Так, безумовно, між міддю і алюмінієм існує багато відмінностей при застосуванні їх в електроустановках, таких як провідність, вага, і, один з найважливіших факторів - вартість. У минулому столітті алюміній був більш поширеним металом для виконання таких електротехнічних виробів як запобіжники, шини, автоматичні вимикачі, використовувався для прокладки внутрішніх мереж в житлових та промислових будівлях. Під впливом сучасних тенденцій багато проектувальників активно замінювали в своїх виробах алюміній на мідь, проте останнім часом тенденції знову змінюються, і від міді переходять знову до алюмінію. Вина цього переходу - висока вартість міді.
Дуже часто помилки з приводу міді і алюмінію виникають через використання різних марок металів, використовуваних в електроустановках. У проводах, шинах і другом електрообладнанні використовують чисту мідь. Чистий алюміній слабо підходить для використання в електроустановках, тут мідь має велику перевагу. Однак, необхідно враховувати і те, що металургійна промисловість еволюціонує і створює нові сплави різних металів.
Відповідно різні властивості алюмінію (Al) також можуть зміняться - все залежить від обробки. Наприклад, Al 6101 міцніше, ніж Al 1350. Проте, після термообробки Al 6101 твердне і міцність його підвищується. Різні види металів, наприклад Al 6101 і Al 1350, можуть мати різні властивості в порівнянні з чистою міддю (Cu). Тому в процесі проектування дуже важливо знати властивості матеріалу для конкретного використання.
властивості провідників
Маса, перетин, вартість - три основні чинники при виборі матеріалу провідника. Однак потрібно враховувати й інші фактори. Наприклад, фактори нагріву - як зміниться провідність при нагріванні, наскільки розшириться метал та інші. Як відомо, при нагріванні метали розширюються, відповідно, якщо цей фактор не врахувати, можна отримати деформацію точок контактів. Це властивість особливо актуально при використанні алюмінію або його сплавів, так як його коефіцієнт теплового розширення, в залежності від сплаву, приблизно на 42% більше, ніж у міді. Але також варто відзначити і те, що коефіцієнт тепловіддачі в алюмінію більше ніж у міді.
Рішення знайшли досить просте - збільшили поверхню алюмінієвих шин, що, в свою чергу, збільшило тепловіддачу, і при нагріванні шини не деформувалися. При проектуванні, незалежно від типу провідного матеріалу, необхідно особливу увагу приділити надійним з'єднанням провідників. Це необхідно для запобігання погіршенню якості контактів з плином часу, а також запобігти деформації при тепловому розширенні і повзучості.
Поширеною помилкою є те, що алюміній м'який і повинен використовувати спеціальні роз'єми для стиснення при монтажі. Алюміній може потребувати спеціального покритті для зменшення окислення. Це пов'язано з тим, що окислення може мати суттєвий вплив на якість провідності матеріалу навіть в разі з'єднання Al - Al. Для запобігання процесу окислення часто покривають провідники (це стосується і міді та алюмінію) оловом або сріблом, так як ці матеріали мають хорошу провідність і не схильні до окислення при атмосферних впливах.
Досить проблем може принести і корозія, яка виникає при використанні різнорідних металів в одній системі. Al електрохімічних реагує з міддю при підвищеній вологості (волога діє як електроліт). Провідники з міді і алюмінію з кабельними наконечниками розташовуються в роз'єми, які після зварюються тертям і капсуліруются для запобігання корозійних процесів в з'єднанні Al - Cu. Правильне з'єднання дозволяє максимально уникнути корозійних процесів. Al і мідь сумісні метали, однак не варто забувати те, що при неправильному їх з'єднанні можуть виникати корозійні процеси.
Вага і електрична провідність
Мабуть, не останнім фактором при виборі між алюмінієвими і мідними провідниками є їх електрична провідність. Так, безумовно, мідь має кращу провідність на одиницю об'єму, але алюміній легше, і це його великий плюс. За словами Уве Шенка, менеджера Helukabel - «Неопрацьований Al приблизно на 70% легше Cu. А алюмінієві шини і кабелі приблизно на 60% легше, ніж мідні ».
Однак головним показником все ж є провідність. Al марки Al6101 має практично половинну провідність Cu (56%). Різниця в співвідношеннях маси і електричної провідності виглядає приблизно так, на один фунт Al доводиться приблизно 1,85 фунта Cu. Наприклад, збірка мідних шин важить 550 фунтів, а алюмінієвих 300 фунтів. Така відмінність у вазі може допомогти заощадити не тільки на матеріалах, а й на транспортуванні та навіть навантаження-розвантаження.
Застосування міді і алюмінію в різних електроустановках
Алюміній в електроустановках
Практично у всьому світі застосовується в лініях електропередач ЛЕП і розподільних пристроях. Це викликано меншою вагою і ціною в порівнянні з Cu, що дозволяє зменшувати кількість опор високовольтних ліній при передачі електричної енергії на значні відстані.
В освітлювальних установках і різних соединителях раніше використовувалися латунні контакти. Зараз вони активно замінюються алюмінієвими контактами.
Мідь в електроустановках
Дуже поширена в комунікаційних електроустановках - тут головний її плюс гнучкість, так як дозволяє легко вести монтаж на складних ділянках і при цьому не ламається.
Електричні двигуни і трансформатори - викликано тим, що дані пристрої повинні мати мінімальні габарити і максимальну продуктивність, а так як провідність і гнучкість міді набагато краще алюмінію практично всі виробники електродвигунів і трансформаторів використовують її в своїх виробах.
Обопільне застосування міді і алюмінію
Обидва матеріали можуть активно застосовуватися при монтажі проводки в будинках. У минулому столітті всі внутрішні мережі виконували алюмінієвими проводами. Це дозволяло істотно економити, так як довжина проводки могла досягати декількох кілометрів. В сучасних житлових будинках для монтажу проводки використовують мідь. Її плюси теж очевидні - краще провідність (менший перетин) і найкраща еластичність.
У багатьох склався стереотип, що алюмінієві кабелі та шини це погано. Але при правильному їх застосуванні можна заощадити кошти і отримати хорошу провідність.
Такі електротехнічні пристрої як електричні шини, трансформатори, електричні кабелі також використовують обидва матеріали.