Per què s'utilitza l'alumini en el cablejat elèctric
L'alumini condueix bé l'electricitat, és aproximadament un terç del pes del coure i costa substancialment menys per unitat de conductivitat. Aquestes propietats la converteixen en l'elecció natural per a línies de transmissió d'energia aèria, on els llargs trams i l'estalvi de pes redueixen les càrregues de la torre, i per a grans conductors d'alimentació en instal·lacions industrials i de serveis públics. L'alumini també s'utilitza en bobinats de transformadors, barres de distribució i revestiment de cables. Per a una determinada intensitat nominal, un conductor d'alumini ha de tenir una secció més gran-que el coure, però el cost del material més baix normalment fa que la instal·lació global sigui més econòmica.
Propietats importants per als conductors
La conductivitat de l'alumini és aproximadament el 61 per cent de la del coure en volum, de manera que un conductor d'alumini necessita un diàmetre més gran per portar el mateix corrent amb la mateixa resistència. En funció del pes, però, l'alumini porta aproximadament el doble de corrent que el coure pel mateix pes, motiu pel qual domina la transmissió aèria. El coeficient d'expansió tèrmica de l'alumini és més alt que el coure i el metall forma una pel·lícula d'òxid aïllant a les superfícies exposades. Tots dos factors influeixen en el disseny de les connexions: les connexions s'han de fer amb materials compatibles, compostos antioxidants-i un parell adequat per mantenir la fiabilitat durant dècades de servei.
Aplicacions avui
L'alumini continua sent molt utilitzat en la distribució d'energia a gran-escala. Les línies de transmissió aèries, les barres de les-subestacions d'alta tensió, els alimentadors de serveis d'edificis grans i els conductors a escala-de serveis públics són gairebé sempre d'alumini o d'aliatge d'alumini. En el cablejat de branques residencials i comercials, la pràctica moderna utilitza conductors d'aliatge d'alumini com la sèrie AA-8000, que es van desenvolupar per resoldre els problemes de connexió que s'experimentaven amb cablejats d'alumini pur més antics. Els codis elèctrics ara defineixen els connectors necessaris, els mètodes d'instal·lació i les pràctiques d'inspecció per als sistemes de cablejat d'alumini, i el cablejat d'alumini instal·lat correctament es considera segur i durador.
Cablejat d'alumini versus coure
El coure ofereix una major conductivitat, una major ductilitat i una terminació més fàcil, i és l'opció predeterminada per a circuits de branca petites i equips electrònics sensibles. L'alumini ofereix un cost més baix, un pes molt inferior i una conductivitat adequada quan es dimensiona correctament, el que el converteix en l'opció econòmica per a llargs recorreguts i conductors grans. Sovint, els dos materials es combinen en una sola instal·lació, per exemple, alimentadors d'entrada de servei d'alumini connectats a circuits de derivació de coure mitjançant tacs de classificació adequada. La decisió correcta depèn de la qualificació actual, la durada de l'execució, l'entorn de terminació i el cost del cicle de vida del projecte.
Precaucions de seguretat per al cablejat d'alumini
Els riscos històricament associats amb el cablejat d'alumini provenen de les connexions, no del metall en si. Les connexions soltes i l'oxidació dels terminals poden provocar un sobreescalfament i, en casos extrems, un incendi. La pràctica moderna elimina aquests riscos amb connectors classificats específicament per a l'alumini, compostos anti-oxidants d'articulació, terminació controlada de par-i inspecció regular de connexions d'alta-intensitat. En edificis més antics amb circuits de derivació d'alumini, un electricista qualificat hauria de verificar l'estat de les terminacions i, si escau, adaptar els connectors homologats o la cueta de coure. Seguir el codi elèctric aplicable és la mesura de seguretat més important.
PMF
P: El cablejat d'alumini és segur a les llars?
R: Sí, quan s'instal·la correctament amb connectors-de alumini i mètodes de terminació adequats. Els problemes observats a les cases més antigues van ser el resultat d'instal·lacions incompatibles i de mala mà d'obra, que els codis moderns i els electricistes formats eviten.
P: Per què s'oxida l'alumini a les connexions?
R: L'alumini reacciona ràpidament amb l'aire per formar una capa d'òxid dura i fina que és un aïllant. A les connexions, aquest òxid augmenta la resistència i la calor, de manera que s'utilitzen pasta anti-oxidant i connectors classificats per excloure l'aire i mantenir una resistència baixa.
P: Com es compara la mida del cable d'alumini amb el coure per a la mateixa càrrega?
R: L'alumini necessita una secció transversal més gran-, aproximadament dues mides de calibre més grans en termes de calibre de filferro americà, per igualar l'ampacitat del coure. La mida més gran es compensa amb el pes i el cost molt més baixos de l'alumini.
P: Què és l'alumini AA-8000?
R: AA-8000 és una família d'aliatges d'alumini desenvolupats específicament per a la construcció de cables. Les seves propietats mecàniques i metal·lúrgiques es van dissenyar per evitar els errors de fluïdesa i connexió que afectaven els conductors d'alumini pur més antics.
P: On és la pràctica habitual del cablejat d'alumini?
R: Les línies elèctriques aèries, les subestacions de serveis públics, els bobinatges del transformador, els sistemes de barres i els grans alimentadors d'edificis utilitzen l'alumini com a material conductor estàndard pel seu pes i els seus avantatges de cost.