Μόνο δύο μέταλλα χρησιμοποιούνται ευρέως ως αγωγοί του ηλεκτρισμού. Επιπλέον, τόσο σε κτίρια κατοικιών όσο και σε βιομηχανικές και βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Ταυτόχρονα, η καλωδίωση αλουμινίου ήταν δημοφιλής κυρίως στη σοβιετική εποχή. Στη σύγχρονη κατασκευή, αυτό το μέταλλο απαγορεύεται για την τοποθέτηση ηλεκτρικών επικοινωνιών, αντικαθίσταται από χαλκό.
Πριν από μισό αιώνα, το φορτίο στο ηλεκτρικό δίκτυο δεν ήταν τόσο μεγάλο σε σύγκριση με σήμερα. Αμετάβλητα χαρακτηριστικά εκείνη την εποχή ήταν ένα ψυγείο, μια τηλεόραση, πολλές λάμπες πυρακτώσεως. Οικογένειες με καλό εισόδημα αγόραζαν ηλεκτρικές σκούπες, σίδερα, φωτιστικά δαπέδου. Όλα αυτά άντεξαν τέλεια την καλωδίωση με διατομή 1,5 mm2.
Ωστόσο, η πρόοδος βαδίζει αδυσώπητα, δεν μπορεί πλέον να σταματήσει. Πλέον, σχεδόν κάθε σπίτι έχει έναν υπολογιστή, ο οποίος, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά, καταναλώνει όχι τόσο λίγο ρεύμα. Μπορείτε επίσης να προσθέσετε φούρνους μικροκυμάτων, αυτόματα πλυντήρια ρούχων και άλλες σύγχρονες τηλεοράσεις και οικιακές συσκευές εδώ.
Από αυτή την άποψη, τίθεται ένα εύλογο ερώτημα σχετικά με τη σκοπιμότητα περαιτέρω εκμετάλλευσης του αλουμινίουκαλωδίωση σε διαμέρισμα ή ιδιωτικό σπίτι. Ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε, αλλά πρώτα - ένα σύντομο θεωρητικό μέρος.
Λίγη θεωρία
Όλοι γνωρίζουμε από τα μαθήματα φυσικής ότι το ηλεκτρικό ρεύμα είναι μια διατεταγμένη κίνηση φορτισμένων σωματιδίων, τα οποία είναι ηλεκτρόνια, τα οποία επηρεάζονται από τις δυνάμεις ενός ηλεκτρικού πεδίου. αυτά τα σωματίδια, που κινούνται κατά μήκος του αγωγού, αναπόφευκτα συναντούν αντίσταση που ονομάζεται αντίσταση, μετρημένη σε ohms (Ω).
Και επειδή οι αγωγοί είναι κυλινδρικοί, ο υπολογισμός της αντίστασης πραγματοποιείται σύμφωνα με αυτόν τον τύπο: r=ρl / s, όπου:
- r - ηλεκτρική αντίσταση του αγωγού (Ωμ);
- ρ – ηλεκτρική ειδική αντίσταση του υλικού αγωγού (Ohmmm2/m);
- l – μήκος αγωγού (m);
- s είναι η περιοχή διατομής του αγωγού (mm2).
Για αυτόν τον λόγο χρησιμοποιούνται αλουμίνιο και χαλκός - λόγω της χαμηλής ειδικής αντίστασης. Για το αλουμίνιο, το r είναι 0,0294 ohmmm2/m, για τον χαλκό είναι ελαφρώς μικρότερο από r – 0,0175 ohmmm2/m.
Κατά την κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων στην καλωδίωση αλουμινίου, θερμαίνεται. Και όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμότητα. Και δεν κάνει καλό. Επιπλέον, η θερμοκρασία εξαρτάται από έναν άλλο δείκτη - την πυκνότητα ρεύματος, που καθορίζεται από τον τύπο: δ \u003d I / s, όπου:
- δ – πυκνότητα ρεύματος, (a/mm2);
- I – τρέχουσα τιμή, (α);
- S – εμβαδόν διατομής αγωγού, (mm2)
Ποιο μέταλλο είναι καλύτεροκατάλληλο μόνο για ηλεκτρικές καλωδιώσεις διαμερισμάτων και ιδιωτικών κατοικιών; Εξετάστε τις ιδιότητες του αλουμινίου και του χαλκού και επίσης αναλύστε, ίσως, όλα τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε καλωδίωσης.
Ιδιότητες αλουμινίου
Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα του αλουμινίου είναι το χαμηλό του βάρος. Για το λόγο αυτό, η τοποθέτηση τέτοιων καλωδίων είναι απλή. Το μικρό βάρος του μετάλλου οφείλεται στη χαμηλή του πυκνότητα, η οποία είναι τρεις φορές μικρότερη από αυτή του σιδήρου και του χαλκού. Αλλά ταυτόχρονα, το στοιχείο 13 δεν είναι κατώτερο από αυτά όσον αφορά τη δύναμη.
Μαζί με την ηλεκτρική αγωγιμότητα, το υλικό έχει επίσης υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Ωστόσο, η καλωδίωση αλουμινίου δεν μπορεί να θερμανθεί πολύ, καθώς το σημείο τήξης του μετάλλου είναι 660°C. Το 13ο στοιχείο του περιοδικού συστήματος του Mendeleev καταλαμβάνει την τρίτη θέση όσον αφορά την κατανομή στον φλοιό της γης, δίνοντας τη θέση του στο οξυγόνο και το πυρίτιο μεταξύ όλων των ατόμων. Αλλά σε σύγκριση με άλλα μέταλλα, το αλουμίνιο έρχεται πρώτο.
Ιδιότητες χαλκού
Ο χαλκός είναι ένα φυλλωτό ροζ-κόκκινο μέταλλο, όπως το αλουμίνιο, έχει υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Λιώνει στους 1083°C και βράζει στους 2567°C. Η πυκνότητα του χαλκού είναι 8,92 g/cm3. Όταν αλληλεπιδρά με τον αέρα, σχηματίζεται ένα πυκνό πράσινο-γκρι φιλμ, το οποίο προστατεύει το μέταλλο από περαιτέρω οξείδωση.
Στη φύση, το μέταλλο μπορεί να εμφανιστεί στην καθαρή του μορφή - τα ψήγματα σε αυτή την περίπτωση φτάνουν σε αρκετούς τόνους σε βάρος. Ο χαλκός μπορεί επίσης να βρεθεί σε άλλες ενώσεις. Συχνά πρόκειται για σουλφίδια που σχηματίζονται σε ιζηματογενή πετρώματα ή υποστρώματα. Από αυτάΟι ενώσεις χαλκού είναι εύκολο να ληφθούν λόγω του χαμηλού σημείου τήξης.
Συγκρίνοντας την καλωδίωση χαλκού και αλουμινίου, είναι αδύνατο να αγνοήσουμε μια ακόμη ιδιότητα αυτού του μετάλλου. Ο χαλκός έχει μοναδικό χρωματισμό παρόμοιο με το χρυσό και το όσμιο. Αλλά για την ηλεκτρική καλωδίωση, είναι πολύ πιο σημαντικό να μην υπάρχει σπινθήρας στην κρούση. Αυτή η ιδιότητα επιτρέπει στο μέταλλο να χρησιμοποιείται σε συνθήκες αυξημένου κινδύνου πυρκαγιάς.
Πλεονεκτήματα της καλωδίωσης αλουμινίου
Το πιο σημαντικό πλεονέκτημα είναι, φυσικά, το κόστος, το οποίο είναι διαθέσιμο σε πολλούς καταναλωτές. Αυτός είναι ο λόγος που στη σοβιετική εποχή όλες οι οικιστικές εγκαταστάσεις ήταν εξοπλισμένες με καλωδιώσεις αλουμινίου. Μαζί με αυτό, υπάρχουν μερικά άλλα οφέλη:
- Ελαφρύ βάρος, που επιτρέπει την εύκολη εγκατάσταση ηλεκτρικών γραμμών, ειδικά όταν είναι απαραίτητο να τοποθετηθούν αρκετές δεκάδες ή και εκατοντάδες χιλιόμετρα καλωδίων.
- Το αλουμίνιο είναι ανθεκτικό στις οξειδωτικές διεργασίες λόγω του σχηματισμού προστατευτικής μεμβράνης.
Ταυτόχρονα, υπάρχουν και μειονεκτήματα, τα οποία θα συζητηθούν παρακάτω.
Μειονεκτήματα της καλωδίωσης αλουμινίου
Η ευθραυστότητα του μετάλλου μπορεί να θεωρηθεί χαρακτηριστικό μείον. Για αυτόν τον λόγο, δεν είναι ασυνήθιστο τα καλώδια να σπάνε όταν υπερθερμαίνονται.
Συνήθως, η καλωδίωση αλουμινίου έχει διάρκεια ζωής όχι μεγαλύτερη από 30 χρόνια, μετά την οποία η καλωδίωση πρέπει να ενημερωθεί. Μεταξύ άλλων μειονεκτημάτων αξίζει να σημειωθεί:
- Υψηλή αντίσταση και θερμική τάση. Σε αυτό το πλαίσιο, δεν επιτρέπεται η χρήση καλωδίων με διατομή για ηλεκτρική καλωδίωσηλιγότερο από 16 mm2 (απαιτήσεις PUE, 7η έκδοση).
- Λόγω του γεγονότος ότι τα καλώδια συχνά θερμαίνονται και ψύχονται, οι συνδέσεις επαφής χαλαρώνουν με την πάροδο του χρόνου.
- Το φιλμ σχηματισμού που προστατεύει τα καλώδια από την οξείδωση έχει χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Όπως μπορείτε να δείτε, η καλωδίωση αλουμινίου εξακολουθεί να έχει περισσότερες αδυναμίες παρά πλεονεκτήματα. Ας δούμε πώς έχουν τα πράγματα με τη χρήση του χαλκού.
Πλεονεκτήματα της χάλκινης καλωδίωσης
Η καλωδίωση αλουμινίου μπορεί να αντέξει μόνο ένα μικρό φορτίο, ένα υψηλότερο ρεύμα δεν είναι επιθυμητό για αυτό. Τι δεν μπορεί να ειπωθεί για το ανάλογο του χαλκού. Τα καλώδια του είναι ανθεκτικά στην κάμψη, λόγω των οποίων δεν σπάνε κατά τη μακροχρόνια λειτουργία. Επιπλέον, αξίζει να σημειωθεί η βελτιωμένη ηλεκτρική αγωγιμότητα και οι οξειδωτικές αντιδράσεις σε καμία περίπτωση δεν επηρεάζουν την απόδοση όλων των καλωδιώσεων.
σύρμα χαλκού 1mm2 ικανό να αντέξει φορτίο 2 kW. Και αυτό είναι δύο φορές υψηλότερο από αυτό του αντίστοιχου αλουμινίου. Όσο για τη διάρκεια ζωής, είναι αισθητά μεγαλύτερη. Εάν για καλωδιώσεις αλουμινίου δεν είναι περισσότερο από 30 χρόνια, τότε για ένα αντίστοιχο χαλκού είναι έως και μισός αιώνας.
Η ευελιξία των χάλκινων καλωδίων κάνει την εγκατάσταση πολύ πιο εύκολη. Επιπλέον, μια τέτοια καλωδίωση συνδέεται πιο εύκολα με ηλεκτρικά εξαρτήματα (πρίζες, διακόπτες κ.λπ.). Και λόγω της χαμηλότερης αντίστασης, οι απώλειες ρεύματος μειώνονται κατά 1,3 φορές.
Μειονεκτήματα της χάλκινης καλωδίωσης
Το κύριο και, ίσως, το μόνο μειονέκτημα της χάλκινης καλωδίωσης είναι το υψηλό κόστος της. Στοη ανάγκη χρήσης καλωδίων υψηλής τεχνολογίας που έχουν πολλά νήματα κλεισμένα σε μια ειδική πλεξούδα, η τελική τιμή μπορεί να είναι διπλάσια από την αντίστοιχη αλουμινίου.
Μπορεί ο χαλκός να συνδυαστεί με το αλουμίνιο;
Μερικές φορές καθίσταται απαραίτητο να αντικαταστήσετε όχι όλες τις καλωδιώσεις αλουμινίου, αλλά μόνο μέρος τους. Σε αυτή την περίπτωση, όταν επιλέγεται ένας χάλκινος αγωγός, δεν μπορεί να αποφευχθεί η επαφή με έναν αγωγό αλουμινίου. Με μια τέτοια σύνδεση, υπάρχει ένας συγκεκριμένος κίνδυνος, ως αποτέλεσμα του οποίου μπορεί να προκύψει μια κατάσταση έκτακτης ανάγκης.
Το θέμα είναι ότι κατά τη λειτουργία σχηματίζεται ένα φιλμ οξειδίου στα καλώδια, λόγω του οποίου εξασφαλίζεται η σύνδεση μεταξύ των αγωγών. Αλλά κάθε μέταλλο έχει τις δικές του ηλεκτροχημικές ιδιότητες. Με την πάροδο του χρόνου, η αντίσταση αυξάνεται, αντίστοιχα, τα καλώδια θερμαίνονται περισσότερο, γεγονός που μπορεί τελικά να οδηγήσει σε πυρκαγιά.
Τα προβλήματα μπορούν να αποφευχθούν και για αυτό αρκεί να τηρούνται ορισμένοι κανόνες για τη σύνδεση καλωδίων αλουμινίου και χαλκού:
- σύνθετο "καρύδι";
- βιδωμένη σύνδεση;
- terminals;
- μαξιλάρια.
Αυτό θα αποφύγει την υπερθέρμανση στη διασταύρωση διαφορετικών αγωγών. Μόνο σε καμία περίπτωση δεν επιτρέπεται μια τέτοια μέθοδος σύνδεσης όπως η συστροφή, καθώς αυτό οδηγεί σε υπερθέρμανση και, ως αποτέλεσμα, σε πυρκαγιά.
Αριθμός καρυδιού
Αντικατάσταση παλιάς καλωδίωσης αλουμινίου με νέα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την επιλογή που έχει ήδη αντέξει στη δοκιμασία του χρόνου. Πήρε το συγκεκριμένο όνομά του λόγω της χρήσης ειδικών κλιπ.
Η σύνδεση του καλωδίου παρέχεται από ειδικές πλάκες, οι οποίες μπορούν να είναι έως και 3 τεμάχια. Τα καλώδια στερεώνονται με μπουλόνια σύσφιξης. Αξιοσημείωτο είναι ότι με τη μέθοδο αυτή αποκλείεται η άμεση επαφή των αγωγών, αφού συνδέονται μέσω πλακών.
Σύνδεση μπουλονιών
Δεν είναι λιγότερο αξιόπιστη η σύνδεση καλωδίωσης με μπουλόνι. Λίγο σαν καρύδι, αλλά υπάρχει μια διαφορά. Τα καλώδια αλουμινίου και χαλκού συνδέονται σε ένα μπουλόνι, μόνο μια ροδέλα τοποθετείται μεταξύ τους για να αποφευχθεί η άμεση επαφή μεταξύ τους. Στη συνέχεια, όλα στερεώνονται με ασφάλεια με ένα παξιμάδι. Συμπερασματικά, η σύνδεση πρέπει να είναι καλά μονωμένη.
Terminals
Η χρήση ακροδεκτών ελατηρίου τύπου WAGO είναι κατάλληλη για περιπτώσεις όπου όλα τα καλώδια πρέπει να αντικατασταθούν. Το κύριο πλεονέκτημά τους είναι η εύκολη τοποθέτηση και η ευκολία των καλωδίων στερέωσης, λόγω του μηχανισμού ελατηρίου. Λίγο πριν συνδέσετε την καλωδίωση αλουμινίου με τον χαλκό, πρέπει πρώτα να αφαιρέσετε και τους δύο αγωγούς σε μήκος 13-15 mm από τις άκρες. Μετά από αυτό, μένει να τοποθετήσετε το καλώδιο στην οπή στερέωσης και να το στερεώσετε με ένα μικρό μοχλό.
Αξίζει μόνο να σημειωθεί ότι τέτοιοι ακροδέκτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για καλωδιώσεις για φωτισμό. Ένα μεγάλο φορτίο προκαλεί την υπερθέρμανση των ελατηρίων και, ως αποτέλεσμα, η ποιότητα της επαφής υποβαθμίζεται. Αντίστοιχα, η ηλεκτρική αγωγιμότητα μειώνεται.
Pads
Η χρήση μπλοκ είναι ένας από τους καλύτερους τρόπους για να συνδέσετε σύρματα αλουμινίου με σύρματα χαλκού. Ο σύνδεσμος μοιάζει με μια ράβδο από διηλεκτρικό με μεταλλικές ράβδους καιμπλοκ ακροδεκτών για σύσφιξη στο εσωτερικό. Το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να αφαιρέσετε καλά τα καλώδια, να τα τοποθετήσετε στις τρύπες και να τα πιέσετε προς τα κάτω με ένα σφιγκτήρα.
Αυτή η επιλογή είναι κατάλληλη όταν χρησιμοποιείτε καταναλωτές υψηλής ισχύος. Οι πλάκες είναι αρκετά παχιές για να αντέχουν βαριά φορτία. Χάρη σε αυτή τη σύνδεση, πρακτικά δεν υπάρχει ίσος.
Χρήσιμες συμβουλές
Μερικές απλές συμβουλές θα σας βοηθήσουν να αποφασίσετε ποια καλωδίωση είναι καλύτερη - χαλκός ή αλουμίνιο; Ένα καλώδιο τριών συρμάτων πρέπει να πάει στις πρίζες (απαιτείται καλώδιο γείωσης). Σε αυτή την περίπτωση, η απόσταση από την πρίζα στο δάπεδο πρέπει να είναι τουλάχιστον 300 mm. Αλλά για την καλωδίωση φωτισμού, δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε καλώδιο γείωσης, δηλαδή αρκούν δύο καλώδια.
Αποθαρρύνεται ιδιαίτερα, ειδικά στην περίπτωση της καλωδίωσης από αλουμίνιο, να φορτώνεται μόνο ένα κύκλωμα - πρέπει να χωριστεί σε πολλές γραμμές. Για παράδειγμα, μόνο το μπάνιο είναι συνδεδεμένο με έναν αυτόματο πωλητή, μόνο η κουζίνα συνδέεται με ένα άλλο, το τρίτο είναι υπεύθυνο μόνο για το φωτισμό κ.λπ.
Κατά τη διάρκεια της αυτοσχεδιαστικής καλωδίωσης για το σπίτι ή το διαμέρισμά σας, θα πρέπει, αν είναι δυνατόν, να επιλέξετε χάλκινα σύρματα. Πρώτον, με μικρότερη διατομή, αντέχουν μεγάλα ρεύματα και δεν σπάνε με συχνή κάμψη. Δεύτερον, μιλάμε για συμπαγή. Πάρτε, για παράδειγμα, έναν καταναλωτή με ισχύ 7 ή 8 kW. Για καλωδιώσεις αλουμινίου, η διατομή του πυρήνα δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 8 mm2. Το καλώδιο θα αποτελείται από τρεις πυρήνες και μια πλεξούδα - ως αποτέλεσμα, το πάχος του σύρματος αυξάνεται στα 4-5 εκ. Το χάλκινο σύρμα έχει μικρότερη διατομή -4 mm2 και το συνολικό πάχος του σύρματος δεν υπερβαίνει τα 2 cm.
