Сравнение медного и алюминиевого провода таблица. Выбор проводов и способа прокладки

При протекании тока по кабелю существуют потери энергии. Эти потери выражаются в виде нагрева самих проводов и вызваны сопротивлением электронов протеканию тока в проводах. Чем меньше внутреннее сопротивление кабеля, чем больше мощности по нему можно передать. Наименьшим сопротивлением обладает сверхпроводник, но на сегодняшний день по техническим условиям он не подходит. Следующим среди металлов с маленьким сопротивлением идет серебро, но оно дорогое, поэтому наиболее приемлемыми являются медь и алюминий.

Алюминий - легкий металл, дешевле меди, но ломкий и с более высоким внутренним сопротивлением. В советском союзе большинство внутридомовых сетей были протянуты алюминием, логика проектантов была понятна – дешево и раз все штукатурили и прятали в стены, то никаких проблем с дальнейшей эксплуатацией не было, о заземлении бытовых приборов вообще не задумывались.

С развитием электроники в дальнем зарубежье и до нас стали доходить приборы и аппараты, нуждающиеся в большой электрической мощности. При этом стали меняться нормы и правила прокладки сетей электроснабжения. Теперь мало кто выполняет электроснабжение дома алюминиевыми проводами. Все стремятся проложить толстый медный кабель, заштробить все в стены или упаковать всю электрику в стальные трубы. Вариантов много.

Суть выбора проводов в том, чтобы не переплатить и не потерять в благах, которые сулит удобство электроснабжения дома. Провода и кабели покрыты слоями изоляции. В проводах вокруг жилы металла идет пластиковое покрытие, а в кабелях вокруг нескольких сплетенных проводов идет слой защитной оболочки.

Ток, протекая по проводу, нагревает его. Температура плавления алюминия и меди большая. Например, медная проволока диаметром 1,16 мм плавится, если по ней пропустить ток 100 ампер, а вот провод диаметром 1,13 мм - только 15 ампер. Это объясняется тем, что пластиковая изоляция провода плавится при нагреве провода свыше 65°C. Следовательно, выбор сечения проводов и кабеля необходимо производить, исходя из температуры нагрева провода длительным током.

При выборе провода проще перейти от диаметра провода к величине квадратного сечения провода. Провод в своем сечении не обязательно является кругом, так же он может быть и квадратом и прямоугольником и даже треугольником. При треугольном сечении провода тяжело определить диаметр, поэтому принято считать провода как площадь поперечного сечения.

Площадь круглой жилы: S=п*r 2 =пd 2 /4

Площадь треугольной жилы при трех проводах в кабеле: S=п*r 2 /3

Площадь треугольной жилы при четырех проводах в кабеле: S=п*r 2 /4

Площадь квадратной жилы: S=a*а

Площадь прямоугольной жилы: S=a*b

где S - площадь;

r - радиус круглой жилы;

d - диаметр круглой жилы;

а - длина сечения жилы;

b - ширина сечения жилы;

Провода, проложенные вместе, греются и подогревают друг друга, поэтому для выбора провода или кабеля по таблице «Допустимые длительные токи для проводов и кабелей» выбираем тип провода или кабеля, находим соответствующую мощность (первая цифра) и ток (вторая цифра), находим сечение жилы провода или кабеля.

Ток не зависит от напряжения, а только от мощности потребителя. Поэтому, не имеет значения напряжение, которым питается потребитель. Только ток.

Не нужно учитывать провод, по которому при нормальном режиме работы оборудования ток не течет - провод заземления. Если в таблице значится ток при прокладке трех ПВ-1, то третий провод не провод заземления, а еще одна фаза или нуль. В таблицах приведены предельно допустимые мощность и токи. Мощность рассчитана для приборов работающих от 220 В (фаза и ноль). Нельзя превышать эти значения. Желательно оставлять небольшой запас по мощности - на всякий случай. Каждое соединение в щитке, в коробке является потребителем энергии, правда очень маленьким, но под него необходимо оставить запас.

В продаже встречаются кабели с маркировкой ГОСТ и ТУ. Обычно ГОСТ - нормальные сечения, т.е сечение соответствует площади, а вот ТУ - заниженного сечения, к примеру кабель ВВГ 3*6 ТУ имеет сечение жилы соответствующей кабелю ВВГ 3*4. Именно поэтому покупать провода лучше со штангенциркулем в руках.

Допустимые длительные токи для проводов и кабелей с медными жилами в зависимости от их количества при прокладке вместе

Допустимые длительные токи для проводов и кабелей с алюминиевыми жилами в зависимости от их количества при прокладке вместе

Например, нужно подключить стиральную машину к сети через удлинитель. Стиральная машина потребляет 3,5 кВт. По таблице находим, что при однофазной нагрузке бОльшая ближайшая мощность для «Два провода ПВ-1 или ПВ-3 при прокладке вместе, кВт / А» 3,52 кВт, стиральная машина подключается к трехпроводной сети с заземлением, поэтому в таблице ток для двух одножильных проводов 16 ампер и сечение каждой жилы получается 1,5 кв. мм. Итого получаем кабель ПВС 3X1,5. Нужно учитывать, что мощность, передаваемая кабелем, выбрана впритык, поэтому при самом загруженном режиме работы (кипячение) кабель будет немного теплым. Чтобы обеспечить запас по мощности, можно взять кабель ПВС 3X2,5. Такой кабель позволяет передавать 4,84 кВт с током 22 ампера. В подтверждение сказанному замечу, что в домах со старой проводкой стиральные машины работают нормально. Алюминий 2,5 кв.мм выдерживает ток 18 ампер и передает мощность 3,96 кВт. К слову, в инструкции к стиральной машине сказано, что стиральную машину подключать через удлинитель нельзя. Это связано с тем, что по правилам провод заземления не должен коммутироваться на штепсельных вилках и розетках. Тогда, сама стиральная машина не должна иметь разъем, но разъем есть и непонятно предписание не включать стиральную машину через удлинитель.

Необходимо подключить пару бра с креплением на стену к распределительной проводке с заштроблеванием провода в стену. Каждое бра на две лампочки потребляет примерно 120 Вт. Итого потребление 2X120=240 Вт. По таблице находим, что при однофазной нагрузке бОльшая ближайшая мощность 1,98 кВт при токе 9 ампер. Бра подключается к двухпроводной сети, каждой жилы получается 0,5 кв. мм. Прокладку выполняем проводом ПВ-3 сечением 0,5 кв.мм

Промышленность выпускает большое количество проводов и кабелей. Доступно в магазинах сравнительно небольшое количество, которого вполне хватает для электроснабжения дома. Пробивное напряжение изоляции – напряжение, при котором может разрушиться изоляция провода или кабеля, поэтому чем выше этот показатель, тем надежнее и долговечнее кабель.

ВВГнг – кабель, каждая жила из меди в винилхлоридной изоляции и оболочка кабеля из винилхлорида, кабель не распространяет горения, пробивное напряжение 0,66 кВ. Жилы все однопроволочные, т.е. цельные. Кабель ориентирован на промышленное использование.

АВВГнг – кабель, каждая жила из алюминия в винилхлоридной изоляции и оболочка кабеля из винилхлорида, кабель не распространяет горения, пробивное напряжение 0,66 кВ. Жилы все однопроволочные, т.е. цельные. Кабель ориентирован на промышленное использование.

ПВС – кабель, каждая жила из меди в полиэтиленовой изоляции и оболочка кабеля из винилхлорида, пробивное напряжение 0,4 кВ. Жилы все многопроволочные, т.е. состоят из нескольких проволочек. Кабель ориентирован на бытовое использование.

ПУНП - кабель, каждая жила из меди в полиэтиленовой изоляции и оболочка кабеля из полиэтилена, пробивное напряжение 0,25 кВ. Жилы все многопроволочные, т.е. состоят из нескольких проволочек. Кабель ориентирован на бытовое использование.

ПВ-1 – провод, жила из меди в поливинилхлоридной изоляции, пробивное напряжение 0,66 кВ. Жила однопроволочная, провод ориентирован на разводку электросхемы в щитке.

ПВ-3 – провод, жила из меди в поливинилхлоридной изоляции, пробивное напряжение 0,66 кВ. Жила многопроволочная, провод ориентирован на протяжку в трубы, короба, кабель-каналы, металлорукава и т.п.

Провода и кабели по нагреву выбирают с небольшим запасом. Сами провода выбирают по условиям прокладки в зависимости от материала стен.

При выборе способа прокладки кабелей руководствуются прежде всего логикой. В советское время допустимо было прокладывать провода в штробах. Теперь прокладка проводов без защитной оболочки недопустима. Это можно объяснить тем, что нужно увеличить продажи промышленного кабеля, либо тем, что после прокладки забивают гвоздь прямо в провод и двойная изоляция кабеля сохранит жизнь.

Способ прокладки кабелей и проводов в зависимости от материала стен сведены в таблицу.

Бывает, что необходимо поставить "жучок" вместо перегоревшего предохранителя. Можно воспользоваться гвоздем, но это неправильно. Данная таблица демонстрирует зависимость диаметра проволоки от выдерживаемого тока.

Прочитав эту статью, вы узнаете о таких вопросах:

В любой сфере нашей жизни мы активно используем электричество. Конечно, наличие электричества в доме является одним из главных требований нашего существования. Это электричество подается по проводам. Причем они подходят как к самому дому или квартире, так и проходят по всем комнатам нашего дома. Для передачи электрического тока используются различные типы проводки. Наиболее популярной является проводка алюминиевая. Собственно на такой проводке мы и остановимся в этой статье. Сначала хочется отметить, что проводка из алюминия не может похвастаться отличными эксплуатационными характеристиками. Другими словами ее нельзя назвать самой подходящей или же самой идеальной. Однако она встречается практически в каждом доме. И этот факт обусловлен особенностями самого алюминия.

Преимущества

Этот металл обладает малым весом. Это преимущество сильно сказывается в тех ситуациях, когда нужно использовать большое количество алюминиевого кабеля. Так, легкость этого металла делает алюминиевый кабель фаворитом при прокладке ЛЭП. Стоит отметить, что алюминий - это очень распространенный металл, и он стоит меньше меди. Собственно эти два фактора и стали причиной использования алюминиевой проводки при строительстве жилья в СССР.

Еще одной чертой, которую можно отнести к преимуществам, является стойкость к коррозии. Хотя здесь есть свои нюансы. Дело в том, что поверхность алюминия при контакте с воздухом сразу (практически мгновенно) окисляется. Сверху образуется пленка, которая в дальнейшем защищает всю остальную часть проволоки от окисления. Минус заключается в плохой способности пленки проводить ток. В результате в местах соединения кабелей возникают проблемы в прохождении тока.

Недостатки

Алюминиевая проводка характеризуется высоким удельным электрическим сопротивлением. Это сопротивление равняется 0,0271 Ом х кв.мм/м. Учитывая данный факт, в новейших редакциях ПУЭ отмечается, что в квартире или доме можно использовать только ту алюминиевую проводку, поперечное сечение которой превышает 16 кв. миллиметров.

В конечном итоге получается так, что для обеспечения необходимого уровня пропускной способности нужно использовать кабель с большим сечением. Другими словами нужно монтировать проводку, которая имеет большую толщину. Если сравнивать проводку из меди, то она обладает таким удельным электрическим сопротивлением, которое равняется 0,0175 Ом х кв.мм/м.

Такая проводка более эффективная и для использования в доме можно брать медный кабель с меньшим поперечным сечением. Как уже было отмечено выше, алюминий способен окисляться и пленка, образующаяся во время этого процесса, имеет плохую токопроводимость. Здесь есть еще один нюанс: эта пленка образуется из верхней части провода. В результате происходит небольшое уменьшение его поперечного сечения, а в результате растет сопротивление.

Так как пленка на алюминиевой проводке обладает высоким сопротивлением, то в местах соединения отдельных частей проволоки растет переходное сопротивление. Вследствие этого проявляется в нагревании проводки в таких местах. В тех ситуациях, когда возрастает нагрузка на алюминиевую проводку, она начинает нагреваться. Если провод обладает достаточным поперечным сечением, то ничего страшного нет. Однако если проводка не рассчитана на такую нагрузку или используется больше своего нормированного срока эксплуатации, то это обязательно приводит к ее нагреву.

Последний факт можно назвать очень плохим для мест соединения. Дело в том, что при нагревании алюминия происходит изменение его формы и пластичности. Конечно, проволока расширяется. После того, как нагрузка исчезла и кабель остыл, он набирает привычной формы. Однако после неоднократного повторения таких процессов происходит ослабление контакта концов электропроводов.

Алюминий также обладает высокой хрупкостью. Она сильно возрастает после того, как он перегревается. Что касается срока службы, то для алюминиевой проводки он составляет 25 лет. После этого нужно устанавливать другой тип проводки.

Правила использования алюминиевой проводки

Как видно, проводку, сделанную из алюминия, не можно назвать наиболее оптимальным вариантом для использования в доме. Однако ее можно использовать, если соблюдать определенные требования:

1. Поперечное сечение должно быть не менее 16-ти кв. миллиметров.
2. Для соединения отдельных частей нужно использовать зажимные контакты. При этом следует использовать специальную смазку, благодаря которой не будет осуществляться окисление контактов, и будет сохраняться низкий уровень переходного сопротивления.

Полезный совет: также соединение можно выполнить другим способом. Он заключается в сварке алюминиевых электропроводов в распределительных коробках. Этот способ требуют больших затрат и больше времени. Поэтому многие электрики пытаются избежать его. Учитывая это, каждый, кто монтирует алюминиевую проводку в своем доме, должен наблюдать за работой электриков.

Сравнение с медной проводкой

Таблица сравнения алюминия и меди в проводке

Отметим, что гораздо проще и более безопасным будет использование медной проводки. Выше мы указывали, что медная проводка характеризуется меньшим удельным сопротивлением. Иными словами медный кабель с тем же сечением, что и алюминиевый, может пропустить большее количество тока. Кроме этого медный электропровод:

• является более устойчивым к физическим воздействиям (он не ломается после нескольких сгибаний);
• обладает большим сроком годности;
• не теряет своих токопроводящих свойств во время окисления.

Приметным фактом является и то, что алюминий и медь окисляются. Однако пленки, которые образовались, имеют разные свойства. В первую очередь это касается токопроводимости. Как мы уже отмечали, окислительная пленка алюминиевой проводки имеет слабую токопроводимость. Аналогичная пленка на медной проводке обладает высокой токопроводимостью. Электропровода, сделанные из алюминия, окисляются значительно быстрее, чем медные провода.

Медь окисляется при комнатной температуре, однако пленка, которая появляется на поверхности меди, очень слабая и ее легко разрушить. Для этого достаточно крепко скрутить два кабеля. Сильное окисление меди начинается тогда, когда температура становится больше 70-ти градусов Цельсия. Можно сделать вывод, что более качественным и, главное, более безопасным является медный кабель. Причина популярности алюминия кроется в его дешевизне.

Почему нельзя скручивать алюминиевый и медный кабели?

Конечно, если вы планируете осуществить замену электропроводки в доме и не имеете возможности установить все электропровода, изготовленные из меди, то можете совместить эти два типа проводки. Другими словами вы можете использовать алюминиевые кабели для подачи тока на осветительные приборы и медные провода для подачи тока к розеткам или мощным электроприборам. При этом в некоторых местах возникнет необходимость соединения медной и алюминиевой проводок.

С самого начала следует отметить, что прямой контакт меди и алюминия как минимум является не рекомендуемым. Это означает то, что скручивать электропровода из двух металлов нельзя. Почему? Причина заключается в их физических свойствах. Эти два металла имеют разные величины токопроводимости и в результате места их соединения будут нагреваться. Также этому способствует наличие окислительных пленок.

Если говорить об окислительной пленке на медной проводке, то она может проводить ток и поэтому не сильно влияет на нагрев. А вот такая же пленка на алюминиевом электропроводе обладает сильным сопротивлением и, соответственно, пропускает меньше тока. Данный факт усиливает нагревание. В процессе нагревания кабеля расширяются. Поскольку медь - это более твердый металл чем алюминий, то медный электропровод приводит к некоторой деформации алюминиевого провода. В результате, когда происходит охлаждение, само соединение выглядит несколько по-другому.

После нескольких раз нагревания и охлаждения соединение ослабляется, а это приводит к появлению проблем в виде перегрева, искрения и горения. Также имеет место и появление гальванической пары. Однако она появляется только тогда, когда на соединение попадает влага. В противном случае эта пара не образуется. Гальваническая пара появляется потому, что в месте соединения таких проводок, которые мы называем медной и алюминиевой, начинается диссоциация окислов электропроводов. Этот процесс заключается в распаде окиси на заряженные ионы.

После этого заряженные ионы окислов меди и алюминия становятся непосредственными участниками процесса движения тока. В результате они переносят заряд и также движутся. Это особенность приводит к разрушению металла. В конечном итоге в проводке образуются пустоты и раковины. Они в свою очередь уменьшают поперечное сечение и способность проводки пропускать ток.

Конечный итог - перегрев мест соединения. Как мы уже отметили, этот процесс возникает только при наличии влаги. И чем больше влаги в месте скручивания, тем быстрее становится диссоциация. Думаю, вы уже поняли, что допускать попадание влаги на соединение, а также допускать прямой контакт медного и алюминиевого проводов нельзя.

Способы соединения разных типов проводки

Однако, что же делать, если в доме установлена проводка, которая состоит из медных и алюминиевых проводов, и их обязательно нужно соединить. В этом случае нужно использовать болтовые и клеммные соединения. Рассмотрим особенности использования таких соединений. Чаще всего в домах можно встретить соединения типа «орешек». Их так называют потому, что их внешний вид похож на орех. Это соединение образуют три пластины.

Перед монтажом нужно открутить нижнюю и верхнюю пластины. Далее между средней и верхней пластиной устанавливают один провод и прикручивают верхнюю пластину. Аналогично делается со вторым проводом. Когда нижняя пластина является прикрученной, то процесс соединения является законченным. Несколько похожим на «орешек» является болтовое соединение. В данном случае к одному болту приматываются два провода. Однако между ними вставляется анодированная шайба. Далее с помощью гайки закрепляют оба провода.

В той ситуации, когда в доме происходит замена проводки, то медную и алюминиевую можно соединить с помощью пружинных клемм. Они еще называются соединениями типа WAGO. Перед использованием пружинных клемм нужно зачистить провода. Зачистить надо первые 15 миллиметров. После этого их вставляют в отверстия и фиксируют с помощью маленьких рычагов. В середине таких клемм находится смазывающее вещество. Ее действие таково, что оба металла не окисляются.

Полезный совет: использовать пружинные клеммы можно только для проводов, которые являются частью осветительной системы. Использование в силовых цепях является не рекомендованным с той точки зрения, что сильные нагрузки нагревают пружинные контакты. Следствием этого является плохой контакт и плохая проводимость тока.

Только два металла - медь и алюминий нашли широкое применение в качестве проводников электрического тока. Их использование в этом качестве обусловливается комплексом физических свойств самих металлов и их ценой.

Физические основы протекания электрического тока в проводниках

Как известно из физики, электрический ток - это упорядоченное движение электрических зарядов в проводнике, под действием сил электрического поля. При перемещении электрических зарядов в проводнике они подвергаются противодействию, которое оценивают величиной электрического сопротивления и которое измеряется в омах (Ом).

Электрическое сопротивление для цилиндрических проводников определяется формулой r=ρ *l/s, где r - электрическое сопротивление проводника, Ом, ρ - удельное электрическое сопротивление материала проводника, Ом*мм2/м, l - длина проводника, м, s - площадь поперечного сечения проводника, мм 2

Поэтому, в электротехнике, для изготовления проводов используются материалы с низким удельным сопротивлением (медь, алюминий, сталь).

Например: Удельное сопротивление меди - 0, 0175 ом*мм 2 /м, удельное сопротивление алюминия - 0, 0294 ом*мм 2 /м

Иногда вместо электрического сопротивления r употребляют обратную величину - проводимость g=1/r, а вместо удельного сопротивления - удельную проводимость γ=1/ρ . Электрическая проводимость измеряется в сименсах (См).

При перемещении электрических зарядов в проводнике, электрическое сопротивление вызывает нагревание проводника. Это нагревание является вредным и, при эксплуатации проводника, должно быть ограничено, с учётом физических свойств проводника и класса изоляции.

Установившаяся температура проводника с током, зависит от плотности тока, которая определяется по формуле: δ=I/s, где δ - плотность тока, а/мм 2 , I — величина тока, а s — площадь поперечного сечения проводника, мм 2

Что же выгоднее применять в качестве электрических проводов — медь или алюминий?

При сравнительном рассмотрении тенденций роста стоимости алюминия и меди в течение ХХ и начала ХХI веков, очевидно, что стоимость алюминия растёт медленнее, чем меди. Эта разница особенно видна в начале ХХI века. С 2006 года стоимость меди на Лондонской бирже металлов доходила до 8500 долл/тонну, в то время как алюминия—2500 долл/тонну. Это связано с усовершенствованием и увеличением производства алюминия, при доступном и недорогом сырье для производства кабельной продукции , которое, в стоимости конечного продукта, составляет 25%.

Для меди - ситуация иная. Медные рудные запасы ухудшаются, содержание меди руде падает, новые месторождения бедны металлом и сложнее в его извлечении. Кроме того, эти месторождения географически более труднодоступны. Поэтому, затраты на сырьё в стоимости конечного продукта, составляют более 50 % и ещё растут.

Эти тенденции не изменяются, так же, как и сравнительная динамика цен, а изменения не предвидятся. Всё это говорит в пользу использования алюминия.

Научное и её промышленное применение пока ещё недостижимы для мировой практики. В свете того, что электрическая проводимость алюминия ниже, чем у меди, сечение алюминиевого провода и, следовательно его объём, должны быть больше чем у медного, причём диаметр алюминиевого провода, для той же плотности тока, должен быть больше чем медного на 25 %.

Однако, увеличение объёма, а следовательно массы алюминиевого провода, нивелируется невысокой плотностью металла (2,7 т/м 3 —алюминий, 8,9 т/м 3 —медь). Поэтому масса алюминиевого провода, для той же плотности тока, в три раза меньше чем медного.

Однако выигрыша по массе, при применении алюминиевого провода вместо медного, из-за требований СНИПа, нет. Например, масса меди в проложенных проводах и кабелях, в панелях современной трёхкомнатной квартиры, составляет 10 кг. Масса трехжильного кабеля длиной в 1000метров кабеля ВВГ (медь) сечением 1,5 мм 2 составляет 93 кг, а масса эквивалентного ему кабеля АВВГ (алюминий) сечением 2,5 мм 2 составляет 101 кг. Выгода от применения алюминиевых проводов получается из-за гораздо меньших цен на алюминий.

При существующих на сегодня ценах, применение алюминиевых проводов в несколько раз выгоднее, чем медных!

Для высоковольтных линий и для подвесных кабельных систем алюминий используется уже давно. Но в изолированных проводах увеличение диаметра жилы требует увеличения расхода кабельного ПВХ пластиката, цена которого (1800 долл/тонну) приближается к цене алюминия. Чем тоньше жила провода, тем больше сравнительные затраты на электроизоляцию, а выгоды от перехода с меди на алюминий - ниже. Однако, при текущих ценах, экономия всё равно получается значительной!

Проектировщики, архитекторы, электрики должны преодолеть предвзятость по отношению к применению алюминиевых проводов при новом строительстве. Это позволит применять выгодный, но трудоёмкий алюминий при разводках в панелях и в подводах к точкам внешней нагрузки (розетки и выключатели), что даст значительную экономию.

Алюминиевые обмоточные провода, могут с заметной выгодой, применяться в производстве маломощных трансформаторов, электродвигателей и других электрических машин.

Всё это определит огромный спрос на алюминий на мировом рынке и использование «крылатого металла» на земле.

А что вы думаете по этому поводу? Оставьте свой комментарий к статье!