Miedź a kabel aluminiowy: jak wybrać odpowiedni przewód

Porównanie kabli miedzianych i aluminiowych nie jest kwestią jakości. Oba metale spełniają te same normy, a odpowiednio dobrane instalacje działają przez dziesięciolecia. Wybór stanowi kompromis między kosztem a objętością, wagą i sposobem wykonania połączeń końcowych. Poprawny dobór przekłada się na realne oszczędności. Błędny wybór kończy się awarią złączy w trzecim roku eksploatacji.

Niniejszy poradnik porównuje oba metale pod względem parametrów decydujących o realizacji projektu, a następnie wskazuje, co należy umieścić w zapytaniu ofertowym.

Porównanie kabli miedzianych i aluminiowych sprowadza się do kosztu na Amper

Cena za tonę może mylić. Aluminium jest znacznie tańsze za kilogram, więc pierwsza wycena wygląda korzystnie. Jednak aluminium przy tym samym przekroju przenosi mniej prądu, więc potrzebujesz więcej metalu do wykonania tego samego zadania. Rzetelnym miernikiem jest koszt na amper mocy znamionowej, a nie koszt za rolkę kabla.

Po dobraniu przekroju każdej opcji do tego samego obciążenia różnica się zmniejsza. Rzadko zanika całkowicie, a na długich odcinkach aluminium nadal wygrywa. Tymczasem na krótkich odcinkach robocizna i połączenia końcowe mogą zniwelować oszczędności na metalu. W praktyce długość trasy decyduje bardziej niż cena metalu.

Należy tu wspomnieć o jednym aspekcie. Porównanie kabli miedzianych i aluminiowych musi opierać się na tej samej normie dla obu stron. Jeśli jedna oferta spełnia normę IEC 60502, a druga odnosi się do lokalnych przepisów, dane w ogóle nie są porównywalne. Dopiero wtedy porównaj rezystancję żyły miedzianej na tej samej podstawie.

Porównanie obu metali na pięciu płaszczyznach

Zacznijmy od przewodności. Miedź przenosi więcej prądu na milimetr kwadratowy, więc kabel z przewodem aluminiowym dla tego samego obciążenia wymaga większego przekroju. Ta zależność sprawia, że oba materiały nigdy nie są bezpośrednio zamienne. Porównaj rezystancję żyły miedzianej z analogiczną wartością dla aluminium, a różnica w przekrojach stanie się oczywista.

Następnie porównajmy wagę. Aluminium przy tej samej przewodności jest znacznie lżejsze, co ma znaczenie w przypadku linii napowietrznych, długich przeciągów oraz konstrukcji z ograniczeniem nośności. Kolejnym aspektem jest rozszerzalność cieplna. Aluminium rozszerza się bardziej pod wpływem temperatury, więc złącze musi wytrzymać ten ruch.

Korozja to czwarta miara. Aluminium tworzy warstwę tlenkową, która chroni je w powietrzu i dobrze opiera się wielu warunkom atmosferycznym. Jednak w miejscu połączenia miedzi z aluminium wilgoć i sól wywołują korozję galwaniczną. Ten pojedynczy aspekt tłumaczy większość awarii, które przypisuje się samemu metalowi.

Na koniec porównajmy zachowanie każdego metalu w punkcie przyłączeniowym. Miedź stabilnie utrzymuje napięcie śruby. Aluminium tak nie działa, a ta różnica determinuje całą poniższą część dotyczącą połączeń końcowych.

W jakich zastosowaniach wygrywa kabel z przewodnikiem aluminiowym

Długie trasy i ograniczenia wagi przemawiają na korzyść aluminium. Długie odcinki zasilające do odległych budynków, linie napowietrzne między wieżami oraz pionowe ciągi w wieżowcach odnoszą korzyści. Koszt na amper spada, a konstrukcja jest mniej obciążona.

Duże przekroje również przemawiają na korzyść aluminium. Powyżej pewnego przekroju miedź staje się sztywna i ciężka, a wykonanie połączeń końcowych jest trudniejsze. Kabel z przewodem aluminiowym pozostaje łatwy w obróbce przy przekrojach, w których miedź staje się niepraktyczna. Im większy przekrój przewodu, tym silniejsza argumentacja za wyborem aluminium.

W przypadku krótkich tras argumentacja ta słabnie. Zasilanie rozdzielnicy o długości kilku metrów nie daje dużych oszczędności, a dodatkowa dbałość o połączenia końcowe niweluje korzyści. Dlatego należy oceniać każdy obwód oddzielnie, a nie cały projekt. Właśnie dlatego decyzję dotyczącą kabli miedzianych i aluminiowych najlepiej podejmować linijka po linijce w zestawieniu.

Zakończenie kabla: prawdziwe ryzyko związane z kablami aluminiowymi

Każde zakończenie kabla aluminiowego musi uwzględniać dwa aspekty: warstwę tlenkową i pełzanie. Warstwa tlenkowa chroni metal w powietrzu, ale jednocześnie blokuje uzyskanie dobrego połączenia elektrycznego. Dlatego instalator musi ją zeszlifować i zastosować preparat, który wykluczy dostęp powietrza.

Po drugie, pełzanie to druga kwestia. Aluminium powoli odkształca się pod wpływem śruby zaciskowej, więc połączenie dokręcone w pierwszym dniu może się poluzować po miesiącach. Dlatego należy ponownie dokręcić je zgodnie z harmonogramem producenta. Dlatego też złącze bimetaliczne ma istotne znaczenie wszędzie tam, gdzie kabel łączy się z szyną miedzianą.

Złącze bimetaliczne łączy miedzianą powierzchnię z szyną miedzianą i aluminiową z przewodem. Oddziela oba metale i zapobiega powstawaniu ogniwa galwanicznego. Bez tego elementu złącze ulega korozji od wewnątrz. W związku z tym złącze nie jest dodatkowym akcesorium. Stanowi ono element projektu.

Dopasowanie wyboru do asortymentu produktów

Po ustaleniu wyboru między kablami miedzianymi a aluminiowymi, dalszy przebieg prac zależy od konstrukcji. W przypadku instalacji rozdzielczej niskiego napięcia, kabel elektryczny z żyłą aluminiową izolowany PVC sprawdzi się w większości zastosowań. W przypadku, gdy trasa wymaga wyższej odporności temperaturowej, kabel zasilający aluminiowy izolowany XLPE posiada ten sam przewód, ale lepszą izolację.

Aby dokonać rzetelnego porównania z miedzią, rozważ zastosowanie czteroprzewodowego kabla zasilającego izolowanego PVC. Dobierzmy rozmiary obu opcji do tego samego obciążenia. Takie bezpośrednie porównanie to jedyny rzetelny test. Aby zapoznać się z szerszymi etapami zakupu, które poprzedzają zamówienie, przeczytaj nasz poradnik dotyczący zaopatrzenia w kable i przewody elektryczne.

Co należy umieścić w zapytaniu ofertowym

Krótko mówiąc, określ metal, przekrój, izolację, klasę napięcia i normę. Dodaj trasę i warunki otoczenia dla każdej linii. Następnie podaj metodę zakończenia, ponieważ ten wybór zmienia akcesoria, które musisz zakupić.

Poproś fabrykę o potwierdzenie rozmiaru aluminium pasującego do Twojego projektu miedzianego. Dostawca, który podaje ten sam rozmiar dla obu metali, nie zapoznał się dokładnie z zapytaniem. Dodatkowo zapytaj, jakie zakończenie kabla aluminiowego fabryka poleca dla danego typu dławnicy.

Często zadawane pytania

Czy mogę zastąpić kabel miedziany kablem aluminiowym o tym samym rozmiarze?

Nie. Aluminium przy tym samym przekroju przenosi mniej prądu, więc musisz zastosować większy przekrój.

Czy kabel aluminiowy jest ogólnie tańszy?

Zazwyczaj na długich odcinkach, rzadziej na krótkich. Porównaj koszt na amper, uwzględniając zakończenia kabla.

Dlaczego aluminiowe złącza ulegają awarii?

Warstwa tlenkowa blokuje kontakt, a pełzanie powoduje poluzowanie śruby. Należy zeszlifować, nałożyć preparat i dokręcić ponownie, a także zamontować złącze bimetaliczne.

Czy kabel aluminiowy wymaga specjalnych dławnic?

Często tak. Dławnica musi pasować do przewodu i pancerza oraz musi zabezpieczać przed wilgocią.

Normy, do których odniesiono się w niniejszym poradniku

• IEC 60228, Przewody w kablach izolowanych, wydany przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną.

• IEC 60502-1, Kable energetyczne z izolacją wytłaczaną do 1 kV, wydany przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną.

• IEC 60364-5-52, Systemy okablowania i obciążalność prądowa, wydany przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną.

Podsumowanie

Porównanie kabli miedzianych i aluminiowych to przede wszystkim decyzja dotycząca doboru przekroju, a dopiero potem ceny. Dobierz przekrój obu metali do tego samego obciążenia, porównaj koszt na amper i potraktuj zakończenie kabla jako część projektu. Dzięki temu aluminium stanie się kontrolowaną oszczędnością, a nie potencjalną usterką w przyszłości. Przeczytaj nasz poradnik dotyczący zaopatrzenia w kable i przewody, aby poznać kolejny krok, oraz prześlij nam swój harmonogram kabli, aby otrzymać odpowiedź linijka po linijce.