一、銅芯電纜比鋁芯電纜的優(yōu)勢(shì):
1.電阻率低:鋁芯電纜的電阻率比銅芯電纜約高1.68倍。
2. 延展性好:銅合金的延展率為20-40%,電工用銅的延展率在30%以上,而鋁合金僅為18%。
3. 強(qiáng)度高:常溫下的允許應(yīng)力,銅比鋁分別高出7-28%。特別是高溫下的應(yīng)力,兩者相差更是甚遠(yuǎn)。
4.抗疲勞:鋁材反復(fù)折彎易斷裂,銅則不易。彈性指標(biāo)方面,銅也比鋁高約1.7-1.8倍。
5. 穩(wěn)定性好,耐腐蝕:銅芯抗氧化,耐腐蝕,而鋁芯容易受氧化和腐蝕。
6. 載流量大:由于電阻率低,同截面的銅芯電纜要比鋁芯電纜允許的載流量(能夠通過(guò)的最大電流)高30%左右
7. 電壓損失低:由于銅芯電纜的電阻率低,在同截面流過(guò)相同電流的情況下。銅芯電纜的電壓降小。因此,同樣的輸電距離,能保證較高的電壓質(zhì)量;或者說(shuō),在允許的電壓降條件下,銅芯電纜輸電能達(dá)到較遠(yuǎn)的距離,即供電覆蓋面積大,有利于臨時(shí)用電供電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃,減少供電點(diǎn)的設(shè)置數(shù)量。
8.發(fā)熱溫度低:在同樣的電流下,同截面的銅芯電纜的發(fā)熱量比鋁芯電纜小得多,使得運(yùn)行更安全。
9. 能耗低:由于銅的電阻率低,相比鋁電纜而言,銅電纜的電能損耗低,這是顯而易見的。這有利于提高發(fā)電利用率和保護(hù)環(huán)境。
10. 抗氧化,耐腐蝕:銅芯電纜的連接頭性能穩(wěn)定,不會(huì)由于氧化而發(fā)生事故。鋁芯電纜的接頭不穩(wěn)定時(shí)常會(huì)由于氧化使接觸電阻增大,發(fā)熱而發(fā)生事故。因此,事故率比銅芯電纜大得多。
11.施工方便:①銅芯柔性好,允許的彎度半徑小,所以拐彎方便,穿管容易;②銅芯抗疲勞、反復(fù)折彎不易斷裂,所以接線方便;③于銅芯的機(jī)械強(qiáng)度高,能承受較大的機(jī)械拉力,給施工敷設(shè)帶來(lái)很大便利,也為機(jī)械化施工創(chuàng)造了條件。
二、鋁芯電纜比銅芯電纜的優(yōu)勢(shì)
1. 價(jià)格便宜:銅桿是鋁桿價(jià)格的3.5倍、銅的比重又是鋁的3.3倍,所以鋁芯電纜比銅芯電纜便宜多的多,適合于低資工程或臨時(shí)用電。
2.電纜很輕:鋁芯電纜的重量是銅芯電纜的40%,施工運(yùn)輸都成本低。
3. 抗氧化,耐腐蝕:鋁在空氣中與氧反應(yīng)很快生成一種氧化膜,能防止進(jìn)一步氧化,所以鋁導(dǎo)線是高電壓、大截面、大跨度架空輸電的必選材料。
三、相關(guān)規(guī)范
民用電氣設(shè)計(jì)規(guī)范(7.4.1):
1,電纜、電線可選用銅芯或鋁芯,民用建筑宜采用銅芯電纜或電線;下列場(chǎng)所應(yīng)選用銅芯電纜或電線:
1)易燃、易爆場(chǎng)所;
2)重要的公共建筑和居住建筑;
3)特別潮濕場(chǎng)所和對(duì)鋁有腐蝕的場(chǎng)所;
4)人員聚集較多的場(chǎng)所;
5)重要的資料室、計(jì)算機(jī)房、重要的庫(kù)房;
6)移動(dòng)設(shè)備或有劇烈振動(dòng)的場(chǎng)所;
7)有特殊規(guī)定的其它場(chǎng)所。
電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范
3.1.1控制電纜應(yīng)選用銅導(dǎo)體。
3.1.2用于下列情況的電力電纜應(yīng)選用銅導(dǎo)體:
1,電機(jī)勵(lì)磁、重要電源、移動(dòng)式電氣設(shè)備等需要保持連接具有高可靠性的回路;
2,振動(dòng)劇烈、有爆炸危險(xiǎn)或?qū)H有腐蝕等嚴(yán)酷的工作環(huán)境;
3,耐火電纜;
4,緊靠高溫設(shè)備布置;
5,安全性要求高的公共設(shè)施;
6,工作電流較大,需增多電纜根數(shù)時(shí)。
3.1.3除限于產(chǎn)品僅有銅導(dǎo)體和第3.1.1、3.1.2條確定的應(yīng)選用銅導(dǎo)體外,電纜導(dǎo)體材質(zhì)可選用銅或鋁導(dǎo)體。
四、鋁芯電纜比銅芯電纜的區(qū)別:
㈠、鋁線與銅線基本有以下區(qū)別:
1.銅線和鋁線的截流量不同。
2.鋁線相對(duì)較便宜。
3.鋁線質(zhì)量更輕。
4.鋁線的機(jī)械強(qiáng)度較差。
5.鋁線在接駁線端極容易氧化,接駁線端氧化后會(huì)出現(xiàn)溫度升高、接觸不良,是引起故障(斷電或斷線)的多發(fā)點(diǎn)。
6.銅線內(nèi)阻小。鋁線比銅線的內(nèi)阻大,但是比銅線散熱快。
主要是載流能力不同和機(jī)械強(qiáng)度不同。銅電阻率0.017,鋁0.029.所以鋁的載流能力是銅的80%左右。機(jī)械強(qiáng)度銅也好很多
㈡、銅芯電纜與鋁電纜的優(yōu)缺點(diǎn)比較:
1. 銅芯電纜電阻率低:鋁芯電纜的電阻率比銅芯電纜約高1.68倍。
2. 銅芯電纜延展性好:
3. 銅芯電纜強(qiáng)度高:常溫下的允許應(yīng)力,銅可達(dá)到20,鋁為15.6kgt/mm2。
4. 銅芯電纜抗疲勞:鋁材反復(fù)折彎易斷裂,銅則不易。
5. 銅芯電纜穩(wěn)定性好,耐腐蝕:銅芯抗氧化,耐腐蝕,而鋁芯容易受氧化和腐蝕。
㈢、銅芯電纜的優(yōu)勢(shì):
1. 銅芯電纜載流量大:由于電阻率低,同截面的銅芯電纜要比鋁芯電纜允許的載流量(能夠通過(guò)的最大電流)高30%左右
2. 銅芯電纜電壓損失低:由于銅芯電纜的電阻率低,在同截面流過(guò)相同電流的情況下。銅芯電纜的電壓降小。因此,同樣的輸電距離,能保證較高的電壓質(zhì)量;或者說(shuō),在允許的電壓降條件下,銅芯電纜輸電能達(dá)到較遠(yuǎn)的距離,即供電覆蓋面積大,有利于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃,減少供電點(diǎn)的設(shè)置數(shù)量。
3. 銅芯電纜發(fā)熱溫度低:在同樣的電流下,同截面的銅芯電纜的發(fā)熱量比鋁芯電纜小得多,使得運(yùn)行更安全。
4. 銅芯電纜能耗低:由于銅的電阻率低,相比鋁電纜而言,銅電纜的電能損耗低,
5. 銅芯電纜抗氧化,耐腐蝕:銅芯電纜的連接頭性能穩(wěn)定,不會(huì)由于氧化而發(fā)生事故。鋁芯電纜的接頭不穩(wěn)定時(shí)常會(huì)由于氧化使接觸電阻增大,發(fā)熱而發(fā)生事故。因此,事故率比銅芯電纜大得多。
6. 銅芯電纜施工方便:由于銅芯柔性好,允許的彎度半徑小,所以拐彎方便,穿管容易;由于銅芯抗疲勞、反復(fù)折彎不易斷裂,所以接線方便;又由于銅芯的機(jī)械強(qiáng)度高,能承受較大的機(jī)械拉力,
同一規(guī)格鋁芯導(dǎo)線載流量約為銅芯的0.7倍,選用鋁芯導(dǎo)線可比銅芯導(dǎo)線大一個(gè)規(guī)格,交聯(lián)聚乙烯絕緣可選用小一檔規(guī)格,耐火電線電纜則應(yīng)選較大規(guī)格。
五、載流量計(jì)算
25 m2的銅電纜 架空敷設(shè)允許載流120a 容量67kw, 直埋是110a ,61kw。
35m2的銅電纜是允許載流147 a 82 kw和允許載流130 a 75 kw,
35m2的鋁線打個(gè)七折,就是允許載流103a 57kw,;允許載流91a,53kw。不如25 m2的銅電纜(容量是以三相380v、cosφ=0.85為基準(zhǔn),若單相220v、cosφ=0.85,容量則應(yīng)×1/3);銅導(dǎo)線相比鋁導(dǎo)線熱穩(wěn)定性要好,額定電流也要大一個(gè)等級(jí),也就是說(shuō)10平方的銅導(dǎo)線和16平方的鋁導(dǎo)線相當(dāng)??垢g性,抗拉強(qiáng)度,抗氧化也比鋁導(dǎo)線好。
《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》中明確規(guī)定:母線與母線、母線與分支線、母線與電氣接線端子搭接時(shí),其搭接面的處理應(yīng)符合下列要求:
(1)銅與銅:在室外,高溫且潮濕或?qū)δ妇€有腐蝕氣體的室內(nèi),必須搪錫;在干燥的室內(nèi)可以直接連接。
(2)鋁與鋁:直接連接。
(3)銅與鋁:在干燥的室內(nèi),銅導(dǎo)體應(yīng)搪錫。室外或空氣相對(duì)濕度接近100%的室內(nèi),應(yīng)采用銅鋁過(guò)渡板,銅端應(yīng)搪錫。與此相應(yīng),銅電纜與鋁電纜連接時(shí)可采用銅鋁連接管,銅電纜和鋁導(dǎo)線連接時(shí)可采用銅鋁端子,銅端應(yīng)搪錫等等。
在選用電線電纜時(shí),一般要注意電線電纜型號(hào)、規(guī)格 (導(dǎo)體截面)的選擇
⒈ 電線電纜型號(hào)的選擇
選用電線電纜時(shí),要考慮用途,敷設(shè)條件及安全性;例如,
根據(jù)用途的不同,可選用電力電纜、架空絕緣電纜、控制電纜等;
根據(jù)敷設(shè)條件的不同,可選用一般塑料絕緣電纜、鋼帶鎧裝電纜、鋼絲鎧裝電纜、防腐電纜等;
根據(jù)安全性要求,可選用不延燃電纜、阻燃電纜、無(wú)鹵阻燃電纜、耐火電纜等。
⒉ 電線電纜規(guī)格的選擇
確定電線電纜的使用規(guī)格 (導(dǎo)體截面)時(shí),一般應(yīng)考慮發(fā)熱,電壓損失,經(jīng)濟(jì)電流密度,機(jī)械強(qiáng)度等選擇條件。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),低壓動(dòng)力線因其負(fù)荷電流較大,故一般先按發(fā)熱條件選擇截面,然后驗(yàn)算其電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度;低壓照明線因其對(duì)電壓水平要求較高,可先按允許電壓損失條件選擇截面,再驗(yàn)算發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度;
盡管鋁芯電纜和便宜,但是銅電纜在電纜供電中,特別是地下電纜供電領(lǐng)域,具有突出的優(yōu)勢(shì)。地下使用銅芯電纜供電具有事故率低、耐腐蝕、可靠性高、施工維護(hù)方便等特點(diǎn)。