为什么这条地下电力电缆的主要导体不是由铜制成的?
Anixter说:
尽管铜作为导电材料的选择历史悠久,但铝具有某些优势,使其对特定应用具有吸引力。
铝的导电率是铜的 61%,但重量只有铜的 30%。这意味着裸铝线的重量是具有相同电阻的裸铜线的一半。与铜导体相比,铝通常更便宜。
Fastmarkets说(我并没有声称自己理解其中任何一个):
Copper LME Averages Cash Ask ($/MT) Sep 2017 $6,583.19
Aluminium LME Official 3M Ask ($/MT) 21 Dec $2,125.50
因此,如果我们需要 1 公吨(公吨?)的铜,成本为 6500 美元,而我们需要半吨铝来实现相同的导电率,成本为 1100 美元。这节省了 > 80%。
您看不到更多铜的原因可能是由于第一篇文章的延续所解释的原因:
铝导体由称为 AA-1350 系列和 AA-8000 系列的不同合金组成。AA-1350 的铝含量最低为 99.5%。在 1960 年代和 1970 年代,由于铜相对于铝的价格较高,这种等级的铝开始普遍用于家庭布线。由于连接处的低质量工艺以及铝和铜之间的物理差异,形成了高电阻连接并成为火灾隐患。
作为回应,铝合金被开发成具有更类似于铜的蠕变和伸长率特性。这些 AA-8000 系列合金是唯一允许根据 2014 年国家电气规范* 第 310 条使用的实心或绞合铝导体。AA-8000 系列合金符合 ASTM B800 的要求,即电气用途 8000 系列铝合金线的标准规范——退火和中间回火。
- 美国(美国)。
为了完整起见,密度为:
metal g/cm³
copper 8.96
aluminum 2.70
铝的电导率低于铜,但它的密度和每吨成本也低得多。因此(对于给定的电阻),虽然铜线会更小,但铝线会更轻、更便宜。
铝电缆的主要缺点是它们需要特殊的端接实践来进行可靠的端接,具体细节取决于特定的铝合金。端接可靠性是电线中的一个问题,因为不良的端接会变得非常热并造成火灾风险。
配电网络的运营商可以严格控制用于端接布线的材料和做法,端接与布线数量的比例相对较小,而对于长而大的电缆,他们使用铝材的成本节省实在是太大了。
OTOH 在建筑环境中的事情通常不受严格控制。有更多的端接,可能会使用各种不同的附件,附件通常具有在将电线推入其最终位置之前必须进行端接的设计,许多不同的人/公司可能会进行安装包括一些真正没有资格这样做的人。在这种环境下,端接可靠性问题更难缓解。
这就是为什么铝在配电线路中占主导地位,而铜在建筑布线中占主导地位。
一些标准机构禁止使用小型铝导体,因为它们被视为过多的责任。美国 NEC 的 AIUI 为铝(在新作品中)设置了 8AWG(~8mm²)的最小尺寸,BS7671 将最小尺寸设置为 16mm²。
铝通常用于地下供电,因为它在 PVC 管道中更容易弯曲 45 度左右。只允许 45 度转弯,因为努力进行 90 度转弯会折断“鱼”线或使 PVC 管破裂。它仍然需要一根钢制“鱼”线和“肥皂”以及一个电动拉拔器来提供帮助,因为它们将 4 根电线拉过一个直径为 4 英寸至 6 英寸的管道,电线尺寸为 300 mcm 至 500 mcm,用于三相电源,如果有双中性线,则为 5 根线。
我应该澄清两件事。A) OP 展示了在美国以外使用的定制电缆,尽管 OP 没有说明他的位置。在美国,良好的 ole NEC 书籍和长期存在的行业仍然在厚 PVC 管中使用单独的电缆。抵抗被树根破坏是原因之一。B) 钢制“鱼”线首先用于通过可以承受 2,000 磅拉力的管道拉一根粗绳。
电线从服务入口面板(内部尚未安装)拉到混凝土变压器垫。电缆拉线完成后,变压器下降到位并安装服务入口面板断路器架,每端伸出几英尺长的电线。这是一整天的任务,双方都有几个人齐心协力。这是一项粗暴、肮脏、令人费解的工作。去过也做过。
为大型办公楼或制造厂供电可能需要多条管道。电线在管道的两端平行并相匹配。对于住宅,电线的尺寸很少超过 4 awg,带有 3 根电线(120/240 分相),因此它们使用铜。
铝确实比铜便宜,这可能是选择电缆材料的重要因素,具体取决于两种材料的当前市场价格。此外,铝的重量明显低于铜(约 30%),因此运输、移动和安装更容易(因此更便宜)。