Få aspekter av koppar kontra aluminium

Ledaranslutningar och uppsägningar

Konstruktionerna av aluminiumtråd och terminaler har båda reviderats från tidigare år. Vid en tid var ledaren nästan rent aluminium, nu är de alla mycket starkare 8000 serielegeringar, med fysiska egenskaper som liknar koppar.

Få aspekter av koppar kontra aluminium (fotokredit: E. Csanyi)

Ledningstermineringarna har också mycket svårare UL-testkrav, vilket resulterar i tillförlitliga långsiktiga anslutningar när den installeras enligt anvisningarna. Det finns en vanlig missuppfattning att endast kompressionskryp ska användas med aluminiumkablar, men det här är inte sant.

Terminalerna på formgjutna fallbrytare är typiskt pläterad aluminiumlegering med mekaniska skruvar, listade för användning med antingen aluminium- eller kopparledare.

Circuit Breaker Lugs - Smal Palm (foto kredit: electricalconnections.co.nz)

Dessa lugs betygsatta ALCU lindra behovet av dyrare komprimeringsanslutningar och de mer krävande installationerna för dessa kontakter.

Det är vanligare att ha en kompakt strängning avaluminiumtråd än koppar, vilket kan minska den nödvändiga rörförstoringen. Även om det är fysiskt större är aluminiumtråden lättare och lättare att hantera än motsvarande kopparledare. I
I de flesta fall kan samma slang rymma antingen aluminium eller koppar och har ett tillräckligt trådområde.

Alla släppmarkerade ALCU är lämpliga för användning med endera ledaren. En annan faktor med användningen av aluminiumledningarför matning eller lastning från en del av den elektriska utrustningen är ledningens storlek. Användningen av aluminiumledare kommer att resultera i antingen större ledarstorlek eller mer mängd ledare. Hur som helst kommer fler eller större ledningar att användas.

En design trend är alltid mot utrustning med mindre fotspår. Kostnaden för utrymmet i de strukturer som hyser utrustningen ökar ständigt.

Men i många fall kanske det inte är fysisktutrymme i utrustningen för avslutning av ledningarna med användning av aluminiumledare medan det finns tillräckligt med utrymme för mängden och storleken av ledningarna för kopparrörarna.

Plating och miljöhänsyn

Både Al och Cu kommer att oxidera när de utsätts för atmosfären. Oxider, klorider eller sulfider av basmetallenär mycket ledare för koppar än aluminium. För en aluminiumskåpa med låg resistans måste aluminiumstångsledarna pläteras för att minimera oxidationen.

Kopparledare oxideras

Bekymmer över Al-oxidationen bort från fogenär inte ett problem och kommer att verka för att skydda ledaren mot ytterligare korrosion i de flesta miljöer. Aluminiumbusledare är beroende av plätering för integriteten hos den elektriska anslutningen.

Närvaron av vätesulfid (H2S) iAtmosfären är av största vikt för basmetall Cu och silverplätering. Båda korroderar kraftigt i en relativt låg koncentration av H2S och mest intensivt på platser som vanligen har en förhöjd temperatur medan utrustningen är energiserad. Två processer är samtidigt aktiva, generell korrosion av silver och krypkorrosion av Cu. Silverplätering används ofta på kontakter och andra ledande delar i elektrisk utrustning på grund av sin överlägsen konduktivitet, nötningsbeständighet och lång livslängd.

Vätesulfid är vanligtvis närvarande vid kemiska anläggningar, oljeraffinaderier, stålverk, massa- och pappersbruk och anläggningar för avloppsrening.

I en H2S-miljö metallfilament (whiskers)börja växa så snart ett tjockt nog lager av silversulfid har bildats. Denna silverkorrosion resulterar i ett högt motstånd som ger mer värme, vilket ytterligare stimulerar tarnishing och tillväxt av whiskers. Denna process om tillåtet fortsätta leder till fel på grund av överuppvärmning eller kortslutning.

Tennplätering visar gott miljöskydd och är en praktisk lösning på H2S-korrosionsproblemet i koppar och försilvrad koppar.

Kostnadsjämförelse

Kostnadsskillnaden mellan koppar och aluminiumvarierar med de fluktuerande kostnaderna för basmetallerna på råvarumarknaden. Men denna kostnadsskillnad är många gånger den avgörande faktorn när en kund överväger aluminiumledare i sin utrustning.

Alla hänvisningar till kostnadsskillnaderna baseras på effekten av den nuvarande råvaremarknaden på komponenterna i elektrisk utrustning.

5 års koppar- och aluminiumpriser och prisdiagram (källa: nfomine.com)

Den procentuella skillnaden i kostnaden mellan aluminium och koppar varierar också som den procentandel som ledaren är en del av den totala utrustningen.

Ett kontrasterande exempel på ledaren är astor andel av den totala enheten är med bussväg. Ju större bussen är, desto större är basledaren till andelen av den totala utrustningen.

Ett exempel skulle jämföras 3-fas, 4-tråds bussväg vid 1000A till samma bussväg vid 4000A. Vid 1000A skulle adderaren att gå från aluminium till koppar vara ungefär 50%, men vid 4000A är adderaren för koppar över aluminium nästan 100%.

Panelbrädor både distributions- och belysningsklass kan ha en prisskillnad mellan koppar och aluminium överallt mellan 10-50%. Detta varierar som förklarats ovan med det totala priset på brytare och andra komponenter installerade i panelen. Switchboards i genomsnitt har en 25-30% Premium för kopparbuss över aluminiumbuss.

Med avseende på procent av ledarinnehållet i utrustningen har transformatorn en högre procentandel av ledaren än ett panelbord, men mycket mindre än bussen.

För närvarande ger elektrisk utrustning med aluminiumledare som är utformade för att utföra identisk med samma utrustning med kopparledare, en besparing för dollar till slutanvändaren.

Referens // En jämförelse mellan aluminium och koppar som används i elektrisk utrustning - GE, Larry Pryor, Rick Schlobohm och Bill Brownell,