Cable con núcleo de cobre versus cable con núcleo de aluminio: ¿cuál es mejor?

I. ¿Cuáles son las diferencias entre los cables con núcleo de cobre y los cables con núcleo de aluminio?

(1) Baja resistividad: la resistividad de los cables con núcleo de aluminio es aproximadamente 1,68 veces mayor que la de los cables con núcleo de cobre.

(2) Buena ductilidad: las aleaciones de cobre tienen una ductilidad del 20-40%, mientras que el cobre eléctrico es más del 30%, pero la aleación de aluminio es solo del 18%.

(3) Alta resistencia: bajo temperaturas normales, la tensión permitida del cobre es entre un 7% y un 28% mayor que la del aluminio. Esta diferencia es particularmente significativa a altas temperaturas.

(4) Resistente a la fatiga: el aluminio tiende a fracturarse después de doblarse repetidamente, mientras que el cobre no. En términos de índice de elasticidad, el cobre es entre 1,7 y 1,8 veces mayor que el del aluminio.

(5) Buena estabilidad y resistencia a la corrosión: los núcleos de cobre son resistentes a la oxidación y la corrosión, mientras que los núcleos de aluminio son propensos a la oxidación y la corrosión.

(6) Gran capacidad de transporte de corriente: debido a la baja resistividad, la capacidad de transporte de corriente (corriente máxima que puede transportar) de los cables con núcleo de cobre de la misma sección transversal es aproximadamente un 30% mayor que la de los cables con núcleo de aluminio.

(7) Baja generación de calor: bajo la misma corriente, el calor generado por los cables con núcleo de cobre de la misma sección transversal es significativamente menor que el de los cables con núcleo de aluminio, lo que hace que la operación sea más segura.

(8) Bajo consumo de energía: debido a la baja resistividad del cobre, la pérdida de energía en los cables de cobre es menor que la de los cables de aluminio. Esto es obvio y beneficioso para mejorar la utilización de la generación de energía y proteger el medio ambiente.

(9) Resistente a la oxidación y a la corrosión: las conexiones de los cables con núcleo de cobre son estables y no causarán accidentes debido a la oxidación. Las conexiones de cables con núcleo de aluminio son inestables y el aumento de la resistencia de contacto debido a la oxidación a menudo puede provocar calentamiento y accidentes. Por lo tanto, la tasa de accidentes es mucho mayor que la de los cables con núcleo de cobre.

(10) Conveniente para la construcción: los núcleos de cobre son flexibles y se permite un radio de curvatura pequeño, lo que facilita el doblado y el roscado; los núcleos de cobre son resistentes a la fatiga y no se rompen fácilmente después de doblarse repetidamente, lo que facilita el cableado; La resistencia mecánica de los núcleos de cobre es alta, capaz de soportar mayores esfuerzos mecánicos, lo que facilita enormemente la construcción y colocación y crea las condiciones para la construcción mecanizada.

(11) Pequeña pérdida de voltaje: debido a la baja resistividad de los cables con núcleo de cobre, cuando la misma corriente fluye a través de la misma sección transversal, la caída de voltaje de los cables con núcleo de cobre es pequeña. La misma distancia de transmisión puede garantizar una mayor calidad de voltaje; Bajo caída de tensión permitida, los cables con núcleo de cobre pueden alcanzar largas distancias, es decir, el área de cobertura de la fuente de alimentación es grande, lo que favorece la planificación de la red y reduce el número de puntos de alimentación.

En conclusión, los cables con núcleo de cobre tienen las ventajas de baja resistividad, buena ductilidad, alta resistencia, resistencia a la fatiga, buena estabilidad y gran capacidad de transporte de corriente. Tienen ventajas notables en el campo del suministro de energía por cable, especialmente el suministro de energía por cable subterráneo.

Los cables con núcleo de aluminio son más baratos que los cables con núcleo de cobre, más ligeros y más fáciles de transportar, lo que los convierte en materiales esenciales para transmisiones aéreas de alta tensión, de gran sección transversal y de largo alcance.

Por eso, quiero recordarles que elijan el cable adecuado según las diferentes aplicaciones y características de los productos fabricados con diferentes materiales.

II. ¿Cuáles son las ventajas de los cables con núcleo de cobre en comparación con los cables con núcleo de aluminio?

A menudo utilizamos cables con núcleo de cobre y cables con núcleo de aluminio, pero muchos usuarios no saben si elegir cables con núcleo de cobre o cables con núcleo de aluminio.

Para hacer un juicio claro entre los dos, presentaré las ventajas de los cables con núcleo de cobre sobre los cables con núcleo de aluminio.

(1) Fuerte conductividad: la resistividad de los cables con núcleo de aluminio es aproximadamente 1,68 veces mayor que la de los cables con núcleo de cobre. Debido a la menor resistividad de los cables con núcleo de cobre, los cables con núcleo de cobre de la misma sección transversal tienen una mayor capacidad de carga de corriente que los cables con núcleo de aluminio, por lo que la conductividad de los cables con núcleo de cobre es generalmente mayor que la de los cables con núcleo de aluminio.

(2) Buena ductilidad: los metales tienen buena ductilidad, como el oro, el platino, el cobre, la plata, el tungsteno y el aluminio, que son ricos en ductilidad. Entre ellos, la ductilidad de las aleaciones de cobre es del 20 al 40% y la ductilidad del cobre eléctrico es más del 30%.

(3) Buena elasticidad: los cables de cobre no se rompen fácilmente cuando se doblan repetidamente con la mano y tienen una fuerte resistencia a la fatiga, mientras que el aluminio es muy propenso a romperse. En términos de índice de elasticidad, el cobre es entre 1,7 y 1,8 veces mayor que el del aluminio.

(4) Buena antioxidación: la unión del cable con núcleo de aluminio es inestable y reaccionará con la oxidación en el aire, lo que provocará que aumente la resistencia del conductor del cable, lo que provocará que el conductor se caliente y produzca accidentes. Sin embargo, la unión del cable con núcleo de cobre es más estable y no provocará accidentes debido a la oxidación. Por lo tanto, la estabilidad de los cables con núcleo de cobre es mucho mayor que la de los cables con núcleo de aluminio.

(5) Baja pérdida de voltaje: debido a la menor resistividad de los cables con núcleo de cobre, cuando la misma corriente fluye a través de la misma sección transversal, la caída de voltaje de los cables con núcleo de cobre es menor. A la misma distancia de transmisión, los cables con núcleo de cobre pueden garantizar una mayor calidad de voltaje.

Sob condições permitidas de queda de tensão, a transmissão do cabo com núcleo de cobre pode atingir uma distância maior, o que significa uma maior área de cobertura da fonte de alimentação, o que beneficia o planejamento da rede e reduz o número de pontos de fonte de alimentación. La resistividad de los cables con núcleo de aluminio es mayor y su rendimiento es mucho menor que el de los cables con núcleo de cobre.

(6) Construcción sencilla: debido a que la elasticidad de los cables con núcleo de cobre es mucho mayor que la de los cables con núcleo de aluminio, no se rompen fácilmente al doblarlos repetidamente y su flexibilidad es mejor con un radio de curvatura más pequeño permitido.

Por lo tanto, es más fácil doblarse durante el proceso de colocación y más conveniente para enhebrar. Además, la resistencia mecánica de los cables con núcleo de cobre es alta y pueden soportar más daños causados ​​por fuerzas externas, lo que proporciona una mayor comodidad durante la construcción.

De lo anterior, los cables con núcleo de cobre tienen las ventajas de baja resistividad, buena ductilidad, alta elasticidad, buena antioxidación y gran capacidad de transporte de corriente. Tienen notables ventajas sobre la alimentación por cable.

III. Las diferencias, ventajas y desventajas de los cables con núcleo de aluminio y los cables con núcleo de cobre.

Muchas personas a menudo no pueden distinguir las ventajas de los cables con núcleo de aluminio y los cables con núcleo de cobre, ni dónde se aplican. Por eso, he recopilado las diferencias, ventajas y desventajas de los dos.

1) Las diferencias básicas entre el alambre de aluminio y el alambre de cobre:

1. La capacidad de carga actual del alambre de cobre y del alambre de aluminio es diferente.

2. El alambre de aluminio es relativamente más barato.

3. El alambre de aluminio es más ligero.

4. El alambre de aluminio tiene menor resistencia mecánica.

5. El alambre de aluminio es propenso a oxidarse en el punto de conexión y, una vez que se oxida el punto de conexión, se producirá un aumento de temperatura.

6. El alambre de cobre tiene menor resistencia interna. Aunque el alambre de aluminio tiene mayor resistencia interna que el alambre de cobre, disipa el calor más rápidamente. Las principales diferencias son las diferentes capacidades de conducción de corriente y la resistencia mecánica.

La resistividad del cobre es 0,017 y la del aluminio es 0,029. Por lo tanto, la capacidad de carga actual del aluminio es aproximadamente el 80% de la del cobre. La resistencia mecánica del cobre también es mucho mejor.

2) Comparación de ventajas y desventajas de los cables con núcleo de cobre y cables de aluminio:

1. El cable con núcleo de cobre tiene una resistividad más baja: la resistividad de los cables con núcleo de aluminio es aproximadamente 1,68 veces mayor que la de los cables con núcleo de cobre.

2. El cable con núcleo de cobre tiene buena ductilidad.

3. El cable con núcleo de cobre tiene alta resistencia: el voltaje permitido a temperatura ambiente puede alcanzar 20 para el cobre, mientras que para el aluminio es de 15,6 kgt/ mm2 .

4. El cable con núcleo de cobre es resistente a la fatiga: el material de aluminio es propenso a romperse al doblarse repetidamente, mientras que el cobre no.

5. El cable con núcleo de cobre es estable y resistente a la corrosión: los núcleos de cobre son resistentes a la oxidación y la corrosión, mientras que los núcleos de aluminio son propensos a la oxidación y la corrosión.

4. Comparación de aplicaciones de cables de cobre y aleación de aluminio.

1 . Visión general

En el pasado, los cables de aluminio puro fueron reemplazados gradualmente por cables de cobre debido a su alta resistividad, calentamiento de las juntas debido a la oxidación, mala resistencia a la fatiga, corrosión electroquímica y fluencia.

Sin embargo, con la mejora de las propiedades de los materiales de aleación de aluminio, han surgido cables de aleación de aluminio producidos con conductores de aleación de aluminio de la serie AA-8000 utilizando tecnologías avanzadas, como procesos especiales de engarzado y tratamientos de recocido.

Este tipo de cable de alimentación de aleación de aluminio compensa las deficiencias de los cables de aluminio puro anteriores, resuelve los problemas de corrosión electroquímica y fluencia de los conductores de aluminio puro y mejora el rendimiento de flexión, resistencia a la fatiga, resistencia a la fluencia y resistencia a la corrosión a la intemperie de la aleación de aluminio. cables.

Esto garantiza que el cable mantenga un rendimiento estable durante largos períodos de sobrecarga y sobrecalentamiento. Como resultado, cada vez hay más fabricantes y los cables se utilizan en áreas relacionadas.

dos . Comparación básica de rendimiento

Las diferencias en las propiedades físicas entre las aleaciones de aluminio y cobre se muestran en la Tabla 1.

Cable de cobre Mango de aleación de aluminio. Declaración comparativa
Densidad
(g/ mm3 )
8,89 2.7 El peso de un cable de aleación de aluminio del mismo diámetro es un tercio del de un cable de cobre.
Conductividad eléctrica

% IACS (68°F)

100 61,8 La conductividad de un cable de aleación de aluminio del mismo diámetro es el 61,8% de la de un cable de cobre, mientras que su capacidad de transporte de corriente es el 79% de la del cobre.

Bajo requisitos de rendimiento eléctrico idénticos, los cables tradicionales de aleación de aluminio tienen un diámetro mucho mayor que sus homólogos de cobre. En los últimos años, los fabricantes de cables han desarrollado nuevas técnicas de producción, concretamente métodos de compresión avanzados.

Al maximizar la compresión, estas técnicas compensan la falta de conductividad volumétrica en las aleaciones de aluminio, lo que permite que los cables de aleación de aluminio tengan una sección transversal entre 1,1 y 1,25 veces mayor que la de los cables de cobre tradicionales y pesen sólo la mitad.

3 . Comparación de aplicaciones

Después de analizar la información relevante, realizar intercambios técnicos con los fabricantes y considerar las condiciones reales en el sitio, los requisitos de aplicación para cables de aleación de aluminio y cables de cobre se comparan de la siguiente manera:

Cable eléctrico de cobre Mango de aleación de aluminio.
Construcción Engarzar es simple Se requieren herramientas especializadas para engarzar, lo que requiere alta precisión.
Las exigencias al personal de construcción son bajas. El personal de construcción debe estar altamente calificado.
El objeto es pesado, lo que dificulta la instalación. Ligero y fácil de instalar, algunas situaciones permiten la omisión de bandejas portacables.
Cable conector Precio accesible En situaciones donde el costo es alto y hay muchas secciones de cable, la proporción de gasto atribuida a las uniones de cables es significativa.
Estándares universales Suele ser un producto designado por el fabricante del cable.
El conector de cobre es corto. La junta de cobre y aluminio es larga, lo que dificulta su uso en determinadas situaciones; por ejemplo, se requiere un pedido personalizado para las cajas de conexiones de motores.
Precio del cable Estimado Al proporcionar un rendimiento eléctrico equivalente, el costo de los cables de aleación de aluminio es entre un 20 % y un 40 % menor que el de los cables tradicionales con núcleo de cobre.

4. Estado de la solicitud

Desde 1968, Southern Cable Company en Estados Unidos comenzó a desarrollar y producir cables eléctricos de aleación, que desde entonces han sido introducidos y utilizados progresivamente en países como Estados Unidos, Canadá y México.

Se utilizan principalmente en proyectos de construcción de aeropuertos, bases militares, edificios de oficinas, zonas residenciales, hoteles, supermercados, instituciones educativas, estadios deportivos, hospitales y edificios industriales.

5. Consideraciones

Está claro que el uso de cables de aleación de aluminio se está expandiendo y los fabricantes afirman que, bajo la premisa de alcanzar un rendimiento eléctrico equivalente, el precio de estos cables es entre un 20% y un 40% más bajo que el de los cables tradicionales con núcleo de aluminio.

Sin embargo, después de analizar los materiales y los intercambios técnicos con los fabricantes, se deben observar los siguientes puntos al utilizar cables de aleación de aluminio:

1. En la actualidad, aún no se ha introducido la norma nacional "Conductor de aleación de aluminio de alta velocidad de tierras raras". Las diferentes unidades de producción utilizan estándares empresariales, lo que lleva a una fuerte individualización de los productos de diferentes empresas y a una calidad desigual de los productos.

2. Debido a que las propiedades de flexión, resistencia a la fatiga, antideslizamiento y resistencia a la corrosión de los cables de aleación de aluminio están fuertemente relacionadas con las propiedades del material de la aleación, los requisitos de materiales son significativamente más altos que los de los cables de cobre.

Por otro lado, los requisitos de construcción para un funcionamiento estable son mucho más altos que los de los cables de cobre, lo que dificulta las comprobaciones de aceptación. Si no se puede garantizar la calidad del material y la construcción, pueden existir importantes riesgos ocultos en el futuro.

3. En la actualidad, se cree generalmente que los cables de aleación de aluminio no son adecuados para áreas de alta temperatura y vibración, ni para uso en equipos móviles.

4. Si hay muchas roturas de cable y el cable es corto, la cantidad de uniones de cobre y aluminio utilizadas en los cables de aleación de aluminio es grande. La ventaja de costes no es evidente y los requisitos de construcción son elevados, lo que aumenta la carga de trabajo.

5. Como las juntas de cobre y aluminio son más largas que las de cobre, es necesario considerar cuidadosamente la viabilidad económica de su uso en algunas situaciones. Por ejemplo, es posible que se requiera personalización para las cajas de conexiones de motores; y puede ser necesario reducir el número de interruptores dispuestos dentro de algunos armarios eléctricos, lo que requiere un aumento en el número de armarios eléctricos.

6. El uso de cables de aleación de aluminio en el suministro de energía de las empresas metalúrgicas es limitado y el tiempo de uso es corto, por lo que se desconoce su vida útil. La vida útil de los cables de cobre es generalmente de más de 30 años y no se sabe si los cables de aleación de aluminio pueden alcanzar este límite. De lo contrario, la ventaja de costes no es evidente.

6. Sugerencias de aplicaciones

En base a las circunstancias anteriores, se sugiere intentar inicialmente utilizar estos cables en iluminación, suministro de energía de mantenimiento y líneas eléctricas temporales.

Para otros sistemas de transmisión y distribución de energía, se requieren investigaciones y verificaciones adicionales debido a la falta de datos relevantes para su aplicación en la industria metalúrgica.

V. Cómo elegir hilos y cables eléctricos.

Selección de tipos de alambres y cables eléctricos:

  1. Al elegir alambres y cables eléctricos, tenga en cuenta el propósito, las condiciones de instalación y la seguridad. Por ejemplo, según diferentes propósitos, puede elegir cables de alimentación, cables aéreos aislados, cables de control, etc.
  2. Según las diferentes condiciones de instalación, puede elegir cables generales con aislamiento de plástico, cables armados con cinta de acero, cables armados con alambre de acero, cables anticorrosión, etc.
  3. Según los requisitos de seguridad, puede elegir cables no inflamables, cables retardantes de llama, cables retardantes de llama libres de halógenos, cables resistentes al fuego, etc.

Selección de especificaciones de cables y alambres eléctricos:

  1. Al determinar las especificaciones de uso (sección transversal del conductor) de alambres y cables eléctricos, generalmente se consideran condiciones tales como calentamiento, pérdida de voltaje, densidad de corriente económica y resistencia mecánica.
  2. Según la experiencia, como la corriente de carga de las líneas eléctricas de bajo voltaje es mayor, la sección transversal generalmente se elige primero de acuerdo con las condiciones de calentamiento y luego se calcula la pérdida de voltaje.
  3. Resistencia mecánica: Para cables de iluminación de bajo voltaje, debido a que requieren un nivel de voltaje más alto, la sección transversal se puede elegir primero de acuerdo con la condición de pérdida de voltaje permitida y luego se calculan las condiciones de calentamiento y la resistencia mecánica.
  4. Aunque los cables con núcleo de aluminio son más baratos, los cables de cobre tienen ventajas notables en el suministro de energía por cable, especialmente en el campo del suministro de energía por cable subterráneo. El uso de cables con núcleo de cobre para el suministro de energía subterránea tiene características tales como bajas tasas de accidentes, resistencia a la corrosión, alta confiabilidad y construcción y mantenimiento convenientes.

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