การเดินสายแบบไหนดีกว่ากัน - การเปรียบเทียบการเดินสายทองแดงและอลูมิเนียม

เมื่อวางแผนงานไฟฟ้าในบ้านหรืออพาร์ตเมนต์ คำถามอาจเกิดขึ้นว่าอันไหนดีกว่า: การเดินสายทองแดงหรืออลูมิเนียม

ในบทความนี้ เราจะพิจารณาว่าควรใช้วัสดุใดในการเดินสาย สายไฟฟ้า ในพื้นที่ที่อยู่อาศัยและพิจารณาข้อดีและข้อเสียของตัวนำทองแดงและอลูมิเนียม

เปรียบเทียบสายอลูมิเนียมและทองแดงตามข้อกำหนดทางเทคนิค

เพื่อให้เข้าใจความแตกต่างระหว่างทองแดงและอลูมิเนียม คุณต้องพิจารณาและเปรียบเทียบลักษณะทางเทคนิคของทองแดง

คุณสมบัติของตัวนำ

คุณสมบัติทางไฟฟ้าหลักของวัสดุตัวนำคือค่าความต้านทานไฟฟ้า ค่าการนำความร้อน และค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน คุณสมบัติทางกล ได้แก่ น้ำหนัก ความแข็งแรง การยืดเมื่อขาด และอายุการใช้งานภายใต้การทำงานปกติ

ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะ

ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะ คือ ความสามารถของวัสดุในการต้านทานกระแสไฟฟ้าขณะไหลผ่านตัวนำ ลักษณะนี้คำนวณโดยสูตร:

Ρ = r⋅S/l,

โดยที่ l คือความยาวของตัวนำ S คือพื้นที่หน้าตัด r คือความต้านทาน

สำหรับการเปรียบเทียบ:

วัสดุตัวนำ	ความต้านทานไฟฟ้า โอห์ม mm²/m
ทองแดง	0,0175
อลูมิเนียม	0,0300

ดังที่เห็นได้จากตารางนี้ ทองแดงมีความต้านทานต่ำกว่า ดังนั้นจึงให้ความร้อนน้อยลงและนำกระแสไฟฟ้าได้ดีขึ้น

การนำความร้อน

การนำความร้อน - นี่คือคุณสมบัติของตัวนำซึ่งแสดงปริมาณความร้อนที่ผ่านต่อหน่วยเวลาผ่านชั้นของสสาร สำหรับการคำนวณ สายไฟฟ้า ลักษณะนี้ค่อนข้างสำคัญเนื่องจากการทำงานที่ปลอดภัยของการเดินสายไฟฟ้านั้นขึ้นอยู่กับมัน ยิ่งวัสดุมีค่าการนำความร้อนสูงเท่าใด วัสดุก็จะยิ่งร้อนน้อยลงเท่านั้นและให้ความร้อนส่วนเกินได้ดียิ่งขึ้น

สำหรับการเปรียบเทียบ:

วัสดุตัวนำ	การนำความร้อน W/(m K)
ทองแดง	401
อลูมิเนียม	202—236

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน

เมื่อวัสดุต่างๆ ถูกทำให้ร้อน ค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุจะเปลี่ยนไป ลักษณะที่แสดงการเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน (tks). ค่านี้กำหนดโดยใช้เครื่องวัด TCS พิเศษและนำค่าเฉลี่ยของสัมประสิทธิ์นี้มาใช้

บันทึก! ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน คืออัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ระบุ α.

สำหรับการเปรียบเทียบ:

วัสดุตัวนำ	ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน 10-3/K
ทองแดง	4,0
อลูมิเนียม	4,3

ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานต่ำเท่าใด ความเสถียรของตัวนำก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

น้ำหนักและค่าการนำไฟฟ้าของตัวนำ

ทองแดงหนักกว่าอลูมิเนียมมาก ความหนาแน่นของมันคือ 8900 กก./ลบ.ม. และความหนาแน่นของอะลูมิเนียมคือ 2700 กก./ลบ.ม. ซึ่งหมายความว่าตัวนำทองแดงจะหนักกว่าลวดอลูมิเนียมที่มีขนาดใกล้เคียงกัน 3.4 เท่า

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงนั้นสูงกว่าค่าอลูมิเนียมมากกว่า 50% และดังนั้น เพื่อให้ตัวนำอะลูมิเนียมนำกระแสไฟฟ้าเดียวกันได้ จะต้องมากกว่าทองแดง 50%

ดังนั้นจึงใช้ตัวนำทองแดงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าสายเคเบิลที่ทำจากวัสดุอลูมิเนียม

การยืดตัวที่จุดขาดและความแข็งแรง

สายไฟสามารถทำงานได้ในโหมดและสภาวะการทำงานที่หลากหลาย ดังนั้นเมื่อเลือกตัวนำ จึงต้องคำนึงถึงความต้านทานของตัวนำต่อความเค้นเชิงกลด้วย ความต้านทานแรงดึงเป็นลักษณะเฉพาะที่คำนึงถึงความแข็งแรงของวัสดุและความทนทานต่อแรงแตกหัก

สำหรับการเปรียบเทียบ:

วัสดุตัวนำ	ความต้านแรงดึง kg/m²
ทองแดง	27 – 44,9
อลูมิเนียม	8 – 25

จากการวิเคราะห์ตารางจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าทองแดงมีความต้านทานสูงต่อความเค้นทางกลและมีคุณสมบัติเหนือกว่าอะลูมิเนียมอย่างมากในลักษณะนี้

เวลาชีวิต

อายุการใช้งานของการเดินสายไฟฟ้าขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานและสิ่งแวดล้อมเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าอายุการใช้งานของสายเคเบิลอะลูมิเนียมภายใต้สภาวะการทำงานปกติคือ 20-30 ปี ในเวลาเดียวกัน การเดินสายทองแดงมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามากและอายุการใช้งานยาวนานถึง 50 ปี

ควรเลือกวัสดุสำหรับเดินสายไฟฟ้าสำหรับอพาร์ตเมนต์

ในสมัยโซเวียต การใช้สายไฟอะลูมิเนียมเป็นเรื่องปกติในอาคารพักอาศัย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในอาคารที่พักอาศัยไม่มีเครือข่ายไฟฟ้าที่มีภาระงานสูงเนื่องจากพลังงานต่ำและเครื่องใช้ไฟฟ้าจำนวนน้อย ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีและการเกิดขึ้นของเครื่องใช้ไฟฟ้าทรงพลังจำนวนมากที่ใช้ที่บ้าน ข้อกำหนดด้านคุณภาพและวัสดุสำหรับสายไฟฟ้าจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในความเป็นจริงสมัยใหม่อุปกรณ์เดินสายที่ทำจากวัสดุอลูมิเนียมนั้นไม่ได้ใช้งานจริงเนื่องจากตาม PUE การเดินสายไฟฟ้าในที่พักอาศัยควรทำด้วยทองแดง!

ความจริงที่น่าสนใจ! มีคนไม่มากที่รู้ แต่ก่อนหน้านี้เล็กน้อย ก่อนการเดินสายไฟอะลูมิเนียม ในสมัยของสตาลิน การเดินสายทองแดงถูกใช้ในอพาร์ตเมนต์

ข้อดีและข้อเสียของการเดินสายอะลูมิเนียม

ข้อดีหลักของการเดินสายไฟฟ้าอลูมิเนียมคือ:

1. มวลขนาดเล็ก: ความหนาแน่นของอะลูมิเนียมลดลงและมวลของอะลูมิเนียมจึงลดลง เมื่อวางเครือข่ายอย่างง่ายด้วยสายเคเบิลจำนวนมาก แต่มีน้ำหนักเบา สิ่งนี้จะเป็นประโยชน์ที่สะดวกสบาย
2. ราคาเบาๆ: อลูมิเนียมมีราคาถูกกว่าทองแดงหลายเท่า ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุนี้จึงมีความโดดเด่นด้วยราคาที่ต่ำ
3. ความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน: เมื่อไม่สัมผัสกับสิ่งแวดล้อมจะคงอยู่ได้นานและไม่ถูกทำลายจากการเกิดออกซิเดชัน

ข้อเสียของวัสดุนี้ ได้แก่ :

1. การนำไฟฟ้าต่ำ อลูมิเนียมมีความต้านทานสูงและร้อนขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ดังนั้น PUE จึงห้ามมิให้ใช้สายเคเบิลดังกล่าวในเครือข่ายภายในบ้านที่มีหน้าตัดของตัวนำไฟฟ้าน้อยกว่า 16 มม.²
2. การเชื่อมต่อไม่ดี - เนื่องจากกระบวนการออกซิเดชันและวงจรความร้อน/ความเย็น รอยต่อของสายเคเบิลอะลูมิเนียมจะค่อยๆ ถูกทำลาย ซึ่งอาจนำไปสู่ความผิดปกติของสายไฟหรือไฟฟ้าลัดวงจร
3. ความเปราะบางของตัวนำ - สายเคเบิลดังกล่าวแตกง่ายเมื่อถูกความร้อน ซึ่งมักจะนำไปสู่การทำงานผิดพลาดเช่นกัน

ข้อดีและข้อเสียของการเดินสายทองแดง

ทองแดงได้รับการอนุมัติให้ใช้และใช้กันอย่างแพร่หลายในการเดินสายไฟฟ้าในอาคารที่พักอาศัยและโรงงานอุตสาหกรรม ในแง่ของคุณสมบัติทางไฟฟ้า มีคุณสมบัติเหนือกว่าวัสดุหลายชนิดและเป็นอันดับสองรองจากเงินเท่านั้น

ข้อดีของสายทองแดงคือ:

1. การนำไฟฟ้าและความร้อนสูง - ทองแดงมีความต้านทานค่อนข้างต่ำและนำกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีประสิทธิภาพสูง และยังไม่ร้อนขึ้นอย่างมีนัยสำคัญด้วยส่วนสายเคเบิลที่ถูกต้อง
2. ทนต่อการกัดกร่อน - ตัวนำทองแดงสามารถทำงานภายใต้สภาวะการทำงานและสภาพแวดล้อมใด ๆ ใช้งานได้นานและไม่เป็นสนิมในทางปฏิบัติ
3. ความต้านทานต่อความเครียดทางกล สายไฟทองแดงมีความแข็งแรง เหนียว และยืดหยุ่น
4. ความยืดหยุ่นและความสะดวกในการติดตั้ง - ตัวนำทองแดงมีความยืดหยุ่นสูงและสะดวกในการติดตั้งในมุมต่างๆ และเชื่อมต่อกับซ็อกเก็ตและสวิตช์

ข้อเสียเปรียบหลักของทองแดงคือ ราคาสูง. แต่คุณต้องเข้าใจว่าในการผลิตงานที่มีความรับผิดชอบ เช่น การเดินสายไฟ ความปลอดภัยและความทนทานเป็นสิ่งสำคัญมาก ดังนั้น แม้จะมีค่าใช้จ่าย การเดินสายทองแดงก็จ่ายไปอย่างรวดเร็ว และหากใช้อย่างถูกต้อง จะใช้งานได้ยาวนานมากโดยไม่ต้องซ่อมแซมและทำงานผิดพลาด

คุ้มไหมที่จะเปลี่ยนสายไฟอะลูมิเนียมเก่า?

คำถามนี้สามารถตอบได้อย่างมั่นใจและชัดเจน: ใช่ คุ้มค่าแน่นอน! การใช้การเดินสายอลูมิเนียมแบบเก่าภายใต้โหลดที่ทันสมัยในปัจจุบันบนเครือข่ายไฟฟ้าไม่เพียงไม่มีประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังไม่ปลอดภัยอีกด้วย นอกจากนี้ ตาม PUE สายไฟอะลูมิเนียมไม่สามารถใช้ระหว่างการติดตั้งได้ เดินสายไฟบ้าน. ดังนั้นหากสามารถเปลี่ยนสายไฟได้ก็ควรเปลี่ยนเป็นทองแดงด้วยการคำนวณที่ถูกต้อง การเลือกส่วน และจำนวนสายไฟฟ้า

งานไฟฟ้าเป็นกรณีที่คุณไม่สามารถประหยัดคุณภาพของวัสดุได้ ความปลอดภัยของผู้คนและการทำงานที่ถูกต้องของเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านขึ้นอยู่กับการเลือกและการคำนวณวัสดุที่ถูกต้อง

หากคุณยังตัดสินใจทิ้งสายไฟเก่าไว้ ควรทำแผงป้องกันใหม่ จำกัดกำลังไฟ และป้องกันแต่ละเส้นไม่ให้เกินโหลดเกิน 16 A (ซึ่งจะช่วยให้คุณไม่ต้องกังวลว่าในบางครั้งสายไฟจะร้อนเกินไปและจับได้ ไฟ).

แม้ว่าการเดินสายทองแดงจะมีราคาแพงกว่าอะลูมิเนียมมาก แต่ก็ให้ผลตอบแทนในระยะยาวและไม่ทำให้ผู้ใช้มีปัญหา

บทความที่คล้ายกัน: