Bei der Planung von Elektroarbeiten in einem Haus oder einer Wohnung kann die Frage auftauchen, was besser ist: Kupfer- oder Aluminiumkabel?
In diesem Artikel werden wir herausfinden, welches Material für die Verkabelung verwendet werden sollte. Stromkabel in Wohngebieten und berücksichtigen Sie alle Vor- und Nachteile von Kupfer- und Aluminiumleitern.
Inhalt
Vergleich von Aluminium- und Kupferdrähten nach technischen Spezifikationen
Um den Unterschied zwischen Kupfer und Aluminium zu verstehen, müssen Sie ihre technischen Eigenschaften berücksichtigen und vergleichen.
Leitereigenschaften
Die wichtigsten elektrischen Eigenschaften des Leitermaterials sind der spezifische elektrische Widerstand, die Wärmeleitfähigkeit und der Temperaturkoeffizient des Widerstands. Zu den mechanischen Eigenschaften gehören Gewicht, Festigkeit, Bruchdehnung und Lebensdauer bei normalem Betrieb.
Spezifischer elektrischer Widerstand
Spezifischer elektrischer Widerstand ist die Fähigkeit eines Materials, elektrischem Strom zu widerstehen, wenn er durch einen Leiter fließt. Diese Eigenschaft wird durch die Formel berechnet:
Ρ = r⋅S/l,
wobei l die Länge des Leiters ist, S die Querschnittsfläche ist, r der Widerstand ist.
Zum Vergleich:
| Leitermaterial | Elektrischer Widerstand, Ohm mm²/m |
|---|---|
| Kupfer | 0,0175 |
| Aluminium | 0,0300 |
Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist, hat Kupfer einen geringeren spezifischen Widerstand, erwärmt sich dementsprechend weniger und leitet den elektrischen Strom besser.
Wärmeleitfähigkeit
Wärmeleitfähigkeit - Dies ist eine Eigenschaft eines Leiters, die die Wärmemenge angibt, die pro Zeiteinheit durch eine Materieschicht geht. Zur Berechnung Stromkabel Diese Eigenschaft ist sehr wichtig, da der sichere Betrieb der elektrischen Verkabelung davon abhängt. Je höher die Wärmeleitfähigkeit des Materials ist, desto weniger erwärmt es sich und desto besser gibt es überschüssige Wärme ab.
Zum Vergleich:
| Leitermaterial | Wärmeleitfähigkeit, W/(m·K) |
|---|---|
| Kupfer | 401 |
| Aluminium | 202—236 |
Temperaturkoeffizient des Widerstands
Wenn unterschiedliche Materialien erhitzt werden, ändert sich ihre elektrische Leitfähigkeit. Die Eigenschaft, die diese Änderung zeigt, wird Temperaturkoeffizient des Widerstands genannt (tks). Dieser Wert wird mit einem speziellen TCS-Messgerät bestimmt und der Mittelwert dieses Koeffizienten genommen.
Beachten Sie! Temperaturkoeffizient des Widerstands ist das Verhältnis der relativen Widerstandsänderung zur Temperaturänderung. Mit α bezeichnet.
Zum Vergleich:
| Leitermaterial | Temperaturkoeffizient des Widerstands, 10-3/K |
|---|---|
| Kupfer | 4,0 |
| Aluminium | 4,3 |
Je niedriger der Temperaturkoeffizient des Widerstands ist, desto größer ist die Stabilität des Leiters.
Gewicht und elektrische Leitfähigkeit des Leiters
Kupfer ist viel schwerer als Aluminium. Seine Dichte beträgt 8900 kg/m³ und die Dichte von Aluminium beträgt 2700 kg/m³. Das bedeutet, dass ein Kupferleiter 3,4-mal schwerer ist als ein ähnlich großer Aluminiumdraht.
Es ist wichtig zu verstehen, dass die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer mehr als 50 % höher ist als die von Aluminium und dementsprechend muss ein Aluminiumleiter, damit er den gleichen Strom leitet, 50 % größer sein als Kupfer.
Daher ist es effizienter, einen Kupferleiter zu verwenden als ein Kabel aus Aluminiummaterial.
Bruchdehnung und Festigkeit
Ein elektrisches Kabel kann in verschiedenen Modi und Betriebsbedingungen betrieben werden, daher ist es sehr wichtig, bei der Auswahl eines Leiters seine Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung zu berücksichtigen. Die Zugfestigkeit ist eine Eigenschaft, die die Festigkeit des Materials und die Widerstandsfähigkeit gegen Bruchlast berücksichtigt.
Zum Vergleich:
| Leitermaterial | Zugfestigkeit, kg/m² |
|---|---|
| Kupfer | 27 – 44,9 |
| Aluminium | 8 – 25 |
Anhand der Analyse der Tabelle ist deutlich zu erkennen, dass Kupfer eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischer Beanspruchung aufweist und Aluminium in dieser Eigenschaft deutlich übertrifft.
Lebensdauer
Die Lebensdauer der elektrischen Leitungen hängt von den Betriebsbedingungen und der Umgebung ab.Es ist allgemein anerkannt, dass die Lebensdauer eines Aluminiumkabels unter normalen Betriebsbedingungen 20-30 Jahre beträgt. Gleichzeitig hält die Kupferverkabelung viel länger und ihre Lebensdauer kann bis zu 50 Jahre betragen.
Welches Material für die elektrische Verkabelung sollte für eine Wohnung gewählt werden?
In der Sowjetzeit war die Verwendung von Aluminiumkabeln in Wohngebäuden üblich. Dies lag daran, dass in Wohngebäuden aufgrund geringer Leistung und einer geringen Anzahl von Elektrogeräten keine hohen Belastungen des Stromnetzes auftraten. Mit der technologischen Entwicklung und dem Aufkommen einer Vielzahl leistungsstarker Elektrogeräte, die zu Hause verwendet werden, sind die Anforderungen an Qualität und Materialien für Elektrokabel erheblich gestiegen. In modernen Realitäten wird die Verdrahtungsvorrichtung aus Aluminiummaterial praktisch nicht verwendet, da gemäß PUE elektrische Leitungen in Wohngebäuden sollten aus Kupfer bestehen!
Interessante Tatsache! Nicht viele Leute wissen es, aber etwas früher, vor der Aluminiumverkabelung, zu Stalins Zeiten, wurden Kupferkabel in Wohnungen verwendet.
Vor- und Nachteile der Aluminiumverkabelung
Die Hauptvorteile der elektrischen Verkabelung aus Aluminium sind:
- kleine Masse: Die Dichte von Aluminium ist geringer und dementsprechend ist seine Masse geringer. Bei der Verlegung einfacher Netze mit vielen Kabeln, aber leichten Lasten ist dies ein praktischer Vorteil.
- kleiner Preis: Aluminium ist um ein Vielfaches billiger als Kupfer, daher zeichnen sich Produkte aus diesem Material auch durch einen niedrigen Preis aus.
- Oxidationsbeständigkeit: Ohne Kontakt mit der Umwelt hält es lange und wird nicht durch Oxidation zerstört.
Die Nachteile dieses Materials sind:
- Geringe elektrische Leitfähigkeit Aluminium hat einen hohen spezifischen Widerstand und erwärmt sich, wenn ein elektrischer Strom hindurchfließt. Daher verbietet der PUE die Verwendung eines solchen Kabels in Heimnetzen mit einem Leiterquerschnitt von weniger als 16 mm².
- Schlechte Verbindung - Durch oxidative Prozesse und Erwärmungs- / Abkühlungszyklen werden die Verbindungsstellen des Aluminiumkabels allmählich zerstört, was zu einer Fehlfunktion der elektrischen Verkabelung oder einem Kurzschluss führen kann.
- Sprödigkeit von Leitern - solche Kabel brechen bei Erwärmung leicht, was ebenfalls sehr oft zu Fehlfunktionen führt.
Vor- und Nachteile der Kupferverkabelung
Kupfer ist für die Verwendung zugelassen und wird häufig für elektrische Leitungen in Wohn- und Industriegebäuden verwendet. In Bezug auf die elektrischen Eigenschaften übertrifft es viele Materialien und wird nur von Silber übertroffen.
Die Vorteile von Kupferkabeln sind:
- Hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit - Kupfer hat einen relativ geringen Widerstand und leitet den elektrischen Strom effektiv, hat einen hohen Wirkungsgrad und erwärmt sich bei richtigem Kabelquerschnitt auch nicht wesentlich.
- Korrosionsbeständigkeit - Kupferleiter können unter allen Betriebsbedingungen und Umgebungen arbeiten, lange halten und praktisch nicht korrodieren.
- Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung Elektrokabel aus Kupfer sind stark, dehnbar und flexibel.
- Flexibilität und einfache Installation - Kupferleiter sind sehr flexibel und können bequem in verschiedenen Winkeln montiert und an Steckdosen und Schalter angeschlossen werden.
Der Hauptnachteil von Kupfer ist sein hoher Preis. Aber Sie müssen verstehen, dass bei der Produktion einer so verantwortungsvollen Art von Arbeit wie der Verkabelung Sicherheit und Haltbarkeit sehr wichtig sind. Daher rechnet sich eine Kupferverkabelung trotz ihrer Kosten schnell und hält bei richtiger Anwendung sehr lange ohne Reparaturen und Störungen.
Lohnt es sich, die alte Aluminiumverkabelung zu ersetzen?
Diese Frage lässt sich souverän und eindeutig beantworten: Ja, es lohnt sich auf jeden Fall! Die Verwendung alter Aluminiumkabel unter den aktuellen modernen Belastungen des Stromnetzes ist nicht nur ineffizient, sondern auch unsicher. Darüber hinaus dürfen laut PUE keine Aluminiumdrähte während der Installation verwendet werden. Hausverkabelung. Wenn es also möglich ist, die Verkabelung zu ändern, sollte sie unbedingt mit der richtigen Berechnung auf Kupfer geändert werden. Abschnitt Auswahl und die Anzahl der elektrischen Leitungen.
Elektroarbeiten sind dann der Fall, wenn an der Materialqualität nicht gespart werden kann. Die Sicherheit von Personen und der ordnungsgemäße Betrieb von Elektrogeräten im Haus hängen von der richtigen Auswahl und Berechnung der Materialien ab.
Wenn Sie sich dennoch dafür entscheiden, die alte elektrische Verkabelung zu belassen, sollten Sie die Abschirmung erneuern, die Leistung begrenzen und jede Leitung davor schützen, die Last über 16 A zu überschreiten (dadurch können Sie sich keine Sorgen machen, dass die Verkabelung irgendwann überhitzt und hängen bleibt Feuer).
Eine Kupferverkabelung ist zwar deutlich teurer als eine Aluminiumverkabelung, zahlt sich aber langfristig aus und bereitet dem Anwender keine Probleme.
Ähnliche Artikel:
