ist Aluminiumdraht so gut wie Kupfer

Jul 28, 2023

Draht ist ein unverzichtbarer Bestandteil der Schaltungsumwandlung. Gegenwärtig werden Haushaltsdrähte auf dem Markt hauptsächlich in Kupferdraht und Aluminiumdraht unterteilt. Kupferdraht und Aluminiumdraht, als die am häufigsten verwendeten Metalle in Stromversorgungssystemen, haben ihre eigenen Verwendungszwecke und ihre eigenen Vor- und Nachteile.

Aluminiumdraht

Aluminiumdraht bezieht sich auf seine volle Längslänge und seinen gleichmäßigen Querschnitt, was sich auf das lineare Metallmaterial aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bezieht. Die Produkte werden entlang des Mitteldrucks verarbeitet und in Rollen geliefert. Querschnittsformen umfassen Kreis, Ellipse, Quadrat, Rechteck, gleichseitiges Dreieck und regelmäßiges Polygon. Es wird je nach Material in reinen Aluminiumdraht und legierten Aluminiumdraht unterteilt. Es kann in industriellen Aluminiumdraht und verarbeiteten Aluminiumdraht unterteilt werden.

Kupferkabel

Im Leben wird Kupferdraht als Leiter verwendet. Es hat eine gute Leitfähigkeit und wird häufig bei der Herstellung von Drähten, Kabeln, Bürsten usw. verwendet; Gute Wärmeleitfähigkeit, die häufig zur Herstellung magnetischer Instrumente und Messgeräte verwendet wird, die vor magnetischen Störungen geschützt werden müssen, wie z. B. Kompasse, Luftfahrtinstrumente usw.; Hervorragende Plastizität, einfache Heißpress- und Kaltpressverarbeitung, kann zu Rohren, Stangen, Drähten, Bändern, Streifen, Platten, Folien und anderen Kupfermaterialien verarbeitet werden. Reinkupferprodukte umfassen Schmelzprodukte und verarbeitete Produkte.



Als Elektriker müssen wir die Eigenschaften dieser beiden Arten von Metalldrähten verstehen, damit sie verwendet werden können.

Nur wenn wir ihre Vorteile, Nachteile und Eigenschaften deutlich machen, können wir Materialien richtig einsetzen und Dinge optimal nutzen. Andernfalls kann es leicht zu unsachgemäßem Gebrauch kommen, der von Leitungsschäden bis hin zu Feuer reicht.

Als nächstes lernen wir die Vor- und Nachteile von Kupferdraht und Aluminiumdraht kennen:

Vor- und Nachteile von Kupferdraht:

(1) Niedriger spezifischer Widerstand: Der spezifische Widerstand von Aluminiumkabeln ist etwa 1,68-mal höher als der von Kupferkabeln.

(2) Gute Duktilität: Die Duktilität von Kupferlegierungen beträgt 20 bis 40 %, die von elektrischem Kupfer mehr als 30 % und die von Aluminiumlegierungen nur 18 %.

(3) Hohe Festigkeit: Die zulässige Spannung von Kupfer bei Raumtemperatur ist 7 ~ 28 % höher als die von Aluminium. Besonders die Belastung bei hoher Temperatur, der Unterschied zwischen ihnen ist sehr groß.

(4) Dauerfestigkeit: Aluminium bricht nach wiederholtem Biegen leicht, Kupfer dagegen nicht. In Bezug auf den Elastizitätsindex ist Kupfer auch etwa 1,7 bis 1,8 mal höher als Aluminium.

(5) Gute Stabilität und Korrosionsbeständigkeit: Kupferdraht ist oxidations- und korrosionsbeständig, während Aluminiumdraht leicht oxidiert und korrodiert.

(6) Große Strombelastbarkeit: Aufgrund des geringen spezifischen Widerstands ist die zulässige Strombelastbarkeit (maximaler Strom, der durchgelassen werden kann) von Kupferkabeln mit demselben Querschnitt etwa 30 % - 50 % höher als die von Aluminiumkabeln. Insbesondere gibt es immer mehr Haushaltsgeräte, und Kupferdraht wird hauptsächlich für die Heimdekoration verwendet.

(7) Geringer Spannungsverlust: Aufgrund des geringen spezifischen Widerstands von Kupferkabeln, wenn der gleiche Strom durch denselben Abschnitt fließt. Der Spannungsabfall von Kupferkabel ist gering. Daher kann die gleiche Übertragungsdistanz eine Hochspannungsqualität gewährleisten; Mit anderen Worten, unter der Bedingung eines zulässigen Spannungsabfalls kann die Kupferkabelübertragung eine große Entfernung erreichen, d. h. der Abdeckungsbereich der Stromversorgung ist groß, was der Netzwerkplanung förderlich ist und die Anzahl der Stromversorgungspunkte reduziert.

(8) Niedriger Heizwert: Bei gleichem Strom ist der Heizwert von Kupferkabeln mit gleichem Querschnitt viel kleiner als der von Aluminiumkabeln, wodurch der Betrieb sicherer wird.

(9) Geringer Leistungsverlust: Aufgrund des geringen spezifischen Widerstands von Kupfer im Vergleich zu Aluminiumkabeln ist der Leistungsverlust von Kupferkabeln gering, was offensichtlich ist. Dies trägt zur Verbesserung der Auslastung der Stromerzeugung und zum Schutz der Umwelt bei.

(10) Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit: Der Stecker aus Kupferkabel hat eine stabile Leistung und verursacht keine Unfälle aufgrund von Oxidation. Die Verbindung von Aluminiumkabeln ist instabil und es kommt häufig zu Unfällen aufgrund des Anstiegs des Kontaktwiderstands und der Erwärmung aufgrund von Oxidation. Daher ist die Unfallrate viel höher als bei Kupferkabeln. Besonders an manchen Stellen, wo Kupferdrähte und Aluminiumdrähte verbunden werden, treten nach längerer Zeit Probleme auf. Daher muss die Verbindung von Kupferdraht und Aluminiumdraht unbedingt erforderlich sein.

(11) Bequemer Aufbau:

① Der Kupferdraht hat eine gute Flexibilität und einen kleinen zulässigen Biegeradius, sodass er bequem gedreht und durch das Rohr geführt werden kann.

② Der Kupferdraht ist ermüdungsbeständig und bricht nach wiederholtem Biegen nicht leicht, sodass die Verdrahtung bequem ist.

③ Der Kupferdraht hat eine hohe mechanische Festigkeit und kann große mechanische Spannungen aushalten, was nicht nur eine große Bequemlichkeit für die Konstruktion und Verlegung mit sich bringt, sondern auch Bedingungen für eine mechanisierte Konstruktion schafft.

Nachteile von Kupferdraht:

Der Preis für Kupferdraht ist hoch und das Verhältnis von Kupferdraht ist fikant, was die hohen Kosten für Kupferdraht bestimmt. Als Kabel hat es viele Leistungsvorteile, dh hohe Kosten! Unsere gängigen Freileitungen verwenden daher grundsätzlich keine Kupferdrähte. Es ist gut, aber es ist zu schwer. Daher verwenden Freileitungen oft mehr Aluminiumdrähte, und Kupferdrähte werden normalerweise für Erdungsdrähte verwendet.

Vor- und Nachteile von Aluminiumdraht:

(1) Günstiger Preis: Der Kupferpol kostet das 3,5-fache des Aluminiumpols und der Kupferanteil das 3,3-fache des Aluminiums. Daher ist Aluminiumkabel viel billiger als Kupferkabel, das sich für kostengünstige Projekte oder vorübergehenden Stromverbrauch eignet.

(2) Das Kabel ist sehr leicht: Das Gewicht eines Aluminiumkabels beträgt 40 % des Gewichts eines Kupferkabels, und die Bau- und Transportkosten sind gering.

(3) Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit: Aluminium reagiert schnell mit Luftsauerstoff und bildet einen Oxidfilm, der eine weitere Oxidation verhindern kann. Daher ist der Aluminiumleiter das notwendige Material für die Hochspannungs-Freileitung mit großen Querschnitten und großen Spannweiten, aber seine Vorteile als Niederspannungsleitung sind nicht mehr vorhanden.

Nachteile von Aluminiumdraht:

Aluminiumdraht hat eine geringe Leitfähigkeit, einen großen elektrischen Verlust, eine geringe Zugfestigkeit und eine geringe Korrosionsbeständigkeit. Die Fuge ist besonders leicht oxidierbar. Wenn es mit Kupferdraht verbunden ist, ist die Verbindung aufgrund von Potentialunterschieden anfälliger für Korrosion, was leicht zu Unterbrechungen führen kann. Diese beziehen sich auf die Verwendung von Niederspannungsleitungen, aber auch die Vorteile von Aluminiumdraht in Hochspannungsleitungen liegen auf der Hand. Wir sollten klarstellen, dass wir nicht alles auf einmal behaupten können.

Kupfer- und Aluminiumdrähte können nicht miteinander verbunden werden

Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Kupfer und Aluminium sind sehr unterschiedlich

Daher sollten Kupfer und Aluminium nicht direkt verbunden werden. Natürlich ist eine Kupfer-Aluminium-Verbindung unvermeidlich. Wenn eine Verbindung erforderlich ist, werden im Allgemeinen eine Kupfer-Aluminium-Übergangsklemme, eine Kupfer-Aluminium-Übergangsverbindung, ein mit Zinn beschichteter Kupferdraht oder ein mit Zinn beschichteter Aluminiumdraht für die direkte Verbindung verwendet.

Die elektrochemischen Eigenschaften von Kupfer und Aluminium sind unterschiedlich

Wenn sie direkt verbunden sind, entsteht eine chemische Batterie, sobald sie auf den aus Wasser, Kohlendioxid und anderen Verunreinigungen gebildeten Elektrolyten treffen. Dies liegt daran, dass Aluminium leicht Elektronen verliert und zur negativen Elektrode wird, und Kupfer nur schwer Elektronen verliert und zur positiven Elektrode wird. Daher wird zwischen den positiven und negativen Elektroden eine elektromotorische Kraft von 1,69 V gebildet, und ein kleiner Strom fließt durch, um den Aluminiumdraht zu korrodieren, die sogenannte elektrochemische Korrosion. Dies führt zu einem schlechten Kontakt zwischen Kupfer und Aluminium und erhöht den Kontaktwiderstand. Wenn ein Strom fließt, steigt die Temperatur an der Verbindung, was die Korrosion der Verbindung weiter beschleunigt und den Kontaktwiderstand erhöht, was zu einem Teufelskreis führt, bis es verbrannt wird.

Kupfer und Aluminium sind zwei verschiedene Metalle

Eine einfache Verbindung führt zu einer elektrochemischen Reaktion (Korrosion). Für lange Zeit steigt der Kontaktwiderstand an der Verbindung an und erwärmt sich, was zu Ein- und Ausschalten des Stromkreises, Hoch- und Niederspannung und sogar Feuer führt.