить розетки с заземлением, без замены всех проводов, не имеет никакого практического смысла. В особых, нелепых случаях, это даже может сыграть злую шутку при неправильной установке розеток
! Новые правила требуютзаземления всего электрооборудования, и соответственно наличия безопасного провода во всей электропроводке. Что такое термин заземление, и для чего оно нужно можно прочитать .
Сравнение алюминиевых и медных проводов по техническим характеристикам
Для того, чтобы понять, чем отличается медь и алюминий, нужно рассмотреть и сравнить их технические характеристики.
Свойства проводников
Основными электрическими свойствами материала проводников являются их удельное электрическое сопротивление, теплопроводность и температурный коэффициент сопротивления. К механическим свойствам можно отнести вес, прочность, удлинение перед разрывом и срок службы в режиме нормальной работы.
Удельное электрическое сопротивление
Удельное электрическое сопротивление – это способность материала оказывать сопротивление электрическому току при его протекании через проводник. Эта характеристика вычисляется по формуле:
Ρ = r⋅S/l,
где l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения, r – сопротивление.
Для сравнения:
Материал проводника | Удельное электрическое сопротивление, Ом·мм²/м |
Медь | 0,0175 |
Алюминий | 0,0300 |
Как видно из этой таблицы, у меди удельное сопротивление ниже и, соответственно, она меньше нагревается и лучше проводит электрический ток.
Теплопроводность
Теплопроводность – это свойство проводника, которое показывает количество тепла, которое проходит в единицу времени через слой вещества
Для расчёта электрического кабеля данная характеристика является достаточно важной, так как от неё зависит безопасная эксплуатация электропроводки. Чем выше теплопроводность материала, тем он меньше нагревается и лучше отдает лишнее тепло. Для сравнения:
Для сравнения:
Материал проводника | Теплопроводность, Вт/(м·К) |
Медь | 401 |
Алюминий | 202—236 |
Температурный коэффициент сопротивления
При нагревании различных материалов их электропроводимость изменяется. Характеристикой, которая показывает это изменение называется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Это значение выявляют с помощью специального измерителя ТКС и берут среднее значение этого коэффициента.
Для сравнения:
Материал проводника | Температурный коэффициент сопротивления, 10-3/K |
Медь | 4,0 |
Алюминий | 4,3 |
Чем меньше температурный коэффициент сопротивления, тем большей стабильностью обладает проводник.
Вес и электропроводимость проводника
Медь намного тяжелее алюминия. Её плотность составляет 8900 кг/м³, а плотность алюминия 2700 кг/м³. Это означает, что проводник из меди будет тяжелее аналогичного по размеру алюминиевого провода в 3,4 раза.
Важно понимать, что электропроводимость меди более чем на 50% выше, чем у алюминия и, соответственно, чтобы проводник из алюминия мог провести такой же ток он должен быть больше медного на 50%. Поэтому эффективнее использовать медный проводник, чем кабель из алюминиевого материала. Поэтому эффективнее использовать медный проводник, чем кабель из алюминиевого материала
Поэтому эффективнее использовать медный проводник, чем кабель из алюминиевого материала.
Удлинение перед разрывом и прочность
Электрический кабель может работать в различных режимах и условиях эксплуатации, поэтому при выборе проводника очень важно учитывать его стойкость к механическим нагрузкам. Сопротивление на разрыв – характеристика, которая учитывает прочность материала и противодействие разрушающей нагрузке. Для сравнения:
Для сравнения:
Материал проводника | Предел прочности на разрыв, кг/м² |
Медь | 27 – 44,9 |
Алюминий | 8 – 25 |
Исходя из анализа таблицы хорошо видно, что медь обладает высокой стойкостью к механическому воздействию и существенно превосходит алюминий по такой характеристике.
Срок службы
Срок службы электрической проводки зависит от условий эксплуатации и окружающей среды. Принято считать, что срок службы алюминиевого кабеля в нормальных условиях работы составляет 20-30 лет. В то же время медная проводка служит значительно дольше и срок её службы может достигать до 50 лет.