Алюминиевые и медные провода: что выбрать, чтобы обеспечить пожарную безопасность?
При проектировании и монтаже электрических систем важно правильно выбрать электрокабельные изделия: материал жилы, изоляции и оболочки. В предыдущих статьях уже рассказывалось о материалах изоляции и оболочки, сегодня предлагаю поговорить о материале токоведущих жил электропроводов. Традиционно основными материалами для токоведущих жил электропроводок являются медь и алюминий. Проанализируем их ключевые физико-химические параметры с точки зрения экономической эффективности и пожарной безопасности.
На сегодняшний день медь является одним из наиболее распространенных материалов для изготовления электрических проводов благодаря своим высоким проводящим свойствам, пластичности и коррозионной стойкости. Алюминий на сегодняшний день используется реже, однако становится всё более популярным благодаря своей легкости и более низкой стоимости по сравнению с медью.
Медь по сравнению с алюминием обладает более высокой проводимостью, что позволяет использовать более тонкие провода для передачи большого тока без значительных потерь.
Медные проводники по сравнению с алюминиевыми имеют большую теплопроводность. Соответственно, медный провод лучше рассеивает тепло, нежели алюминиевый аналог. Теплопроводность особенно важна в точках соединений, где кабель очень сильно нагревается. При одинаковой нагрузке медный провод не будет перегреваться, так как он в два раза быстрее отводит тепло. Поэтому очевидно, что при одинаковом сечении проводника алюминиевый провод будет греться сильнее, что приведет и к нагреву изоляционных материалов, а так как большая часть из них полимеры, то это ускоряет термическое старение и увеличивает риск возникновения пожара.
Температура плавления меди выше. Алюминий же гораздо легче нагревается и в момент короткого замыкания может образовывать капли расплава, способные воспламенить не только изоляционные материалы, но и находящиеся рядом горючие материалы, вследствие чего электропроводки с алюминиевыми токоведущими жилами запрещены к применению в некоторых взрывоопасных зонах.
Медь прочнее алюминия. Алюминий менее устойчив к механическим повреждениям, его структура может повреждаться при изгибе. За счет этих свойств медные проводники являются наиболее предпочтительными, так как удобнее в монтаже.
Медь менее подвержена окислению, что означает меньшее количество потенциальных проблем с соединениями, алюминий имеет тенденцию к образованию окисной пленки, из-за чего соединения могут терять проводимость и перегреваться, что, в конечном итоге, приводит к развитию больших переходных сопротивлений. Особенно в условиях воздействия химически агрессивных сред и высокой влажности.
Один серьезный недостаток у меди все-таки есть, это стоимость. Алюминий дешевле, что делает его привлекательным для крупных проектов с ограниченным бюджетом. В Советском Союзе электрическая проводка выполнялась с использованием алюминиевых кабелей. К наиболее мощным электропотребителям относились холодильники и стиральные машины, которые потребляли около 500 Вт — не столь высокая нагрузка, которую отлично выдерживали алюминиевые провода. Однако с течением времени количество бытовых приборов возросло, и их мощность достигла более 2 кВт. С такой нагрузкой алюминиевые провода не справлялись, что приводило к перегреву и возгоранию. В результате, при реконструкции старой проводки или строительстве новых домов, стало обоснованным использование медных кабелей, которые обеспечивают более надежную и безопасную работу. С течением времени были актуализированы требования и нормы, касающиеся выбора проводов. С начала двухтысячных годов требования действующих документов предписывают для электропроводок жилых и общественных зданий использовать медные провода.
На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что медные провода являются более предпочтительными с точки зрения пожарной безопасности. Высокая электропроводность, устойчивость к высоким температурам и механическим повреждениям, делают их более надежным вариантом для электрических систем, особенно в условиях интенсивных нагрузок и воздействия агрессивных технологических сред.
